Cette thèse porte sur l'étude et la modélisation de l'orientation de fibres de verre dans des thermoplastiques renforcés. Dans une optique de maîtrise et de compréhension du comportement des composites renforcés de fibres longues, nous proposons dans ce travail d'étudier les phénomènes d'orientation et la rhéologie de ces suspensions. Une approche expérimentale a permis de caractériser l'orientation et la structure des fibres dans des pièces injectées. L'analyse de la distribution de longueur des fibres dans une pièce a mis en évidence que la casse des fibres se faisait préférentiellement durant la phase de la plastification de la matière. Les mesures d'orientation, réalisées avec des techniques de mesure 2D et 3D montrent que la concentration en fibres est un paramètre déterminant sur la formation et les caractéristiques de la structure coeur-peau. Une approche numérique de modélisation de l'orientation des fibres dans des pièces injectées, basée sur le calcul direct du mouvement d'orientation d'une population de fibres en écoulement, a permis d'accéder à la physique intrinsèque de la suspension. Ce modèle repose sur une formulation éléments finis multi- domaine développée dans le cadre du logiciel Rem3D. La principale originalité du modèle est qu'il n'est pas nécessaire d'exprimer de manière explicite l'ensemble des forces et interactions hydrodynamiques régissant le système. Lorsqu'on applique un cisaillement simple à un volume élémentaire représentatif, le calcul de simulation directe nous permet d'étudier les phénomènes d'interaction entre particules en fonction de la concentration et du rapport de forme des fibres. Ainsi, nous proposons une méthode d'identification du coefficient d'interaction Ci , paramètre déterminant du modèle statistique de Folgar & Tucker. Les valeurs de Ci sont fonction du rapport de forme et de la concentration des particules. On s'intéresse d'autre part à la validité des approximations de fermeture. On montre que l'approximation hybride est satisfaisante dans le cas d'un écoulement de cisaillement simple. Enfin, ce modèle est appliqué à l'étude rhéologique d'une suspension de fibres.

Létude concerne une voie originale d'élaboration de matériaux composites à matrice métallique a propriétés structurales anisotropes. Elle consiste a orienter le renfort fibreux discontinu par l'action d'un champ magnétique intense et homogène. Afin de déterminer les paramètres d'orientation influents, l'équation du mouvement d'une fibre dans un fluide visqueux a été établie. Sa vérification a nécessité la réalisation d'un dispositif expérimental original. Trois couples fibres/matrice significatifs ont ete choisis (C/Cu, C/Ti, Al2O3/Ni). La mise en oeuvre du matériau composite par métallurgie des poudres implique la réalisation préalable, sous champ magnétique, de preimprégnés orientés. Les caractérisations physico-chimiques, thermiques et mécaniques entreprises montrent que les matériaux composites élaborés par cette voie présentent les caracteristiques anisotropes attendues.

Les industries aéronautiques tentent de mettre au point de nouvelles structures plus résistantes et surtout réutilisables en vue d'accélérer la conquête de l'espace. A cet effet, le matériau composite à matrice intermétallique NiAl renforcée par des fibres longues d'alumine semble prometteur et adapté à ces applications. Les travaux présentés concernent a la fois l' élaboration du composite par infiltration liquide sous pression de gaz et l'étude du couplage fibre-matrice (F/M), phénomène prépondérant qui gouverne les caractéristiques macroscopiques du matériau. Le couplage a été étudié par le biais de la microscopie électronique en transmission et de la spectroscopie de photo-électrons X ; une approche thermodynamique du couplage a ete obtenue au travers de l'étude de mouillabilite du renfort par la matrice. Ces différentes caractérisations des interfaces et interphases sont correlées les unes avec les autres pour permettre une compréhension globale des phénomenes de couplage a l'interface F/M.

