Avis Technique 3.3/17-926_V1

Eléments de structure renforcés par collage de matériaux composites

Lamelles LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL Titulaire : Société PAREXGROUP

19 Place de la Résistance CS 50053 FR-92445 Issy Les Moulineaux Cedex

Tél. : 06 45 56 03 58

Groupe Spécialisé n°3.3 Structures tridimensionnelles, ouvrages de fondation et d’infrastructure

Publié le 29 septembre 2017

Commission chargée de formuler des Avis Techniques et Documents Techniques d’Application (arrêté du 21 mars 2012)

Secrétariat de la commission des Avis Techniques CSTB, 84 avenue Jean Jaurès, Champs sur Marne, FR-77447 Marne la Vallée Cedex 2 Tél. : 01 64 68 82 82 - Internet : www.ccfat.fr

Les Avis Techniques sont publiés par le Secrétariat des Avis Techniques, assuré par le CSTB. Les versions authentifiées sont disponibles gratuitement sur le site internet du CSTB (http://www.cstb.fr) CSTB 2017

2 3.3/17-926_V1

Le Groupe Spécialisé n°3.3 « Structures tridimensionnelles, ouvrages de fondation et d’infrastructure » de la Commission chargée de formuler les Avis Technique et Documents Techniques d’Application, a examiné le 27 juin 2017, le procédé de renforcement collé Lamelles LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL, exploité par la société PAREX GROUP. Il a formulé, sur ce procédé, l’Avis Technique ci-après. Cet Avis est formulé pour les utilisations en France Européenne.

1. Définition succincte

1.1 Description succincte Procédé de renforcement d’éléments de structure, consistant à coller sur la surface des éléments visés des lamelles de fibres de carbone LANKOSTRUCTURE CARBO Et CARBOPUL à l’aide d’une résine époxy CARBO Colle. Ce procédé est destiné à augmenter la capacité portante des éléments concernés, par fonctionnement mécanique conjoint élément-renfort, grâce à l’adhérence, conféré par la résine après son durcissement, entre deux matériaux.

1.2 Identification Les composants sont livrés sur le site de mise en œuvre et identifiés comme indiqué dans la partie « Dossier Technique Etabli par le De-mandeur ».

2. AVIS Cet Avis ne vaut que si : le dimensionnement est réalisé par un bureau d’étude spécialisé

dans le calcul de renforcement de structure les entreprises applicatrices de ce procédé de renforcement ont reçu

une formation pratique et théorique délivrée par le Titulaire

2.1 Domaine d’emploi accepté Le système de renforcement par lamelles est applicable au renforce-ment à la flexion de poutres et planchers béton armé ou précontraint. La société PAREX distribue le produit, sans assurer la conception ni la mise en œuvre. Les utilisations pour lesquelles l’article 3 de l’arrêté du 22 octobre 2010 modifié impose l’application des règles parasismiques et le cas des sollicitations susceptibles de changer de sens ne sont pas visées dans le cadre du présent Avis Technique. Les éléments concernés sont sollicités par des charges à caractère principalement statique, comme c'est le cas dans les bâtiments admi-nistratifs, commerciaux, scolaires, hospitaliers, d'habitation, de bu-reaux, parkings pour véhicules légers (30 kN de charge maximale à l'essieu). L'utilisation en bâtiments industriels est admise tant que l'agressivité chimique ambiante peut être considérée comme normale et que les charges non statiques ne sont pas de nature répétitive entretenue pouvant donner lieu à fatigue. On peut citer, à titre d’exemple de charges exclues, les machines tournantes et les passages intensifs et répétés de camions. L’utilisation des procédés pour le renforcement des dallages n’est pas visée dans le cadre du présent Avis Technique. Les utilisations autres que celles prévues au présent domaine d’emploi, notamment les renforcements d’éléments constitués de matériaux autres que le béton (maçonnerie ou bois) sortent du champ du présent Avis. L’Avis n’est valable que si la température du milieu ambiant, de la résine et du support au niveau du collage n’excède pas : 70°C en pointe et 55°C en continu pour les lamelles L’augmentation des capacités résistantes par les procédés de renfor-cement est limitée aux actions variables.

2.2 Appréciation sur le procédé

2.21 Aptitude à l’emploi

2.211 Stabilité L’utilisation du procédé conduit à l’augmentation des capacités résis-tantes des éléments renforcés, conformément aux modèles de calcul développés dans le Dossier Technique établi par le demandeur, à condition de respecter strictement les prescriptions données dans le paragraphe 2.3 du présent Avis.

2.212 Sécurité au feu

2.2121 Réaction au feu En l’absence de Procès-Verbal de réaction au feu, les procédés sont non classés ou F au sens des Euroclasses.

2.2122 Résistance au feu En ce qui concerne la résistance au feu, le procédé Lamelles LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL non protégé ne participe pas à la tenue des éléments renforcés. Lorsqu’une protection au feu est prévue par-dessus le composite, elle devra justifier d’un essai de résistance au feu, effectué sur un support identique, par un Laboratoire agréé par le Ministère de l’Intérieur. L’attention est attirée sur le fait que les caractéristiques mécaniques de la colle diminuent rapidement lorsque la température augmente.

2.213 Prévention des accidents lors de la mise en œuvre ou de l'entretien

Pour la manipulation de la colle et son application, il y a lieu de respec-ter les prescriptions du Code du travail concernant les mesures de protection relatives à l’utilisation des produits contenant des solvants, utilisés pour le nettoyage des outils, l’utilisation de colles époxy et la manipulation des lamelles. En dehors de ces points, les conditions de mise en œuvre ne sont pas de nature à créer d’autre risque spécifique.

2.214 Données environnementales Le procédé ne dispose d’aucune Déclaration Environnementale (DE) et ne peut donc revendiquer aucune performance environnementale particulière. Il est rappelé que les DE n’entrent pas dans le champ d’examen d’aptitude à l’emploi du procédé.

