Fissuration des mortiers - CSTB

Conception de l’essai à l’anneau adapté aux couches minces
FIG. 2.3: Schéma d’un dispositif de retrait empêché sur plaque, tiré de (Détriché 1978 [67])
2.3 Essais à l’anneau
2.3.1 Définition
Il y a plusieurs années déjà, les échantillons en forme d’anneau ont été remis au gout du jour
afin d’observer la fissuration d’un anneau de béton coulé autour d’un noyau rigide métallique
(généralement en acier). Ils ont été largement utilisés par les chercheurs depuis. A l’origine,
l’essai ne permettait de connaître que l’âge de fissuration sans pour autant accéder à la contrainte
induite par le retrait gêné. Le système a ensuite été instrumenté et les dimensions optimisées
afin de pouvoir mesurer les déformations de l’anneau métallique, notamment grâce aux travaux
de Paillère et Serrano (Paillère et Serrano 1976 [68]) et plus tard de Swamy et Starvides (Swamy
et Starvides 1979 [69]). Puis, l’idée d’accéder à la contrainte induite dans le matériau a poussé
Grzybowski et Shah (Grzybowski et Shah 1989 [70]) à placer des jauges de déformations sur la
surface de l’éprouvette. Enfin, Weiss et Shah (Weiss et Shah 2002 [71]) ont utilisé une approche
de type mécanique de la rupture pour caractériser l’influence de la géométrie et notamment
l’épaisseur de l’anneau en béton sur la fissuration.
Cette configuration d’essai présente de nombreux avantages, notamment le fait que la restriction
du retrait de l’éprouvette est auto-générée par la géométrie et ne nécessite pas de système
complexe de chargement.
Par ailleurs, les travaux récents de Hossein et Weiss (Hossein et Weiss 2004 [72]) ont montré
que ce type d’essai permettait d’accéder simplement à la contrainte résiduelle maximale, induite
à l’interface entre l’anneau métallique et l’éprouvette, par un calcul analytique simple
(développé au paragraphe 4.1).
Plus particulièrement, on distingue deux configurations d’essai, que l’on qualifiera par la
suite d’anneaux actifs et d’anneaux passifs. Ceux-ci différent par leur vocation à respectivement,
totalement compenser les déformations ou à les gêner partiellement.
2.3.2 Anneaux actifs
Un essai de ce type a été mis au point par Haouas (Haouas 2007 [73]) dans le cadre de
sa thèse. C’est un compromis entre les essais à l’anneau que l’on trouve classiquement dans
la littérature et un dispositif de blocage asservi compensant toute déformation de l’éprouvette.
Il est composé d’un anneau cylindrique en laiton fermé à ses extrêmités haute et basse autour
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