Soutenance mémoire
REVUE DE LITTERATURE
Une distinction importante doit être rappelée entre la maçonnerie structurale qui assure la reprise des efforts gravitaires et latéraux d’un bâtiment et la maçonnerie de remplissage servant à la circonscription et l’insonorisation des enveloppes de locaux. Ces derniers, sont insérés dans les cadres structuraux, souvent en acier ou en béton armé. Leurs sollicitations par contact avec les cadres structuraux lors de charges extrêmes peuvent affecter le comportement dynamique du bâtiment ou mettre en danger la sécurité des occupants par une rupture inattendue. Cependant, on va se focaliser dans notre travail sur les murs de remplissage en briques de terre cuite car c’est le type le plus répandu comme système de partition et de remplissage [DAVIDOVICI 203] La connaissance des caractéristiques mécaniques de la maçonnerie permet de s’approfondir dans la compréhension de son comportement et par-delà anticiper des problèmes liés à cet art de construire ancestral. Ce chapitre traitera :
•le comportement mécanique des murs en maçonnerie sous différentes sollicitations,
•les recherches effectuées sur le cisaillement et la compression des murs en maçonnerie,
•les différents codes de calcul.
Comportement sismique de la maçonnerie non armé : Ce type se comporte mal face aux efforts sismiques, les briques ou les blocs s’écaillent et tombent, les murs se fissurent et les revêtements extérieurs s’effondrent. L’inspection des dommages lors d’un séisme nous permet d’identifier les modes de ruptures et de mieux comprendre le comportement de la maçonnerie sous des efforts sismiques. Les rapports d’inspection après les séismes des dernières années nous permettent aussi de mettre à jour les connaissances sur le comportement de la maçonnerie lors d’un tremblement de terre.
Modes de rupture de la maçonnerie en un seul plan: Les modes de rupture en plan sont divisées en deux catégories : ruptures en cisaillement et ruptures par flexion. La rupture en cisaillement est la plus fréquente et elle est facilement identifiable par l’apparition de fissures en croix, tel que présenté par la figure 2.1.a. Celle-ci peut également se présenter sous la forme d’une fissure horizontale traversant le mur (figure 2.1.b). Ceci est le résultat du glissement de deux sections de maçonnerie suite à la rupture en cisaillement du mortier [ELGAWADY et col. 2007].
Le comportement dans le plan des murs soumis à des actions sismiques peut se résumer en quatre mécanismes : de traction diagonale, de glissement, de balancement et d’écrasement de la maçonnerie. On peut aussi avoir une combinaison de mécanismes (traction diagonale et glissement ou glissement et balancement). La résistance à la traction et à la compression de la maçonnerie, de même que la résistance d’adhésion du mortier, sont des propriétés de la maçonnerie qui ont également un rôle à jouer dans le développement de ces mécanismes de rupture.
Travaux de Milosevic et col: Milosevic et col. [Milosevic et col 2012] ont effectué des essais de compression diagonale selon la norme [ASTM E519-02] sur quatre panneaux de maçonnerie en moellons de pierres de dimensions de 120x120x70 cm (deux panneaux avec un mortier à base de chaux aérienne W2 et W3 et les deux autres avec un mortier hydraulique W1 et W4. Il est important de mentionner que les panneaux W2, W3 et W4 ont été construits avec des couches de jointement diagonales à 45°, tandis que l’échantillon W1 a été construit avec des couches de pierres horizontales. Les résultats obtenus ont montré que les différentes dispositions des pierres entraînent, des différences dans la résistance de la maçonnerie et la capacité de déformation. L’influence de la disposition des pierres et l’orientation des joints n’est pas aussi importante que l’influence du mortier: les murs jointoyés avec du mortier à base de chaux hydraulique ont montré une résistance au cisaillement d’environ 10 fois supérieure à la résistance au cisaillement des murs réalisés avec du mortier à base de chaux aérienne. La grande influence de la résistance au mortier sur la résistance au cisaillement de la paroi s’explique par le fait que les fissures se propagent à travers les joints sans endommager les pierres.