2.215 Aspects sanitaires Le présent Avis est formulé au regard de l’engagement écrit du titu-laire de respecter la réglementation et notamment l’ensemble des obligations réglementaires relatives aux produits pouvant contenir des substances dangereuses pour leur fabrication, leur intégration dans les ouvrages du domaine d’emploi accepté et l’exploitation de ceux-ci. Le contrôle des informations et déclarations délivrées en application des réglementations en vigueur n’entre pas dans le champ du présent Avis. Le titulaire du présent Avis conserve l’entière responsabilité de ces informations et déclarations.

2.22 Durabilité - Entretien La durabilité des éléments renforcés est normalement assurée, à l’exception des utilisations dans les locaux (ou ambiances) suivants:

1. atmosphère agressive (type solvant) ; 2. lorsque la température est susceptible de dépasser la tem-

pérature de pointe indiquée au paragraphe 2.1 (valeur de pointe : valeur dont la durée de maintien est inférieure à 24 heures) pour la résine utilisée.

En effet, pour la première restriction, la stabilité des caractéristiques mécaniques de la colle n’est pas démontrée. Pour la seconde restric-tion, la température de transition vitreuse des résines ne permet pas de dépasser une température en pointe de 70°C pour la résine 50 CARBO. Dans le cas où des dégradations (chocs, abrasion, etc.) sont possibles, une protection mécanique du renforcement est à prévoir.

2.23 Fabrication et contrôle Cet Avis est formulé en prenant en compte les contrôles et modes de vérification de fabrication décrits dans le Dossier Technique Etabli par le Demandeur (DTED).

2.24 Finitions Lorsque des revêtements (notamment peintures) sont prévus sur le renforcement, ils doivent avoir fait l’objet d’essais préalables validant leur adhérence sur la matrice époxydique des composites.

2.3 Prescriptions Techniques

2.31 Conditions de conception et de calcul Le dimensionnement du renforcement doit être réalisé par un bureau d’études de structure.

2.311 Justification à la rupture Cette justification doit être réalisée en prenant en compte la hauteur totale de la section de l’élément à renforcer (ex : pour une poutre en T, il convient de considérer la hauteur totale de la section avec la table de compression). Elle consiste en une vérification de l’élément à la rupture, toutes redistributions effectuées, et sans tenir compte du renforcement, sous la combinaison ELS rare (considérée convention-nellement dans les calculs comme combinaison ELU fondamentale)

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G+Q1+oiQi, où G représente la sollicitation due à la charge perma-nente et oiQi celle due aux charges de courte durée d’application dites d’accompagnement de l’action de base Q1, y compris s’il y a lieu les charges climatiques et celles dues aux instabilités. Toutefois, cette justification n’est pas à effectuer si : (R1) 0,63 (S2), dans le cas d’un élément principal, dont la rupture

est susceptible d’entraîner celle d’autres éléments (poutre porteuse, par exemple),

(R1) 0,50 (S2), dans le cas d’un élément secondaire, dont la rupture n’est pas susceptible d’entraîner celle d’autres éléments (panneaux de dalles de planchers posés sur poutres, par exemple).

Avec, dans ces expressions : R1 : capacité résistante à l’ELU, en situation fondamentale, de l’élément non renforcé. S2 : sollicitation agissante à l’ELU, en situation fondamentale, sur l ‘élément renforcé.

2.312 Renforcement des éléments en béton armé vis-à-vis du moment de flexion

Les justifications à effectuer, vis-à-vis du moment de flexion, pour les éléments en béton renforcés par les lamelles, sont les suivantes : Calcul à l’ELS : ce calcul est effectué selon les hypothèses classiques du béton armé, en tenant compte de l’historique du chargement et du renforcement (y compris un éventuel déchargement ou vérinage provi-soire en cours de travaux). Ceci conduit à superposer les états de contraintes relatifs aux deux situations suivantes : ouvrage non renforcé, soumis aux sollicitations initiales, appliquées

au moment où l’on entame les travaux de renforcement, ouvrage renforcé, soumis aux sollicitations additionnelles. Cette justification est menée en prenant en limitant la contrainte finale dans les armatures tendues existantes tel que décrit dans le Dossier Technique établi par le demandeur La contrainte de compression du béton, la contrainte de traction des aciers passifs et la contrainte dans le composite seront limitées suivant le §2.4.3 des règles AFGC 2011. Calcul à l’ELU : ce calcul est mené conformément aux détails donnés dans le dossier technique établi par le demandeur. Vérification du glissement à l’interface composite-béton : cette vérifi-cation consiste à s’assurer que la contrainte de cisaillement à l’interface composite-béton n’excède pas la valeur de la contrainte limite de cisaillement. Cette valeur limite s’appuie dans tous les cas sur des essais de pastillage à effectuer in situ sur le support après prépa-ration, dans l’état dans lequel il est destiné à recevoir le renforcement. La valeur de la contrainte de cisaillement limite à retenir pour le di-mensionnement est calculée de la manière suivante, à partir de la résistance caractéristique à la traction du support béton ftj obtenue par les essais de pastillage :

A l’ELS : )2

tjf ; MPa (1,5Min τ

A l’ELU (fondamental et accidentel) : )1,5

tjf ; MPa (2Min u τ

Dans tous les cas, le procédé Lamelles LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL n’est pas applicable si les essais de pastillage donnent une valeur de ftk inférieure à 1,5 MPa.

2.313 Renforcement des éléments en béton précontraint.

Le dimensionnement du renforcement des éléments en béton précon-traint par le procédé Lamelles LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL est effectué selon les préconisations de l’Eurocode 2. La méthode utilisée est décrite dans la partie Dossier Technique. Les principes de justifications sont identiques à ceux développés dans le cas du béton armé sauf en ce qui concerne les états limite de service en flexion. Dans tous les cas, il convient de s’assurer que, pour le renforcement en flexion des éléments en béton précontraint, la section d’enrobage soit complètement comprimée sous les combinaisons quasi perma-nentes. Pour la justification à l’état limite de service, il y a lieu de limiter la contrainte de traction à 0,9 fpk dans les armatures de précontrainte (cas de la précontrainte adhérente) sous combinaison caractéristique.