Les présents travaux, à caractère expérimental et numérique, visent à approfondir la connaissance du comportement de structures en béton armé renforcées/réparées par matériau composite à matrice minérale. Ils s’inscrivent dans le cadre du projet FUI KENTREC qui vise la formulation, le développement, la caractérisation et la validation d’un nouveau revêtement d’étanchéité pour réservoirs d’eau potable. L’objectif principal de cette thèse est donc la mise au point d’un composite à matrice minérale qui réponde au cahier des charges établi sur la base de la destination de ce matériau, à savoir, l’étanchéité des réservoirs d’eau potable. La mise au point comprend la formulation du matériau, l’évaluation de ses performances mécaniques, ainsi que la qualification des performances atteintes quant au renforcement de structures en béton armé. Deux échelles d’étude ont donc été retenues dans le cadre de la partie expérimentale, l’échelle du matériau, dans le but de formuler une matrice de « TRC » (Textile Reinforced Concrete) en fonction du cahier des charges, et l’échelle de la structure, avec l’application de ce matériau pour le renforcement et la réparation de structures en béton et en béton armé. Une campagne expérimentale de flexion portant sur des éprouvettes en béton et sur douze « poutres » en béton armé a permis, au-delà de la mise en exergue des bonnes performances en termes de capacité portante, d’analyser à l’échelle locale l’efficacité du composite à ponter la fissure et d’endiguer son ouverture. L’application visée étant l’utilisation de ce composite en milieu humide (réservoirs d’eau), les effets de deux différentes conditions de conservation de la structure renforcée/réparée par composite, avec soit l’immersion dans l’eau soit dans l’air, sont étudiés. Pour la partie numérique, ce travail vise à établir une modélisation des structures en béton ou en béton armé renforcées par ce type de composite TRC. La modélisation établie, s’appuie sur des lois de comportement non-linéaires des matériaux constitutifs (béton, acier, composite TRC) est confrontée à plusieurs échelles, aux résultats expérimentaux. La bonne concordance qualitative et quantitative entre le modèle proposé et les résultats expérimentaux au niveau des courbes charge-flèche, permet de valider la modélisation proposée à l’échelle globale. Au niveau local, on constate une assez bonne concordance du numérique et de l’expérimental, au niveau de la déformation de l’acier longitudinal, du béton, du composite, du schéma de fissuration, du champ de déplacement horizontal. Enfin, une étude paramétrique a permis d’évaluer l’influence de l’épaisseur du renfort composite TRC sur le comportement global et local de la structure. / This study, using both experimental and numerical approaches, will help to better understand the behavior of structure strengthened/repaired by composite based on mineral matrix. It especially focuses on the study of a new coating for drinkable water reservoirs without bisphenol A. The main objective of this thesis is development of a mineral matrix composite. Feasibility, performances and behavior of composite are examined. The experimental program involves different levels of analysis. At material level, the formulation and characterization of a mineral matrix are studied. At structure level, the application of this composite for the strengthening and repair of concrete and reinforced concrete structures is considered. A bending experiment on concrete specimens and the study of twelve reinforced concrete beams submitted to four point bending load, allows presenting good disposition in terms of bearing capacity. Secondly, the local analysis highlights the efficacy of the composite to bridge the crack and stop opening propagation. The effect of two different conservation conditions of beams with TRC (immersion in water compared to in air) was studied. The objective is evaluating the pertinence of TRC conserving in the water environment to apply in the concrete water reservoir structure. The effect evaluation of load history of structures on the efficacy strengthened/repaired of TRC composite is presented. It seems that the pre-cracking does not influence on the qualitative and quantitative behavior of the structure. Concerning the numerical approach, this work aims to establish a numerical model of concrete structure and reinforced concrete structure strengthened/repaired by TRC composite materials. The model, which is based on non-linear behavior laws for the constitutive materials (concrete, steel and TRC composite), is compared, at several scales, with experimental results. The good agreement, both qualitative and quantitative, between the model used and the results as expressed in the load-deflection curves validates the proposed model at a global scale. At local level (longitudinal deformation of the steel, deformation of the concrete, deformation of the TRC, cracks opening…) the digital-experimental comparison confirms a good qualitative and, the quantitative agreement. Finally, the parametric study allows to evaluate the influence of the thickness of the composite TRC (indirectly, the reinforcement ratio of beam), and the influence of the pre-cracking configuration on the global and local behavior of the structure.

