Conception et dimensionnement d’un ancrage de hauban plat en matériaux composites

par Sylvain Chataigner

Thèse de doctorat en Mécanique des matériaux et structures

Sous la direction de Jean-François Caron.


  • Résumé

    Cette étude a pour objectif final la réalisation d’un ancrage de hauban plat en composite. La technique du collage structural est choisie pour celle-ci et une majeure partie du document s’attache donc à comprendre et décrire le transfert des efforts par un joint collé dans le cas quasi-statique. Trois parties permettent d’aboutir à une nouvelle géométrie d’ancrage. La première s’attache à rappeler et développer les éléments principaux indispensables pour l’utilisation de cette technique d’assemblage qui, bien que relativement ancienne, n’est que depuis peu utilisée pour des applications structurelles en génie civil. Elle permet également de présenter les principales théories élastiques s’intéressant au transfert des efforts et de décrire les principaux aspects phénoménologiques qui en dérivent. Dans la seconde partie, différentes investigations expérimentales sont présentées et leurs résultats comparés aux théories présentées. Les insuffisances sont mises en relief, et l’introduction de non-linéarités matérielles s’avère nécessaire dans certains cas. Pour les différentes séries d’essais menées, deux types de non-linéarités sont modélisées : l’endommagement du béton et la plasticité. Ceci permet d’aboutir à des résultats cohérents avec les observations expérimentales et de disposer de modèles plus complets des phénomènes de transfert des efforts. La dernière partie est quant à elle vouée à l’optimisation du transfert des efforts. Après avoir rappelé les principaux travaux sur ce sujet, une caractérisation plus fine des adhésifs étudiés permettent de mettre en avant une propriété intéressante de ces matériaux mise à contribution dans le cas d’une nouvelle géométrie de joint, dite ”géométrie courbe”. Les différents avantages de cette géométrie sont démontrés théoriquement, puis des essais permettent de vérifier la facilité de mise en œuvre de la solution proposée et son efficacité. Bien que des études additionnelles restent nécessaires sur cette nouvelle géométrie, elle semble prometteuse et permet d’améliorer de manière importante les performances du joint collé.

  • Titre traduit

    Design of an anchorage for a cable made in composite material


  • Résumé

    This study’s main goal is to design an anchorage for a composite plate in a civil engineering application. As structural adhesive bonding was chosen, the main part of this document is dedicated to the understanding and the description of the way force is transferred through bonded joints. Three parts compose the study. The first one gathers all the bases concerning this technology which exists since a long time but is used for structural applications since only a few decades. It also presents the main elastic theories and the resulting characteristic features of structural adhesive bonding. In the second part, several different experimental investigations are precisely described and their results compared to the theoretical elastic expectations. Being insufficient concerning some of the parameters, it is then decided to take into account some non-linearities in the analysis : either damage occurrence, or plasticity. The final results are shown to be close to the experimental observations, and a more precise modeling of the force transfer is thus finally available. The last part concerns the optimization of the force transfer and starts with the reminding of the main works done on this topic. Then, a precise adhesive material characterization allows to highlight an interesting property which can improve bonded joints capacities. A specific geometry, a curved one, has to be used in order to use properly this property. Theoretical developments allow to explain the different improvements allowed by this geometry and some experimental investigations are conducted to check the ease of realization of such a geometry and its efficiency. Though additional work should be carried out on this new bonded joint, first results demonstrate the efficiency of the proposed new geometry.

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Informations

  • Détails : 1 vol. ( 200 p.)
  • Annexes : Bibliographie 120 réf.

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  • Bibliothèque : Ecole des Ponts ParisTech (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne). Bibliothèque Lesage.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : NS 32677
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