2.32 Conditions de mise en œuvre La mise en œuvre doit être effectuée dans les strictes conditions défi-nies dans le dossier technique établi par le demandeur, notamment pour ce qui concerne le nettoyage et la préparation des supports ainsi que la réalisation des essais de convenances sur ce même support. Il est précisé que ces essais doivent être effectués pour chaque chantier et pour tous les supports visés par le présent Avis Technique. L’entreprise mettant en œuvre le procédé doit justifier d’une formation spécifique à ce type de renforcement.

Conclusions

Appréciation globale L’utilisation du procédé dans son domaine d’emploi accepté est appré-ciée favorablement.

Validité Jusqu’au 30 juin 2020

Pour le Groupe Spécialisé n°3.3 Le Président

3. Remarques complémentaires du Groupe Spécialisé

Il est souligné que le renforcement structural d’un ouvrage existant quelle que soit la technique de renforcement utilisée, doit faire suite à un diagnostic préalable de qualification de cet ouvrage (détermination des capacités résistantes). Un tel diagnostic peut se révéler lourd et imprécis, étant notamment fonction de la qualité des matériaux, des dispositions internes souvent non accessibles (armatures, par exemple) et d’une manière générale de « l’histoire » de l’ouvrage. L’attention du Maître d’œuvre est donc attirée sur la nécessité qu’il y a à faire effectuer un diagnostic aussi précis que possible, permettant de dimensionner et de mettre en œuvre les renforcements de manière pertinente. L’attention est attirée sur le fait que les règles AFGC relatives aux éléments renforcés par composites fixent une température minimale de service continu de -20°C.

Le Rapporteur du Groupe Spécialisé n°3.3

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Dossier Technique établi par le demandeur

A. Description 1. Principe Les systèmes LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL sont destinés à réparer et à renforcer les structures d’ouvrages de bâtiment, par collage de lamelles LANKOSTRUCTURE CARBO ou CARBOPUL (compo-site à base de fibres de carbone noyées dans une matrice polymère) à l’aide de la colle CARBO Colle.

Gamme LANKOSTRUCTURE

Composite Résine

Lamelles CARBO 40 CARBO 50 41 CARBO 80 42 CARBO 100 43 CARBO 120

50 CARBO Colle

Lamelles CARBOPUL 44 CARBO PUL 50 45 CARBO PUL 80 46 CARBO PUL 100 47 CARBO PUL 150

50 CARBO Colle

Ce procédé est utilisé en tant que renfort d’éléments de structure béton armé ou béton précontraint travaillant en flexion.

2. Domaine d’emploi

2.1 Domaine d’emploi accepté Le présent Dossier Technique concerne les ouvrages neufs ou existants en béton armé ou précontraint. L’objectif du renforcement est d’accroitre la résistance au moment de flexion en travée de poutres ou dalles Les ouvrages nécessitant des dispositions parasismiques au sens de l’arrêté du 22 octobre 2010 modifié ne sont pas visés.

2.2 Type de charges Seules les applications sous charges statiques sont visées.

2.3 Zones géographiques d’utilisation Il est possible d’utiliser le procédé en France Européenne.

3. Matériaux

3.1 Lamelles CARBO • Composition : fibres de carbone agglomérées dans une matrice de résine époxydique (moulage infusion). Pourcentage volumétrique de fibres : 65 %. Densité : 1,6 Présentation en rouleaux de 25, 50 ou 100 mètres linéaire. Couleur : noir micro texturé • Dimensions :

Type de lamelle

Largeur (mm) Epaisseur (mm)*

Section (mm²)

40 CARBO 50 50 1,2 60

41 CARBO 80 80 1,2 96

42 CARBO 100 100 1,2 120

43 CARBO 120 120 1,2 144

* : épaisseur nominale

3.11 Identification et marquage CARBO est identifié par un numéro de lot composé de la date de fabri-cation suivie d’un code de production. La référence fournisseur pour les lamelles CARBO est « PC CARBOCOMP SU ».

3.12 Fabrication et contrôles Les lamelles CARBO sont fabriquées par la société TRADECC (Bel-gique). La fabrication des lamelles, ainsi que celle de la colle, font l’objet d’un plan d’assurance-qualité dans l’usine concernée. Les contrôles sont réalisés par le fournisseur suivant les modalités ci-après (1lot=1rouleau).

Grandeur (Valeurs

moyennes)

Essai Valeur cible Tolérance Fréquence des essais

Résistance en traction

EN2561 2400MPa ±10% 5 échantillons

par lot

Allongement à rupture

EN2561 1.45% ±10% 5 échantillons

par lot

Largeur EN2561 50, 80, 100 ou 120mm

-0mm +16%

5 échantillons

par lot

Epaisseur de la

lamelle

EN2561 Epaisseur nominale

de la lamelle : 1.2mm

-0mm +16%

5 échantillons

par lot

3.2 Lamelles CARBO PUL • Composition : fibres de carbone agglomérées dans une matrice de résine époxydique (moulage pultrusion). Pourcentage volumétrique de fibres : 72 % Densité : 1,6 Présentation en rouleaux de 25 ou 50 mètres linéaire. Couleur : noir Dimensions : Type de lamelle Largeur

(mm) Epaisseur (mm)*

Section (mm²)

44 CARBO PUL 50

50 1,2 60

45 CARBO PUL 80

80 1,2 96

46 CARBO PUL 100

100 1,2 120

47 CARBO 150 150 1,2 180

* : épaisseur nominale = épaisseur de la lamelle

3.21 Identification et marquage CARBO PUL est identifié par un numéro de lot composé de la date de fabrication suivie d’un code de production. La référence fournisseur pour les lamelles CARBO PUL est « FLT S ».