Le thème de nos recherches a trait à la capacité / l’incapacité en droit civil, plus particulièrement les régimes dit « d’incapacité » que sont la minorité et les régimes d’incapacité juridique d’exercice devenus le régime de protection des personnes majeures vulnérables. Nos travaux n’ont pas concerné l’incidence de l’incapacité en droit pénal, ni en droit civil de la responsabilité, ni les législations en matière de protection des personnes malades mentales. Notre objectif est de démontrer qu’ensuite de la distinction traditionnelle entre capacité de jouissance (ou personnalité) – dont dispose tout être humain – et capacité d’exercice (ou capacité juridique au sens strict) – laquelle peut connaître des restrictions –, le droit belge voit évoluer ce dernier concept de capacité ou d’incapacité d’exercice vers une notion de capacité de discernement, plus attachée à la recherche d’un tel discernement dans le chef de chaque personne dite « incapable » ou « vulnérable », à repérer si cette personne dispose d’un consentement libre et éclairé, parfois renforcé, à vérifier au-delà de son statut d’incapacité civile, si cette personne réputée vulnérable consent (ou a consenti) valablement à l’accomplissement d’un acte juridique eu égard à son aptitude en fait et non seulement en droit.Dans une première partie de notre étude, nous avons tout d’abord procédé à une évocation du concept de capacité ou d’incapacité, à travers l’histoire, du droit romain au Code civil de 1804 et du début du XXème siècle, aux fins de décliner l’incapacité civile autour de trois autres notions qui sont à sa base, à savoir la puissance (de celui qui administre la personne et les biens de l’incapable), la protection (que doit conférer à l’incapable celui qui « gère » ce dernier, eu égard à sa vulnérabilité) et l’autonomie (que le droit reconnaît tout de même à des degrés divers suivant les époques, à la personne incapable). Nous avons ainsi poursuivi les réflexions du Professeur Alain-Charles Van Gysel sur ces trois fondements de l’incapacité quant au statut des mineurs, pour l’étendre et en faire la démonstration en présence de toutes personnes considérées comme incapables aux différentes époques.Dans une deuxième partie de notre étude, l’on constate qu’à partir de la seconde moitié du XXème siècle, le droit belge ne connaît plus que des situations d’incapacités dites subjectives, liées en réalité à une inaptitude réelle de la personne, soit liée à l’âge ou la maturité (la minorité), soit à un état de santé physique ou plus souvent mentale déficient (les personnes majeures vulnérables). Une loi du 17 mars 2013 réformant les régimes d’incapacité et instaurant un statut de protection conforme à la dignité humaine, a foncièrement changé le paradigme de l’incapacité juridique pour respecter les principes de nécessité, de subsidiarité, de proportionnalité et de personnalisation issus du droit international (Convention de l’ONU du 13 décembre 2006 sur les droits des personnes handicapées, Recommandation du Comité des ministres du Conseil de l’Europe du 23 février 1999 concernant la protection juridique des personnes incapables et celle du 9 décembre 2009 concernant les procurations permanentes et les directives anticipées ayant trait à l’incapacité). L’idée est à présent que chaque personne majeure considérée comme vulnérable doit recevoir un régime de protection « sur mesure », adapté à son état de santé déficient, à son handicap. Ce faisant, la loi oblige, à tout stade de la protection (au niveau procédural puis tout au long de la vie de la personne majeure vulnérable) à prendre en compte son « aptitude de la volonté », son discernement suffisant ou non. L’innovation majeure de cette réforme est également d’avoir élaboré pour la première fois en Belgique un mode conventionnel de protection de l’incapacité, au travers de la protection extrajudiciaire par le biais du mandat, démontrant là également que cette matière traditionnellement d’ordre public car relevant de l’état des personnes, peut être régie par l’autonomie de la volonté et ce, au regard des principes de base énoncés ci-avant. Ce