Neuf autres prototypes de (60x40x40 cm) ont été soumis à des essais triplets selon la norme EN 1052-3 [BS EN, 2002].Les murs ont été construits avec trois couches de pierre et subdivisés en deux groupes selon le type de mortier (cinq avec mortier hydraulique TH, tandis que les quatre restants avec un mortier à base de chaux aérienne TA). Cela a conduit à un mode de rupture : glissement de la couche intermédiaire par cisaillement, identique pour tous les échantillons comme le montre la figure 2.11. Comme s’est produit dans le cas des tests de compression diagonale dans les essais de triplet, les murets à base de mortier hydraulique présentaient une résistance au cisaillement beaucoup plus élevée que ceux construits avec du mortier à base de chaux aérienne. L’effondrement des murets s’est également produit sans écrasement majeur de la pierre et la composition du mortier a eu une grande influence dans la résistance au glissement des joints.
Travaux de BENKADDOUR et col :
Dans ce travail [BENKADDOUR et col 2009] ont étudié l’effet de la pouzzolane naturelle (PN) et la pouzzolane artificielle (PA) à base de calcination d’une vase de dragage sur les résistances mécaniques et les performances de durabilité vis-à-vis des milieux acides des mortiers confectionnés. Les résultats ont été analysés et ils ont comparé les deux mortiers avec ajout par rapport au mortier de référence. Le ciment utilisé pour la confection des mortiers est un CEM I 42.5 avec une surface spécifique Blaine de 3585 cm2/g et une densité de 3,2. La pouzzolane artificielle est à base de la vase calcinée du barrage FERGOUG et la pouzzolane naturelle utilisée est de provenance du gisement de Bouhmidi à Béni-Saf. Deux types d’éprouvettes de mortiers 1/2 sont confectionnés selon la norme NF EN 196-1. Dans le premier type d’éprouvettes, Les pouzzolanes naturelle et artificielle sont incorporées dans les mortiers à différents dosages 0, 10, 20 et 30%. Pour la caractérisation de la résistance mécanique les éprouvettes prismatiques de dimensions 4x4x16 cm3ont subi des essais de traction par flexion puis les demi-prismes obtenus ont été écrasés en compression à différents âges : 2, 7 et 28 jours (figure 2.25). La pouzzolane naturelle et la pouzzolane artificielle améliorent la résistance à la compression à long terme, car elles donnent naissance à un second C-S-H qui améliore le remplissage des pores, puis augmente la résistance mécanique.
Influence de la pouzzolane sur les murets soumis au cisaillement
Les figures 4.1 et 4.2 présentent la variation de la résistance au cisaillement des murets réalisés à l’aide des mortiers 1 :4 et 1 :6. Nous avons jugé utile, sur ces figures, d’intégrer autour des valeurs moyennes, des barres d’erreurs, représentant l’intervalle des résistances mesurées, pour chacune des configurations testées. Il faut aussi signaler que nous avons au niveau de la figue 4.2 deux échéances différentes dans les essais de cisaillement réalisés (28 et 45 jours). A partir des figures (4.1 et 4.2), on constate d’une part, que les résistances des murets sont plus grandes que les résistances des briques seules ; sachant que ces dernières présentent des résistances relativement faibles dont la dispersion est élevée [de 0,56 à 1,81MPa], et d’autre part, au vu des barres d’erreurs, la dispersion des mesures des résistances issues des essais effectuées sur les murets est clairement montré. De plus, la diminution des résistances des murets à base des mortiers 1 :4 et 1 :6 suivent une tendance à la diminution qui aurait eu probablement la même pente, si les essais ont été réalisés en respectant la même échéance. Il est clair que l’échéance de 28 jours n’est pas suffisante, pour observer l’effet de la pouzzolanicité des mortiers modifiés. Il faudra pour ce faire, une échéance de 90 jours et plus ; temps dont on ne disposait guère pour ce travail de fin d’études.