3.22 Fabrication et contrôles Les lamelles CARBO PUL sont fabriquées par la société TORAY (France). La fabrication des lamelles, ainsi que celle de la colle, font l’objet d’un plan d’assurance-qualité dans l’usine concernée. Les contrôles sont réalisés par le fournisseur suivant les modalités ci-après (1lot=1rouleau).

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Grandeur (Valeurs

moyennes)

Essai Valeur cible Tolérance Fréquence des essais

Résistance en traction

EN2561 2725MPa -0% +10%

5 échantillons

par lot

Allongement à rupture

EN2561 1.7% -0% +10%

5 échantillons

par lot

Largeur EN2561 50, 80, 100 ou 150mm

-1.5mm +1.5mm

5 échantillons

par lot

Epaisseur de la

lamelle

EN2561 Epaisseur nominale

de la lamelle : 1.2mm

-0.03mm +0.1mm

5 échantillons

par lot

3.3 Colle 50 CARBO Colle 50 CARBO Colle est une colle époxydique à deux composants sans solvant, de couleur gris clair, utilisée pour le collage des lamelles CARBO et CARBOPUL : Composant A : couleur noire Composant B : couleur blanche Marquage CE 1504-4 Conditionnement : kits de 7.5 kg et 2 kg

3.31 Identification et marquage La codification est réalisée sur chaque emballage et représente : L’identification du numéro de lot La date limite de conservation (utilisation)

3.32 Contrôles La colle 50 CARBO Colle est fabriquée par la société TRADECC (Bel-gique).

4. Dimensionnement Le dimensionnement des éléments de renforcement, en particulier la section, la longueur et le positionnement des renforts composites, doit être réalisé par un Bureau d’Etudes (BE structure) expérimenté en calcul de renforcement de structures. Les paragraphes ci-après sont consacrés au cas général de dimension-nement suivant les règles de l’Eurocode 2. Pour le cas des ouvrages où un dimensionnement suivant les règles BAEL serait applicable, il convient de se référer aux Annexes du pré-sent DTED.Le cas des ouvrages où un dimensionnement suivant les règles BPEL est applicable sort du domaine d’emploi du présent Avis Technique.

4.1 Synthèse des caractéristiques des composants du système Lamelles LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL à considérer pour le contrôle et le dimensionnement des renforcements béton armé par composites

4.11 Composite En notant ffu la résistance à la traction du composite obtenue par essai, on retiendra : -A l’ELU :

,∗

,

-A l’ELS :

,∗

Avec : αf=0.65 ; γf,u/ γf donnés par le tableau ci-dessous ;

ELS γf ELU γf,u

Fondamental Accidentel

Pultrudé carbone-

époxy

1.4 1.25 1

Infusé carbone-

époxy

2.5 1.6 1.3

la valeur moyenne de résistance à la traction du composite obtenue par essais. Les valeurs , , , , sont indiquées en Annexe du présent Dossier Technique.

4.12 Interface composite-béton La contrainte de cisaillement de l’interface composite-béton est définie comme suit :

, ∗ , ;

Avec : ftj la résistance caractéristique du support béton en traction déterminée par essais de pastillage γtd=1 à l’ELU (fondamental et accidentel) ou 1.5 à l’ELS τad,u=Contrainte moyenne de cisaillement de l’interface à la limite ultime=1.96MPa αad=0.8 γad coefficient de sécurité sur l’interface donné par le tableau ci-après.

γad ELS ELU

fondamental accidentel

Lamelles infusées CARBO

2 1.4 1.1

Lamelles pultrudées CARBO PUL

2 1.4 1.1

4.2 Dimensionnement des renforcements en flexion pour les structures en béton armé suivant l’Eurocode 2.

Le dimensionnement sera effectué conformément aux préconisations des recommandations provisoires de l’AFGC relatives à la « Réparation et au renforcement des structures en béton au moyen des matériaux composites » datées de Février 2011.

4.21 Caractéristiques des matériaux

4.211 Béton La loi de comportement considérée pour le béton est donnée dans l’Eurocode 2, Partie 1-1, §3.1.

4.212 Acier La loi de comportement considérée pour les aciers passifs est donnée dans l’Eurocode 2, Partie 1-1, §3.2. La loi de comportement considérée pour les aciers de précontrainte est donnée dans l’Eurocode 2, Partie 1-1, §3.3.

4.22 Actions et sollicitations Les combinaisons d’actions à prendre en considération sont celles des Eurocodes 0 et 1.

4.23 Vérification préalable de la structure Dans la mesure où la structure a été dimensionnée suivant les règles de l’Eurocode 2 avant renforcement, la fiabilité de la structure prenant en compte la section effective des aciers existants devra être vérifiée à l’ELU vis-à-vis de la combinaison d’action de type accidentelle en considérant la contrainte de l’acier égale à fyk. Sachant que la structure a été dimensionnée suivant les règles de l’Eurocode 2 avant renforcement, la validité des conditions d’enrobage des armatures passives (classe d’exposition, classe structurale) pour les classes d’environnement concernant l’ouvrage avant et après répa-ration seront vérifiées. Si ces conditions ne sont pas respectées, avant renforcement, une mise en conformité sera effectuée.

4.24 Dimensionnement en flexion des renforcements de poutres en béton armé suivant l’Eurocode 2

Les principes et hypothèses du calcul sont celles indiquées par les Recommandations AFGC 2011, §2.4.