concept de discernement qui fonde et détermine même les contours de la capacité / incapacité d’exercice civile se retrouve non seulement dans le régime de protection judiciaire ou extrajudiciaire, mais également dans le droit des libéralités où existe d’ailleurs de longue date la théorie du consentement renforcé, elle-même empreinte des notions nécessairement imbriquées (et donc naturellement souvent confondues) de capacité et de consentement. Le discernement est aussi le critère repris dans la plupart des législations à caractère médical ou bioéthique où il importe de s’assurer du consentement éclairé du patient et de sa capacité de discernement en fait, nonobstant sa capacité /incapacité de droit.L’incapacité juridique liée à l’état de mineur d’âge connaît la même évolution au travers d’une reconnaissance grandissante (tant au regard de l’évolution de notre société qu’au regard de celle de l’âge d’un enfant) d’une capacité dite « résiduelle » du mineur, nonobstant son incapacité juridique d’exercice de principe. Alors que l’état de minorité et l’incapacité qui s’y rattache a, à l’évidence, pour but la protection du mineur, l’on constate qu’un courant favorable à l’autonomie quasi complète du mineur dans certains domaines prend davantage d’importance. Tel est en particulier le cas en matière médicale. Le critère permettant alors de déterminer si le mineur dispose de cette capacité résiduelle sera également celui de son discernement suffisant, lié à l’âge et plus fondamentalement à sa maturité. C’est ce qui tend à rapprocher l’incapacité civile des mineurs et celle des personnes majeures vulnérables, même si la première doit conserver peut-être davantage que la seconde un objectif de protection et non uniquement d’autonomie.Nous avons alors proposé de définir ce concept de capacité de discernement comme étant l’aptitude d’une personne (mineure ou majeure) à déterminer elle-même ce qui correspond ou non à son intérêt patrimonial ou extrapatrimonial, se rapprochant alors plutôt en ce cas de la notion de bien-être ou de ce qui constitue pour cette personne sa dignité en tant qu’être humain. Cette définition est résolument axée vers une appréciation au cas par cas, factuelle, tenant compte de la situation de chaque personne, eu égard aux principes de nécessité, de subsidiarité, de proportionnalité et de personnalisation. C’est une « notion-cadre » qui peut paraître sans contenu prédéfini, comme le concept d’intérêt de la personne vulnérable majeure ou mineure (intérêt de l’enfant) voire de dignité humaine (dans son acception holistique et/ou atomistique), mais qui résulte de la nécessité de s’attacher à la situation vécue en fait par chaque personne vulnérable (principe du « sur mesure »). La preuve que l’incapacité a trait au discernement et que lui-même se détermine par rapport à la notion d’intérêt voire de bien-être ou de dignité humaine, est que non seulement une personne est réputée incapable ou vulnérable parce que l’on décide qu’elle n’est pas apte à apprécier ses intérêts en raison de son état de santé (les majeurs), ou que l’on répute qu’elle n’est pas apte à apprécier ses intérêts en raison de son âge ou de sa maturité (les mineurs) ;mais aussi cette personne se verra alors désigner un représentant légal (administrateur, parents, tuteur) qui aura pour mission première de veiller à ses intérêts à sa place, voire dans certains cas, le pouvoir judiciaire dispose également d’une compétence d’autorisation à l’accomplissement de certains actes importants mais aussi de contrôle de la mission des représentants légaux, au regard toujours de ce même critère de l’intérêt de la personne vulnérable majeure ou mineure. La difficulté cependant avec cette notion d’intérêt est qu’autant elle cadre parfaitement en tant que critère sur le plan patrimonial, autant elle ne sied pas bien sur le plan des droits extrapatrimoniaux, raison pour laquelle nous nous référons dans ce cas plutôt au concept de bien-être ou de dignité. Mais l’on constate que de manière générale, les régimes d’incapacité civile et les mécanismes qu’ils contiennent (assistance, représentation, légale