Table des matières Table des matières INTRODUCTION 5 Chapitre I ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE I.1. La Matrice cimentaire 7 I.1.1. Définition 7 I.1.2. Constituants 7 I.1.3. Hydratation du Ciment Portland Artificiel (CPA) 8 I.1.4. La prise du ciment 9 I.1.5. Propriétés mécaniques du ciment au cours du durcissement 10 I.2. Le Bois 15 I.2.1. Généralités 16 I.2.2. Structure du bois 16 I.2.3. Composition chimique 17 I.2.4. Propriétés physique du bois 18 I.2.4.1. La masse volumique 18 I.2.4.2. La dureté 19 I.2.4.3. La dilatation thermique 19 I.2.4.4. La conductivité thermique 19 I.2.5. Propriétés mécaniques du bois 20 I.2.5.1. Élasticité 21 I.2.5.2. Comportement non- élastique 23 I.2.5.3. Résistance à la propagation de fissures 25 I.2.6. La structure microscopique du bois 26 I.2.7. Procédés de traitement 27 I.2.7.1. Les traitements physiques 27 I.2.7.2. Les traitements thermiques 28 I.2.7.3. Les traitements chimiques 28 I.2.7.4. Les traitements mixtes 29 I.3. Autre renfort utilisé dans ce travail : les rubans de verre métallique 29 I.4. Composite Ciment- Bois 30 I.4.1. Introduction 30 I.4.2. Influence le temps de prise du ciment/bois 31 1Table des matières I.4.3. Propriétés mécaniques de composite courant 32 I.4.4. Compatibilité des fibres de bois avec le ciment 40 I.4.5. Les ...
Table des matières INTRODUCTIONChapitre I ÉTUDE BIBLIOGRAPHIQUE I.1. La Matrice cimentaire I.1.1.Définition I.1.2.Constituants I.1.3.Hydratation du Ciment Portland Artificiel (CPA) I.1.4.La prise du ciment I.1.5.Propriétés mécaniques du ciment au cours du durcissement I.2. Le Bois I.2.1.Généralités I.2.2.Structure du bois I.2.3.Composition chimique I.2.4.Propriétés physique du bois I.2.4.1.La masse volumique I.2.4.2.La dureté I.2.4.3.La dilatation thermique I.2.4.4.La conductivité thermique I.2.5. Propriétés mécaniques du bois I.2.5.1.Élasticité I.2.5.2.Comportement non- élastique I.2.5.3.Résistance à la propagation de fissures I.2.6. La structure microscopique du bois I.2.7.Procédés de traitement I.2.7.1.Les traitements physiques I.2.7.2.Les traitements thermiques I.2.7.3.Les traitements chimiques I.2.7.4.Les traitements mixtes I.3. Autre renfort utilisé dans ce travail : les rubans de verre métalliqueI.4. Composite Ciment- BoisI.4.1. IntroductionI.4.2. Influence le temps de prise du ciment/bois
I.4.3.Propriétés mécaniques de composite courant I.4.4.Compatibilité des fibres de bois avec le ciment I.4.5.Les interfaces fibre- matrice I.4.6.Effet de l'humidité sur les variations dimensionnelles I.4.7.Effet de l’orientation des fibres I.4.7.1.Essai d’extraction (pull out) I.4.7.2.Les différents test d'extraction fibre-ciment décrits dans la bibliographie I.4.7.3.Modélisation de l’arrachement d’une fibre inclinée I.4.7.3a. Modèles phénoménologiques I.4.7.3.b.Modèles issus de la résistance des matériaux I.5. Conclusion
Chapitre II CARACTÉRISATION MÉCANIQUE DU BOIS II.1. Essai de flexion II.1.1Principe II.1.2. Eprouvettes testées et traitements II.1.2.1. La rétification II.1.2.2.Principe de la rétification II.1.3.Statistique de Weibull II.1.4.Diagramme force-flèche II.2. Résultats et discussion II.2.1.Effet des traitements du bois II.2.2.Effet de la vitesse appliquée II.2.3.Effet de l’élancement (distance entre appuis) II.2.3.1.Hypothèse II.2.3.2.Discussion sur l’effet de l’élancement II.2.4.Observation au Microscope optique II.2.5.Simulation II.3. Conclusion
2
32 40 41 42 43 45 46 4849 51 55
57575960 60 61636565677072 76 79 8185
Table des matières
Chapitre III ÉTUDE DU PONTAGE D’UNE FISSURE PAR DU BOIS EN BAGUETTE III.1. Procédure expérimentale87 III.1.1.Fabrication des échantillons88 III.1.2.Essai d’extraction des renforts90 III.2. Etude du pontage d’une fissure par une fibre92 III.2.1. Étude des fibres perpendiculaires à la fissure (cas élémentaireθ= 0)92 III.2.1.1.Étude théorique92 III.2.1.1.a.Casθ= 0 et Gd = 092 III.2.1.2.b.Casθ= 0 et Gd≠0 94 III.2.1.2.Résultats expérimentaux àθ= 097 III.2.2.Étude des fibres inclinées (θest différent de zéro)101 III.2.2.1.Résultats expérimentaux101 III.2.2.2.Mécanismes d’arrachement d'une fibre inclinée107 III.2.2.3.Étude théorique des fibres obliques (casθ≠0) 110 III.2.2.3.1.Dérivation du modèle pour une baguette de bois de section carré (a×a) 112 III.2.2.3.2.Résultats de la simulation et discussion116 III.2.2.32.a. Cas préliminaire (pas de rupture, pas de pliage)116 A-Effet du module élastique du renfort Ef 118 B -Effet du cisaillement induit par le glissementτf 118 C -Effet de paramètre (k)119 D -Effet du coefficient de freinage sur la poulie fixe (f)119 III.2.2.3.2b. Simulation en cas de pliage121
III.3. Estimation de l’énergie de rupture
III.3.1.Calcul de l’énergie d’extraction théoriquement III.3.1.1. Casθ= 0 III.3.1.2. Cas oùθest différent de zéro III.3.2.Détermination expérimentale de l'énergie d'extraction
III.4. Composite réel
III.5. Conclusion
3
129 129129 131 133 135137
Table des matières
Chapitre IV ÉTUDE DU PONTAGE D’UNE FISSURE PAR DES RUBANS DE VERRE MÉTALLIQUE IV.1 Le renfort en verre métallique IV.1.1.Caractéristiques du ruban FIBRAFLEX IV.1.2.Avantages de ce renfort
IV.2. Procédure expérimentale et résultats
IV.2.1.Résultats expérimentaux àθ= 0
IV.2.2.Résultats expérimentaux oùθest différent de zéro
139141142
143144147
IV.3. Étude théorique de l’extraction des fibres obliques (casθ≠0)154 IV.3.1.Dérivation du modèle pour un ruban verre- métallique de section154 rectangulaire(a×h) IV.3.2.Résultat de la simulation158 IV.3.2.1.Simulation de l’extraction sans rupture du renfort158 IV.3.2.1.Simulation avec prise en compte de la rupture du renfort162 IV.3.3.Estimation de l’énergie de rupture165168IV.3.4. Composite réel IV.4. Conclusion170CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES 173REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES179 ANNEXES187