4.25 Vérification de l’interface composite/béton suivant les règles AFGC 2011

4.251 Longueur d’ancrage La longueur d’ancrage théorique est prise égale à :

6 3.3/17-926_V1

,, ∗ ,

, ∗

Avec : Af,d la section du composite bf la largeur du composite La longueur d’ancrage par collage uniquement de dimensionnement est égale à : lanc,d=min(200mm ;lanc,th)

4.252 Vérification de la contrainte de glissement à l’interface béton/résine

On vérifiera que le cisaillement à l’interface entre le béton et la colle est acceptable. Il peut être calculé par :

∗∗

Avec : z=0.9d à défaut d’une valeur exacte ; Ff l’effort à l’état limite ultime repris dans le composite ; Fs l’effort à l’état limite ultime repris dans les aciers. 4.253 Vérification du délaminage à l’extrémité du

renforcement – rupture de l’interface dans le béton

4.2531 Vérification à l’ELS On calcule l’effort repris dans le composite à l’ELS dans la section située juste après la zone de transfert. Soit FELS la valeur de cet effort. On vérifie que le cisaillement maximal dans le béton d’enrobage est inférieur au cisaillement admissible à l’ELS en considérant une réparti-tion triangulaire de la contrainte de cisaillement.

∗ ,,

4.2532 Vérification à l’ELU On détermine l’épaisseur minimale de renforcement nécessaire pour assurer la résistance en flexion à l’ELU de la section Σ1. Soit tf,ELU cette épaisseur et FELU l’effort ultime correspondant dans le renforcement ; on vérifiera que le cisaillement maximal correspondant à l’introduction de l’effort FELU sur la longueur de transfert est inférieur au cisaillement admissible à l’ELU en considérant une répartition trian-gulaire de la contrainte de cisaillement.

∗ ,,

4.26 Dimensionnement du renforcement des poutres en béton précontraint suivant l’Eurocode 2

Les principes et hypothèses du calcul sont celles indiquées par les Recommandations AFGC 2011, §2.4, en prenant en compte la section Ap des armatures de précontrainte.

5. Fabrication - Contrôles Le stockage des produits est réalisé dans des locaux spécialement adaptés (propreté, température) et le stockage chez un distributeur n’est pas une pratique admise par PAREXGROUP, chaque opération étant identifiée et livrée par les soins de PAREXGROUP. Chaque fiche technique des produits mentionne de manière explicite les conditions de stockage de ces produits.

6. Travaux préparatoires Le bon fonctionnement d’une réparation ou d’un renforcement par le procédé LANKOSTRUCTURE CARBO ou LANKOSTRUCTURE CARBO PUL exige un support de bonne qualité. Les caractéristiques indiquées ci-après sont considérées comme minimales: • Cohésion superficielle après préparation du support : ≥ 1,5 Mpa (essai de traction directe) • Support sec et âgé de 28 jours au moins (siccité inférieure à 5%). Le maitre d’œuvre prendra soin de faire procéder aux tests nécessaires afin de déterminer l’état des ouvrages et la pertinence de la solution de réparation proposée. La réparation des dégradations superficielles du béton doit être traitée en se référant à la norme NF P 95-101 et NF EN 1504-3

6.1 Préparation du support La préparation a pour objet d’éliminer toute trace superficielle d’huile, de graisse, de laitance, de produit de décoffrage et autres souillures, de toute partie hétérogène ou ne permettant pas de garantir une cohésion superficielle du support minimale de 1,5 MPa. Les supports contaminés par la pénétration de chlorures, sulfates, graisses, etc, sont exclus. La préparation du support peut être réalisée par sablage, grenaillage, décapage au marteau à aiguilles, ponçage au disque diamanté,… Il appartient à l’entreprise de déterminer le moyen le plus adapté pour éliminer les éléments polluants ou pouvant nuire à l’adhérence du système (cohésion de surface du support ≥ 1,5 Mpa). Dans tous les cas, le support après préparation doit être soigneuse-ment dépoussiéré par aspiration (matériel professionnel).

6.2 Planéité du support Après préparation la tolérance de planéité du support sera de 8 mm sous la règle de 2 m et 3mm sous la règle de 20 cm. Balèvres de coffrage et saillies ne doivent pas excéder 0,5 mm. Si ces conditions ne sont pas vérifiées, il faut procéder à des ragréages ponctuels à l’aide du mortier 720 LANKOREP EPOXY, de 405 LANKOFORM DW, 731 LANKOREP STRUCTURE ou de 735 LANKOREP RAPIDE (la cohésion de surface du support devant toujours être au minimum de 1,5 Mpa, valeur mesurée sur l’ouvrage).

6.3 Réception du support Après préparation du support, il doit être procédé à sa réception. Elle doit comporter : Le contrôle de la planéité, La mesure de la cohésion superficielle par des essais de traction

directe,

Le relevé des fissures éventuelles. 6.4 Dispositions correctives Elles comprennent notamment : Les reprises de la planéité par ragréage au 720 LANKOREP EPOXY

pour rentrer dans les tolérances définies au paragraphe 6.2. L’injection des fissures d’ouverture supérieure à 0,3 mm avec le 737

LANKOREP FISSURES ou la résine 723 LANKOPOXY afin de recréer le monolithisme des éléments de structure et d’éviter toute disconti-nuité de la surface de collage.

7. Mise en œuvre

7.1 Préparation des lamelles CARBO et CARBO PUL

Découper la lamelle à la longueur définie par le Bureau d’Etudes, à l’aide d’une scie à métaux ou au disque à tronçonner.

7.2 Préparation 50 CARBO Colle Lors de la mise en œuvre, la température du produit du support et de l’ambiance doit être comprise entre + 10°C et + 30°C. L’humidité relative doit être inférieure à 80 %. Attention aux phénomènes de condensation, lorsqu’un support se trouve en contact avec de l’air humide ayant une température plus élevée que lui (point de rosée). Se référer au diagramme de MOLLIER. La température du support doit être supérieure d’au moins trois degrés par rapport au point de rosée. Prélever la partie « D » en totalité et la verser dans le contenant le plus grand (partie « R »). Le mélange des deux composants R et D sera réalisé avec un malaxeur muni d’une hélice hélicoïdale à vitesse lente (300 tours/minute envi-ron) ceci ayant pour but de limiter l’entraînement d’air. Le malaxage sera maintenu pendant trois minutes environ jusqu’à obtenir un mélange uniforme gris. Consommation de colle par mètre de lamelle (environ) : Largeur

de lamelle

50 mm 80 mm 100 mm 120 mm 150 mm

50 CARBO Colle

0,3 kg 0, 5 kg 0,65 kg 0,9 kg 0,95 kg

La consommation peut varier suivant la planéité, la rugosité du sup-port et les éventuels croisements de lamelles.