ou conventionnelle), conviennent nettement mieux au domaine des droits patrimoniaux à la différence de celui de l’exercice des droits extrapatrimoniaux (lesquels excluent souvent toute possibilité d’assistance ou de représentation juridique), compte tenu de la reconnaissance finalement très récente (fin XXème – début du XXIème siècle) de ces droits extrapatrimoniaux de l’être humain, que le Code civil de 1804 n’avait à l’évidence pas vocation à réglementer, s’intéressant tout entier à l’aspect et aux conséquences patrimoniales du droit.Ce constat apparaît d’autant mieux sous l’angle de la sanction des actes posés par une personne incapable ou vulnérable majeure ou mineure, ce que nous avons développé dans la troisième partie de notre étude. Il en est de même du lien existant entre discernement et intérêts, ou bien-être. En effet, nous avons démontré d’une part que le régime de sanction des actes posés par une personne majeure vulnérable ou mineur n’est (ne doit) bien souvent pas (être) la nullité pure et simple mais plutôt la réduction pour excès ou pour cause de lésion. Nous avons ainsi rapproché la théorie de la lésion qualifiée en présence d’un majeur en principe capable, avec la lésion qualifiée des mineurs, mais aussi la théorie du consentement renforcé en matière de libéralités, et avons conclu en ce sens que de la même manière qu’un acte posé par un mineur est réduit ou parfois annulé non pas tant parce qu’il est mineur mais dans la mesure seulement où il a été lésé, ce principe est tout autant valable pour une personne majeure vulnérable, incapable en droit ou seulement en fait. Si l’acte posé par une personne majeure vulnérable ou mineure est réduit ou annulé, cela sera dû au fait qu’elle n’a pas correctement mesuré où résidait son intérêt en accomplissant cet acte, qu’elle n’avait pas le discernement suffisant pour s’en rendre compte, ce que le juge doit déterminer et ensuite rétablir. Discernement et intérêt sont donc bien liés. En cela aussi, la sanction d’une acte posé par une personne vulnérable majeure ou mineure est (doit être) adaptée à l’aptitude ou inaptitude réelle de la personne concernée, répondre également au principe du « vêtement sur mesure » pour n’être non pas tant une sanction mais une protection de la capacité, une mesure d’accompagnement de la personne vulnérable. Et nous avons à nouveau démontré que cette sanction prévue dans le Code civil est adaptée aux actes patrimoniaux mais très peu aux actes extrapatrimoniaux pour lesquels la réduction est impraticable et l’annulation tout autant. Pensons à l’acte médical qui une fois accompli, ne peut être annulé ou répété (au sens juridique du terme) mais peut seulement donner lieu éventuellement à l’engagement de la responsabilité civile du praticien.Arrivé à ce stade de notre analyse et constatant que les principes de nécessité, de subsidiarité, de proportionnalité et de personnalisation obligent à davantage s’attacher au discernement effectif d’une personne plutôt qu’à sa capacité / incapacité de droit, nous nous sommes intéressé dans la quatrième et dernière partie de notre étude, à ce que la science médicale au sens large sait du discernement, du fonctionnement humain chez l’adulte comme chez l’enfant, en matière de prise de décision. Nous avons d’ailleurs relevé que le droit s’en remet souvent à l’avis d’experts médicaux lorsqu’il s’agit d’avoir un avis sur l’état de santé d’une personne en lien avec son aptitude à prendre telle ou telle décision. Nous avons alors mis en lumière que la science médicale avait finalement peu exploré la question de la prise de décision ou du discernement et que les moyens cliniques pour déterminer celui-ci sont peu développés et même peu connus tant du public que des praticiens eux-mêmes (à l’exception de ceux qui effectuent des recherches spécialisées en ce domaine). Il n’est donc pas étonnant que la science médicale soit généralement mal à l’aise lorsque le droit lui demande par exemple d’attester de la capacité de discernement d’une personne.Face à une telle situation, nous avons alors conclu que la notion de capacité d’exercice