Matériaux Innovants Composites pour la Réparation d’Ouvrages – Approche fiabiliste du dimensionnement pour leur requalification et la prédiction de leur durabilité.

Objectifs :

Face à la nécessité d’entretien et de mise aux normes du patrimoine bâti français, la réparation et/ou le renforcement des structures déficientes par collage de matériaux composites (tissus stratifiés sur site ou lamelles rigides collées) s’impose comme une méthode de choix pour prolonger la vie des ouvrages. Toutefois la valorisation des matériaux composites dans la construction implique la poursuite de recherches sur les points suivants :

  • Développer de matériaux composites biosourcés 
  • Débloquer le verrou limitant l’utilisation de matériaux composites en réparation d’ouvrages existants en déterminant leur durabilité 
  • Améliorer la méthode de prédiction de la durée de vie des ouvrages requalifiés, par une approche fiabiliste et une analyse multi-échelle en s’appuyant sur des compétences pluridisciplinaires de 7 laboratoires 

Dans cette liste non exhaustive d’actions de recherche potentielles, le projet de recherche MICRO, retenu par l’ANR en 2015, réunit 7 laboratoires de recherche reconnus dans le domaine du génie civil et des composites (annexe 1 : présentation des laboratoires) et s’intéresse essentiellement aux 4 axes en gras ci-dessus.

MICRO est un projet transversal et pluridisciplinaire, fortement connecté aux enjeux sociétaux actuels.

Il vise à mieux appréhender les mécanismes de vieillissement et la fiabilité des matériaux et infrastructures en milieu urbain, afin d’améliorer les technologies de rénovation/réingénierie à bas coût et hautes performances. Pour ce faire, le projet cherche à lever les derniers verrous qui limitent encore le développement à large échelle de ce procédé constructif par une analyse multi-échelle et une approche fiabiliste.

Porteur : BENZARTI Karim (IFSTTAR)

Autres partenaires :

  • Université LYON 1 (LMC2)
  • Université d’Angers (LARIS)
  • INSA de LYON (IMP)
  • Ecole des mines d’Alès (ARMINES)
  • Université de Cergy Pontoise (L2MGC)
  • Ecole Centrale de Lyon (LTDS)

Projets ANR-MICRO en chiffres :

  • Durée : 48 mois
  • Financement LMC2 : 239 k€

Chercheurs concernés :  Laurence Curtil (PR), Marie Michel (MCF)

Résultats : 

  • Suivi des indicateurs de vieillissement. 
  • Exploitation statistique des surfaces de réponses des indicateurs de vieillissement et formulation fiabiliste du dimensionnement 
  • Réparation sur poutres endommagées
  • Fabrication intelligente et surveillance à l’aide de capteurs PZT 
  • Formulation et optimisation de la mise en œuvre des matériaux composites à fibres naturelles 

(a)Site d’exposition pour le vieillissement naturel (VN) des matériaux (Villeurbanne – Région Lyonnaise) ; (b) Comparaison des évolutions de différents indicateurs pour les stratifiés à fibres de carbone (PRFC) ou de lin (PRFL), après vieillissements accélérés (VA) ou naturel (VN). 

 

Probabilité de défaillance du système composite à fibres de lin (PRFL) en condition de vieillissement naturel 

 

Publications :

  • YAN, H. RIAHI, K. BENZARTI, R. CHLELA, L. CURTIL, D. BIGAUD, “Lifetime prediction of flax fiber reinforced composites using Tweedie Exponential Dispersion Degradation process”, Article accepté par Mathematical Problems in Engineering. Research Article 6629637 Volume 2021, https://doi.org/10.1155/2021/6629637.
  • ZOMBRE, R. CHLELA, M. MICHEL, K. BENZARTI, L. CURTIL, “environmental durability of hand layup carbon/epoxy composites intended for concrete strengthening”, 9th International Conference on Fibre-Reinforced Polymer (FRP) Composites in Civil Engineering (CICE 2018), PARIS 17-19 JULY 2018, conférence organisée par Ifsttar et Univ. Lyon1, à comité de lecture.
  • NGUYEN, N. REBOUL, L. CURTIL, “Composites reinforced flax or carbon fibers under hygrothermal ageing: Follow of durability by Acoustic Emission monitoring and tensile tests”, 5h Engineering Mechanics Institute (EMI) International Conference, LYON 3-5 JULY 2019,