3.3/17-926_V1 7

7.3 Pose du LANKOSTRUCTURE CARBO ou CARBO PUL

Le support béton aura été au préalable nettoyé de manière à éliminer toute trace de souillure de quelque nature que ce soit (traces de pein-ture, plâtre, huile, graisse, poussières,…). Les défauts de planimétrie et éventuels bullages auront été « rattra-pés » à l’aide de 50 CARBO Colle, de 405 LANKOFORM DW (bullages de faible dimension) ou de 720 LANKOREP EPOXY (réparations de surface de faible épaisseur). Après mélange soigné des deux composants de la colle 50 CARBO Colle, appliquer cette dernière sur la lamelle propre. Cette opération doit être réalisée sur un support plan. Positionner et plaquer manuellement la lamelle CARBO ou CARBO PUL sur le support ; ceci doit se faire pendant le temps limite d’assemblage, soit 50 minutes environ à 20°C. Presser fortement à l’aide d’un rouleau à maroufler ; le marouflage soigné doit être pour-suivi jusqu’à obtenir un reflux continu sur les bords de la lamelle. Enlever l’excédent de colle immédiatement avec une spatule et ne pas le réutiliser. Le faible poids du système LANKOSTRUCTURE CARBO ou CARBO PUL permet de s’affranchir d’un dispositif de maintien en place pendant le temps de polymérisation de la colle 50 CARBO Colle. Dans le cas de la juxtaposition de deux ou plusieurs lamelles, prévoir un espace libre d’au moins 5 mm entre celles-ci afin de permettre l’évacuation de l’excès de colle et des bulles d’air consécutives à l’opération de marouflage.

7.4 Pose en superposition Compte tenu de leur faible épaisseur et de leur souplesse, les lamelles peuvent être superposées par collage ; elles peuvent également être croisées pour réaliser des renforcements bidirectionnels (chaque strate du renforcement ayant une même orientation), dans la mesure où les vérifications de résistance sont faites dans chaque direction de renfor-cement. Le collage lamelle sur lamelle s’opère de la même manière que le collage sur béton. Il faudra toutefois veiller à ce que les faces de la lamelle soient tou-jours rigoureusement propres et exemptes de toutes traces de souil-lures. Au droit du croisement, rattraper l’épaisseur de la première lamelle avec du 50 CARBO Colle appliqué en sifflet. Attendre le durcissement du 50 CARBO Colle avant d’effectuer le collage de la deuxième lamelle à croiser sur la première.

8. Finition revêtements associés Les revêtements associés aux systèmes LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL peuvent être les suivants : Un mortier de finition et/ou de protection à base de ciment : Pour le système LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL, dégraisser le système avec 725. Appliquer une couche de résine 50 CARBO Colle, saupoudrée à l’état frais de sable de quartz ; Attendre le durcissement de la couche de résine sablée avant toute application du mortier. Dans le cas d’une exposition directe au rayonnement solaire (UV), il est recommandé de choisir un revêtement de couleur claire, par exemple : 746 LANKOCOTE CM 662 BLANC ou 750 LANKOCOTE CM 660 10/90 Le cas d’un revêtement de sol permettant la protection des systèmes LANKOSTRUCTURE CARBO et LANKOSTRUCTURE CARBO PUL n’est pas étudié dans le cadre du présent document.

9. Contrôle à la mise en œuvre

9.1 Suivi de l’autocontrôle Dès le début des travaux et tout au long du chantier, l’entreprise complète et tient à jour des fiches d’autocontrôle. Ces fiches repren-nent l’ensemble des résultats des contrôles décrits ci-après. Elles doivent pouvoir être présentées à la demande du Bureau de Contrôle ou du Maître d’œuvre. Un exemple de fiche d’autocontrôle figure en fin du présent document.

9.2 Contrôle du support

9.21 Contrôle de la cohésion superficielle Après préparation du support, procéder à une série d’essais de traction directe effectuée sur le support afin d’apprécier sa cohésion superfi-cielle et de valider la méthode de préparation utilisée (voir paragraphe 6.2.).

Les valeurs mesurées au dynamomètre de traction directe ne doivent pas être inférieures à 1,5 MPa. Dans le cas contraire, l’entreprise doit informer immédiatement le Maître d’œuvre des valeurs mesurées.

9.22 Contrôle de la planéité Le support, sans décrochement ou saillie supérieur à 0,5 mm, doit respecter la condition de planimétrie suivante : 8 mm sous la règle de 2 m (voir paragraphe 6.3.)

10. Assistance technique PAREXGROUP apporte aux entreprises qui en font la demande son assistance à l’occasion de la mise en œuvre des produits et systèmes commercialisés par ses soins. En ce qui concerne spécifiquement les systèmes visés par le présent AT, une formation est délivrée sans laquelle une entreprise ne peut approvisionner les produits concernés par les systèmes de renforce-ment. Par ailleurs, les entreprises formées s’engagent (signature d’une charte bi latérale) à respecter les règles de mise en œuvre décrites dans le présent document, et les recommandations de l’AFGC. PAREXGROUP attache une grande importance au fait que le dimen-sionnement des renforts soient réalisés par une structure habilité et compétente (Bureau d’étude structure).