redéfinie pour tenir compte de la capacité de discernement, de l’aptitude en fait de la personne, oblige à une analyse au cas par cas, empirique, tant de la science juridique que médicale et que l’une et l’autre ne peuvent même pour un seul cas, toujours apporter une réponse univoque quant à l’aptitude en fait, au discernement d’une personne majeure considérée comme vulnérable ou mineure et donc présumée vulnérable. Chacun, qu’il soit juriste ou médecin, doit analyser la situation de concert, avec ses propres outils et en fin de compte aussi en fonction de son intime conviction de ce que la personne concernée peut ou non accomplir valablement, peut percevoir comme étant dans son intérêt ou en vue de son bien-être. Tel est finalement le propre de toute « notion-cadre » que sont les concepts de discernement, d’intérêt et de dignité humaine, lesquels se construisent et se déterminent au cas par cas, au regard de chaque situation rencontrée. / Doctorat en Sciences juridiques / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Cette étude présente la caractérisation du comportement mécanique et la tenue en fatigue d’un composite thermoplastique à matrice PEEK renforcée en fibres de carbone courtes pour des applications aéronautiques. La première partie présente la description des matériaux étudiés ainsi que la mise en place d’un protocole de caractérisation de la microstructure. Il est alors mis en avant la nécessité de générer des éprouvettes de caractérisation simples en introduisant le concept d’éprouvettes amincies. Dans un second temps, la méthode d’auto-échauffement en régime transitoire est appliquée en concluant sur l’influence de différents paramètres sur le bilan énergétique tels que la microstructure ou le grade du matériau étudié. La troisième partie présente l’établissement d’une loi de comportement phénoménologique avec une prise en compte locale de l’anisotropie par des approches micromécaniques classiques. Les simulations mécanique et énergétique donnent des résultats corrélant très bien avec l’expérimentale pour une distribution d’orientation proche de 0° et des résultats moins convaincants pour une distribution d’orientation proche de 90°. La dernière partie présente l’utilisation d’un protocole de caractérisation rapide basé sur les essais d’auto-échauffement. Cette approche, validée pour les différents matériaux étudiés, permet de prédire la courbe d’endurance en fatigue déterministe avec une seule éprouvette et en une demi-journée d’essais. Il est également mis en évidence qu’un critère énergétique à deux paramètres est indépendant de la distribution d’orientation, et qu’il est possible de discriminer rapidement en fatigue les différents matériaux étudiés. / This study deals with characterization of the mechanical behavior and the fatigue lifetime of a short carbon fibers reinforced PEEKmatrix thermoplastic composite. The first part presents the description of the materials studied and the implementation of the characterization of the microstructure. It’s then emphasized the need to generate simple characterization samples by introducing the concept of thin specimens. In a second step, the heat build-up protocol is applied on the studied materials. It is then highligthed the influence on the energetic assessment of various parameters as the microstructure or the choice of material. The third part presents the etablishment of a phenomenological law of behavior with a local consideration of anisotropy using conventional micromechanical approaches. The mechanical and energetic simulations give resultats correlating very well with the experimental ones for a distribution of orientation close to 0°. The last part presents the use of the heat build-up technique to predict the fatigue lifetime. This approach uses an energetic criterion with two parameters and is able to predict the deterministic fatigue curve with one sample, in half a day. It is then shown the capability to catch the influence of the variations of matrix grade and fibers content on the fatigue properties and validates the use of the technique for fastmaterials screening.

