Etude et analyse bidimensionnelle des matériaux composites unidirectionels à court et long terme

Abstract

Introduction– Le génie civil est un domaine qui consiste sur la construction des structures durables et sécuritaires. Les matériaux composites présentent des propriétés avancées par rapport aux propriétés des matériaux conventionnels. Ils se caractérisent par leur poids léger et leur rigidité. Le seul point faible est leur comportement au fluage qui n'est pas encore très clair, ce qui pose des problèmes au niveau de leur utilisation dans la construction des ouvrages en génie civil. Notre objectif est d'étudier et d'analyser le comportement à court et long terme des composites unidirectionnels renforcés par des fibres. Méthodes– Durant notre thèse, une analyse sur le comportement bidimensionnel unidirectionnel des composites renforcée par des fibres de verre est présentée à court et long terme. Cette analyse est basée sur le modèle de Shear-Lag. Ce modèle prend en compte les différentes micros mécanismes des ruptures comme rupture de fibres, décollage fibre/matrice et fluage du spécimen. Plusieurs analyses numériques sont faites afin de valider la méthode Shear-Lag. Les améliorations apportées au modèle de Shear-Lag existant reposent sur la vérification des principales hypothèses de calcul telles que le maillage, nombre de fibres prises en compte et longueur de l'échantillon. De plus on a étudié l'effet à court et long terme dune fibre rompue sur les fibres voisines intactes avec et sans décohésion. Enfin on a intégré un modèle représentant une fibre centrale intacte entourée par deux fibres rompues distantes, dans le but d'obtenir l'effet sur la fibre centrale intacte en changeant la distance entre ces deux ruptures. Résultats– Les résultats des hypothèses de calcul telles que le maillage, nombre de fibres prises en compte et longueur de l'échantillon ont été validé. L'analyse a montré que seulement les quatre premières fibres intactes adjacentes sont affectées par la rupture de la fibre centrale. Enfin le rapprochement des deux ruptures cause une augmentation de la contrainte axiale. Les résultats ont montré un effet de fluage avec la présence de décohésion. Conclusion– Cette étude a permet de mieux comprendre le comportement de phénomène de fluage à court et long terme des composites unidirectionnel bidimensionnel soumis à une charge de traction.