B. Résultats expérimentaux Rapport MAGNEL 2011/471 – Essais de traction sur CARBO (PC

CARBOCOMP 12012 SU) Rapport MAGNEL 2007/395 – Résine 50 CARBO Colle- Essais

d’analyse calorimétrique différentielle suivant la norme NF EN 12614 – Université de Gent

Rapport ENISE 2015 – Résine 51 CARBOTEX Colle - Propriétés mécaniques en traction du composite CARBOTEX – ENISE

Rapport ECC nv 7922/130516 Essai de traction 43 CARBO 24mm de large et 1.20mm d’épaisseur

Rapport ECC nv 7947/130916 Essai de traction 43 CARBO 24mm de large et 1.20mm d’épaisseur (ECC nv – 2013)

Rapport ECC nv 7954/131017 Essai de traction 43 CARBO 24mm de large et 1.20mm d’épaisseur (ECC nv – 2013)

Rapport ENISE 09/07/2015 - Propriétés mécaniques en traction du composite CARBOTEX

Rapport MAGNEL 2011/566 - Essais de caractérisation de l’interface composite/béton par double recouvrement CARBO

Rapport ENISE - Caractérisation de CARBOTEX – Essai cisaillement à double recouvrement –27/10/2016

Rapport ENISE - Caractérisation des systèmes de renforcement composite sous forme de lamelles collées CARBO – Essais interlami-naires

Rapport TORAY Essai de traction cisaillement sur éprouvette carbone à l’aide de la colle 50 CARBO Colle - 12/04/2016

C. Références 2016 – LYON – Communauté Urbaine de Lyon – Reprise des poutres

après incendie dans un parking public – 200ml de 42 CARBO 100

2015 – BEAUVILLE – M.Noël – Renforcement de poutres BA bâtiment - 50 ml de lamelle 42 CARBO 100 et 3 Kits de 50 CARBO Colle en 7.5 kg, 1 Kit de 50 CARBO Colle en 2 kg

2016 – CHAMBRAY LES TOURS – AIMT 37 – Renforcement à la flexion de poutres béton armé – 40 CARBO 50 pour 51ml

2016 – VIENNE – Ville de Vienne – Renforcement de poutres en béton armé sous dimensionnées du parking public de Vienne – Lamelles 40 CARBO 50 pour une quantité de 150ml

C1. Données environnementales1

Le procédé ne fait pas l’objet d’une Déclaration Environnementale (DE). Il ne peut donc revendiquer aucune performance environnemen-tale particulière. Les données issues des DE ont notamment pour objet de servir au calcul des impacts environnementaux des ouvrages dans lesquels les procédés visés sont susceptibles d’être intégrés.

1 Non examiné par le Groupe Spécialisé dans le cadre de cet avis.

8 3.3/17-926_V1

Annexe 1 : Caractéristiques des composites LANKOSTRUCTURE CARBO II Tableau A – Caractéristiques composites LANKOSTRUCTURE CARBO et

CARBO (Disponible en lar-geurs 50, 80, 100 et 120mm)

CARBO PUL (Disponible en largeurs 50, 80, 100 et 150mm)

Epaisseur (mm) 1.2 1.2

% volumique fibres 65 72

Tableau B Caractéristiques des résines LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL

50 CARBO Colle

Température de service continu 55

ANNEXE 2 : VALEURS UTILISEES POUR LE DIMENSIONNEMENT Tableau C.1 – Caractéristiques mécaniques des composites LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL

Caractéristiques mécaniques CARBO CARBO PUL

Résistance traction 2297 MPa 2725 MPa

Module traction 160000 MPa 160000 MPa

Résistance traction de calcul ELS 597 MPa 1265 MPa

Résistance traction de calcul ELU , , 933 MPa 1417 MPa

Déformation limite du compo-site ELS εfd

0.37% 0.79%

Déformation ultime de calcul εfud

0.58% 0.85%

Tableau D.2 – Caractéristiques mécaniques des résines LANKOSTRUCTURE CARBO II

Caractéristiques 50 CARBO COLLE

Température transition vitreuse 78°C

Contrainte de cisaillement interlaminaire composite/composite moyen τf

12.7 MPa

3.3/17-926_V1 9

ANNEXE 3 Dimensionnement en Flexion suivant les règles du BAEL du système de renforcement composite « Lamelles LANKOSTRUCTURE CARBO et CARBOPUL » 3.1.1 CONDITIONS D’APPLICATION DU SYSTEME DE RENFORCEMENT : Avant renforcement, la structure béton-armé doit pouvoir supporter la totalité des charges à l’ELU calculées sous combinaisons accidentelles en considérant la résistance de l’acier tendu dans la section égale à fe.

3.1.2 DIMENSIONNEMENT A L’ELU : Nous considérons la méthode de calcul à l’ELU décrite dans les règles BAEL 91 pour dimensionner la section de béton armé.

Béton à l’ELU : diagramme des contraintes à l’ELU rectangulaire (méthode simplifiée) Résistance à la compression :

0,85

.0,851.1,5

,

Acier à l’ELU : diagramme élastoplastique Résistance à la traction :

1,15

Composites carbone-époxy LANKOSTRUCTURE CARBO II: le moment repris par le composite à l’ELU sera égal à :

, , . 0,4

le moment extérieur à l’ELU, Mu dans les cas courants sera déterminé à partir de la combinaison fondamentale :

1,35 1,5 la position de l’axe neutre à l’ELU, yu sera déterminée en considérant que le moment extérieur pondéré doit être équilibré par le moment repris

par le béton comprimé à l’ELU (MBu) :

0,8 0,4

en conséquence la force reprise par le béton FBu devra être équilibrée par l’effort repris par les aciers FSu complété de l’effort repris par le com-posite :

l’effort repris par la plaque composite est égal à :

0,8. . . . , ,

la section de composite pour satisfaire l’équilibre de la structure devra être supérieure à :

, ,

3.1.3 VERIFICATION DU DIMENSIONNEMENT A L’ELS (BAEL 91) :(AFGC 2007)

3.1.3.1. Conditions sur les contraintes en service et sur la fissuration : Les paragraphes suivants de l’AFGC 2007 sont à prendre en considération pour vérifier l’ELS.