Le but de ce projet est de comprendre l’effet des cycles de gel/dégel sur le comportement en mécanique des poutres en béton armé de PRFB ainsi que le développement des capacités structurales des PRFB dans un renforcement interne. Afin de réaliser cette étude, vingt poutres en béton armé de PRFB ont été préparées et exposées à deux environnements différents le premier à une température ambiante et le deuxième à 260 cycles de gel/dégel de (-250C, à +150C). Le projet inclut aussi deux autres paramètres, le premier est le taux de renforcement qui est caractérisé par deux groupes (groupe 1) inclut des poutres sur armées et le (groupe 2) inclut des poutres sous-armées, le deuxième paramètre est le rapport entre la portée du cisaillement (a) et la profondeur de la poutre (d), (a/d). Les poutres ont été testées en flexion de quatre points. Les conclusions obtenues varient en fonction des paramètres étudiés. / The objective of this project is to study the effect of freeze-and-thaw cycles on the mechanical performance of concrete beams reinforced with basalt fibre-reinforced polymers (BFRP) bars that are recently developed. Twenty concrete beams reinforced with BFRP bars were cast and exposed to two different environments: (a) room temperature and (b) 260 cycles of freeze-and-thaw at temperature varying between 25oC and +15oC. The project investigated two other parameters namely (a) the internal reinforcement ratio (under and over reinforced beams) and the shear span-to-depth ratio (a / d). All beams were tested in four point bending. The experimental results were compared to the predictions of the Canadian code. The effect of each parameter on the behaviour of the beams is presented and discussed.

Le but de cette étude est d'établir une loi de comportement macroscopique viscoplastique d'un composite à matrice métallique renforcé par des fibres courtes. La construction du modèle s'appuie sur des résultats expérimentaux et numériques, ainsi qu'une approche analytique sur la localisation. Une étude expérimentale a été nécessaire afin d'observer, en particulier, l'évolution du domaine élastique en fonction de la température, des déformations plastiques et du temps. Des essais en traction-compression et des chargements cycliques pour plusieurs températures et dans les directions d'anisotropie du matériau ont été réalisés. Des calculs numériques par éléments finis en viscoplasticité réalisés sur une cellule élémentaire représentative du composite, ont permis de quantifier les contraintes résiduelles et les déformations plastiques résultant du traitement thermique de fabrication. La réponse macroscopique du composite est ensuite étudiée pour différents chargements. Le modèle théorique est construit sur la base de techniques d'homogénéisation, en particulier, l'homogénéisation des milieux périodiques, qui fait appel à des calculs par éléments finis, et la méthode de l'inclusion équivalente purement analytique. Une relation de localisation généralisée est obtenue à partir des travaux de Dvorak, permettant de relier entre elles les variables mécaniques globales et locales. Moyennant certaines hypothèses simplificatrices, il est possible d'établir une loi de comportement purement macroscopique. Cette loi de comportement thermo-élasto-viscoplastique peut prendre en compte, les effets et l'évolution des contraintes résiduelles de fabrication ainsi que l'anisotropie initiale du matériau et son évolution au cours d'un écoulement viscoplastique.

Abstract : The present study addressed the feasibility of reinforced-concrete squat walls totally reinforced with GFRP bars to attain reasonable strength and drift requirements as specified in different codes. Nine large-scale squat walls with aspect ratio (height to length ratio) of 1.33—one reinforced with steel bars (as reference specimen) and eight totally reinforced with GFRP bars—were constructed and tested to failure under quasi-static reversed cyclic lateral loading. The key studied parameters were: (1) use of bidiagonal web reinforcement; (2) use of bidiagonal sliding reinforcement; and (3) web reinforcement configuration (horizontal and/or vertical) and ratio. The reported test results clearly revealed that GFRP-reinforced concrete (RC) squat walls have a satisfactory strength and stable cyclic behavior as well as self-centering ability that assisted in avoiding sliding shear that occurred in the companion steel-reinforced wall following steel yielding. The results are promising regarding using GFRP-reinforced squat walls in areas prone to seismic risk where environmental conditions are adverse to steel reinforcement. Bidiagonal web reinforcement was shown to be more effective than conventional web reinforcement