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Table des matières
RESUME
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : LES TYPES DE MACONNERIE
1.1 Introduction
1.2 Définition
1.3 Types de maçonnerie
1.3.1 Maçonnerie en terre cuite
1.3.2 Maçonnerie en briques silico calcaire
1.3.3 Maçonnerie en agglomérés de béton
1.3.4 Maçonnerie en moellons de pierres
1.4 Le mortier
1.4.1 Définition
1.4.2 Composition
1.4.3 Types de mortiers
1.4.4 Caractéristiques principales
1.5 Pathologie de la maçonnerie
1.5.1 Pathologies structurelles
1.5.2 Les pathologies non structurelles
1.6 Conclusion:
CHAPITRE 2 : REVUE DE LITTERATURE
2.1 Introduction
2.2 Comportement sismique de la maçonnerie non armée
2.2.1 Modes de rupture de la maçonnerie en un seul plan
2.2.2 Modes de rupture de la maçonnerie de remplissage dans des cadres rigides
2.2.3 Interaction panneau – poteau dans le plan du portique
2.3 Travaux effectués sur le cisaillement
2.3.1 Les travaux de Malyszko:
2.3.2 Travaux de Milosevic et col.
2.3.3 Travaux de GHARIB et col
2.3.4 Travaux effectués par KARA ALI et HAMZA CHERIF
2.3.5 Travaux effectués par RAMDANI et ACHOURI
2.3.6 Travaux de Tomazevic
2.4 Comportement de la maçonnerie en compression
2.5 Travaux effectués sur la compression
2.5.1 Travaux de HOUTI
2.5.2 Travaux effectués par RAMDANI et ACHOURI
2.6 Travaux effectués sur les mortiers
2.6.1 Travaux de CHAIB et col.
2.6.2 Travaux de BENKADDOUR et col.
2.7 Les codes de calcul
2.7.1 La norme ASTM E 519-02
2.7.2 La résistance au cisaillement de la maçonnerie selon l’EUROCODE 6
2.7.3 Calcul au cisaillement (DTR CNERIB)
2.7.4 Calcul de la compression (DTR CNERIB)
2.8 Conclusion
CHAPITRE 03: PRÉSENTATION DES MATÉRIAUX ET DES TECHNIQUES EXPÉRIMENTALES UTILISÉS AU LABORATOIRE
3.1 Introduction
3.2 Matériaux utilisés
3.2.1 PROVENANCE DES MATÉRIAUX
3.2.2 Planning du programme expérimental
3.2.3 CARACTÉRISTIQUES DES MATÉRIAUX
3.2.4 Caractéristiques des mortiers
3.2.5 Caractéristiques du sable
3.2.6 Caractéristique du ciment
3.2.7 Caractéristiques de la pouzzolane
3.2.8 Caractéristique de l’eau de gâchage :
3.2.9 Formulation des mortiers testés
3.2.10 Essais mécaniques sur les mortiers
3.2.11 Comparaison entre le support et le mortier
3.3 Programme des essais sur les murets
3.3.1 Introduction
3.3.2 La nature des murets à tester
3.3.3 La construction des murets
3.3.4 Dispositif d’essai
3.4 Conclusion
Chapitre 04 : Résultats et interprétations
4.1 Introduction
4.2 RÉSULTATS DES MURETS SOUMIS AU CISAILLMENT
4.2.1 Calcul de la résistance des murets soumis au cisaillement
4.2.2 Résistance des murets soumis au cisaillement
4.2.3 Influence de la pouzzolane sur les murets soumis au cisaillement
4.2.4 Modes de rupture
4.2.5 ESSAI DE CISAILLEMENT SUR LES TRIPLETS
4.3 RÉSULTATS DES MURETS SOUMIS A LA COMPRESSION
4.3.1 Résistance des murets à la compression
4.3.2 Modes de ruptures
4.4 Les études comparatives
4.4.1 ÉTUDE COMPARATIVE DES RÉSISTANCES AU CISAILLEMENT AVEC L’EUROCODE 6 ET LE DTR DU CNERIB
4.4.2 ÉTUDE COMPARATIVE DES RÉSISTANCES AU CISAILLEMENT DES MURETS AVEC LES TRAVAUX EFFECTUES AU LABORATOIRE EOLE
4.5 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
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