10 3.3/17-926_V1

3.3/17-926_V1 11

12 3.3/17-926_V1

3.3/17-926_V1 13

3.1.4 VERIFICATION DE LA CONTRAINTE DE GLISSEMENT DE LA LAMELLE : La contrainte dans le composite ne doit pas dépasser la valeur :

. ,

20 é 25

é

à é 2

é 1,5

Il faut aussi vérifier que la contrainte de cisaillement à l’interface entre colle et béton ou colle et mortier, ou mortier et béton est acceptable :

.0,9.

.

,

avec

, min . , ;

à

à ′

à .

3.1.5 VERIFICATION DU DELAMINAGE A L’EXTREMITE DU RENFORCEMENT : Cette vérification s’appuie sur les recommandations provisoires de l’AFGC (réparation et renforcement des structures en béton au moyen des matériaux composites – Juin 2007. Vérification à l’ELS

2. .

Principe simplifié de répartition des contraintes en extrémité de renfort

à

.

à

. 200

Vérification à l’ELU

2 ,

. . ,

, à

à ′

Distribution des contraintes de cisaillement dans une

section

Ltrans

moyenFf

support béton

renfort composite

1

max

Ltrans

moyenFf

support béton

renfort composite

1

max

14 3.3/17-926_V1

3.1.6 Caractéristiques mécaniques composites (BAEL 91) (Réf AFGC 2007) :

Caractéristiques mécaniques

CARBO 50, 80, 100, 120

CARBO PUL

50, 80, 100

Valeurs

Caractéristiques

fabricants

Résistance traction , , 2297 MPa 2725 MPa

Module traction , 160 000 MPa 160 000 MPa

Valeurs

ELU

Résistance traction , , 933MPa 1417 MPa

Allongement rupture , , 0,58 % 0,85 %

Valeurs

ELS

Résistance traction , 597 MPa 1265 MPa

Allongement limite , 0.37% 0.79%

Avec 0,65

1,25 é 1,6 é

1,4 é 2,5 é

3.3/17-926_V1 15

ANNEXE 4 FICHE D’AUTOCONTRÔLE DE CHANTIER

Entreprise : ................................................................................ Date : ............................. Référence chantier : .................................................................................................................................................... Type de structure à renforcer : ................................................................................................................................................... Localisation de l’application (référence, plan, étage, …) .......................................................................................................... .................................................................................................................................................................................................... Nom de la personne effectuant le relevé : ................................................................................................................................. PREPARATION DU SUPPORT Date : ............................. Méthode de préparation utilisée : ............................................................................................................................................... Respect de la planéité requise : Oui o Non o Mesure de la cohésion superficielle : Localisation : ..................................................................................... Valeurs en MPa ……………………………………………………………. Présence de fissures : Oui o Non o Si oui, localisation : ........................................................................... PRODUITS - 737 LANKOREP FISSURES N° de lot : ................................................... - 723 LANKOPOXY N° de lot : ……………………………………………….. - 720 LANKOREP EPOXY N° de lot : ........................................................ - 50 CARBO Colle N° de lot : ............................................................... - 405 LANKOFORM DW N° de lot : ……………………………………………………….. - 532 UTAREP H 80 C N° de lot : ………………………………………………………… - 533 UTAREP H 80 FLU N° de lot ………………………………………………………

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- 740 LANKOSCELFIX N° de lot : ………………………………………………………… - CARBO N° de lot : ........................................... Types de lamelles :…………….. - CARBO PUL N° de lot :…………………………Type de lamelles :………………… - CARBOTEX N° de lot : .............................................Types de tissus :………………… - 51 CARBOTEX Colle N° de lot : ...................................................... - 44 CARBO ANCRAGE N° de lot :……………………………….. VERIFICATION A LA MISE EN OEUVRE - CONDITIONS CLIMATIQUES (variations extrêmes pour la journée) Mesure simultanée des 3 critères suivants : • Température ambiante : ................................................................................................................................................... • Taux d’humidité relative : ................................................................................................................................................. • Température du support : ................................................................................................................................................. - HUMIDITE DU SUPPORT • Valeur ou justification en l’absence de mesure : ............................................................................................................... VERIFICATIONS APRES MISE EN OEUVRE Vérification visuelle du collage : Oui o Non o Détection de la présence de vide : Oui o Non o Si oui, localisation : ......................................................... REMARQUES EVENTUELLES ................................................................................................................................................ .................................................................................................................................................................................................... ....................................................................................................................................................................................................

3.3/17-926_V1 17

Annexe 5 - CONTRÔLE DU RISQUE DE CONDENSATION SUR LE SUPPORT

Pour contrôler le risque de condensation, il est possible d’utiliser soit le diagramme de Mollier ci-dessous soit d’utiliser un thermo hygromètre (mesurage de la température ambiante, de l’humidité relative, de la température du point de rosée) et un thermomètre de surface (mesurage de la température de la surface du support à renforcer). La température du support doit être supérieure à la température du point de rosée augmen-tée de 3 degrés.

Ce diagramme permet de contrôler le risque de condensation sur les supports. Il faut connaître trois paramètres : La température ambiante, L’humidité relative de l’air, La température du support. Un exemple est donné pour une température ambiante de 20°C et une humidité relative de 70 % : Pointer la température ambiante (point a), Prendre la verticale jusqu’à couper la courbe correspondante à l’humidité relative (point b), Suivre l’horizontale jusqu’à couper la courbe humidité relative égale 100 % (point c), Lire la température à la verticale de ce dernier point (point d). Cette température est celle du support en dessous de laquelle il y a condensation. La température du support doit donc être supérieure à cette dernière valeur augmentée de 3 degrés. Exemple : pour une température ambiante de 20°C et une humidité relative HR de 70 %, la température du support doit être supérieure à 17°C (soit 14°C + 3°C).