in controlling shear-cracks width. Using bidiagonal sliding reinforcement was demonstrated to be not necessary to prevent sliding shear. The horizontal web reinforcement ratio was found to have a significant effect in enhancing the ultimate strength and deformation capacity as long as the failure is dominant by diagonal tension. Existence of both horizontal and vertical web reinforcement was shown to be essential for cracks recovery. Assessment of the ultimate strengths using the available FRP-reinforced elements code and guidelines (CSA S806-12 and ACI 440.1R-15) was conducted and some recommendations were proposed to attain a reasonable estimation of ultimate strengths. Given their importance in estimating the walls’ later displacement, the effective flexural and shear stiffness of the investigated walls were evaluated. It was found that the cracked shear stiffness could be estimated based on the truss model; while the flexural stiffness can be estimated based on the available expressions in FRP-reinforced elements codes and guidelines. Based on a regression analysis, a simple model that directly correlates the flexural and shear stiffness degradation of the test walls to their top lateral drift was also proposed. / Résumé : La présente étude traite de la faisabilité de voiles courts en béton armé totalement renforcés avec des barres de polymères renforcés de fibres de verre (PRFV), obtenant une résistance et un déplacement latéral raisonnable par rapport aux exigences spécifiées dans divers codes. Neuf voiles à grande échelle ont été construits: un renforcé avec des barres d'acier (comme spécimen de référence) et huit renforcés totalement avec des barres de PRFV. Les voiles ont été testés jusqu’à la rupture sous une charge quasi-statique latérale cyclique inversée. Les voiles ont une hauteur de 2000 mm, une largeur de 1500 mm (élancement 2000 mm/1500 mm = 1,33) et une épaisseur de 200 mm. Les paramètres testés sont : 1) armature bi-diagonale dans l’âme; 2) armature bi-diagonale dans l’encastrement du mur à la fondation (zone de glissement); 3) configuration d’armature verticale et horizontale réparties dans l’âme et taux d’armature. Les résultats des essais ont clairement montré que les voiles courts en béton armé de PRFV ont une résistance satisfaisante et un comportement cyclique stable ainsi qu'une capacité d'auto-centrage qui ont aidé à éviter la rupture par glissement à l’encastrement (sliding shear). Ce mode de rupture (sliding shear) s’est produit pour le voile de référence armé d’acier après la plastification de l’armature. Les résultats sont prometteurs concernant l'utilisation de voiles en béton armé de PRFV dans les régions sismiques dans lesquelles les conditions environnementales sont défavorables à l’armature d’acier (corrosion). L’armature bi-diagonale en PRFV dans l’âme s’est avérée plus efficace pour le contrôle des largeurs de fissures de cisaillement comparativement à l’armature répartie dans l’âme. L'utilisation d'un renforcement de cisaillement bi-diagonal a été démontrée comme n'étant pas nécessaire dans les voiles courts en béton armé de PRFV pour prévenir la rupture par glissement à l’encastrement (shear sliding). Par ailleurs, les résultats d’essais ont montré que le taux d’armature horizontale répartie dans l’âme a un effet significatif sur l’augmentation de la résistance et la capacité en déformation des voiles dont la rupture par effort tranchant se fait par des fissures diagonales (tension failure). L'existence d’armature verticale et horizontale répartie dans l’âme du voile en béton armé de PRFV s'est révélée essentielle pour l’ouverture et la fermeture des fissures au cours des chargements cycliques. Les normes calcul CSA S806-12 et ACI 440.1R-15 ont été utilisées pour évaluer la résistance au cisaillement des voiles courts en béton armé de PRFV. Certaines recommandations ont été proposées pour obtenir une estimation raisonnable des forces ultimes. Compte tenu de leur importance dans l'estimation du déplacement latérale des voiles, la rigidité effective en flexion et en cisaillement des voiles étudiés a été évaluée. On a constaté que la raideur de cisaillement du béton fissuré pourrait être estimée en utilisant le modèle de treillis. La rigidité à la flexion peut être, quant à elle, estimée en fonction des expressions disponibles dans les normes et les guides de conception de membrures en béton armé avec des barres en PRFV. Sur la base d'une analyse de régression, un modèle simple qui corrèle directement la dégradation de la rigidité en flexion et en cisaillement des voiles courts en béton armé de PRFV testés avec le déplacement latérale dans la partie supérieure des voiles a également été proposé.