Contexte

Dans le cadre de la construction de bâtiments commerciaux et industriels et vu la nécessité croissante de réhabiliter et de renforcer les structures existantes, la connexion d’une nouvelle couche de béton avec l’existant est devenue de plus en plus importante.
Le renforcement des structures en béton par connexion béton-béton est couramment utilisé pour les poutres, les dalles, les voiles, ainsi que pour la réhabilitation des pièces de ponts (voir Figure 1).
 

Figure 1 : Applications types du béton rapporté dans la construction de bâtiments commerciaux et industriels [1]

 
Pour le calcul de ces structures en béton composite, le transfert des contraintes internes à travers l’interface de liaison entre le nouveau et l’ancien béton est essentiel. Les contraintes de cisaillement au niveau de l’interface entre les couches de béton qui ont été coulées à des moments différents doivent être transférées adéquatement, sans quoi la sécurité structurelle est en péril.
 
La Figure 2 a) illustre l’état de contrainte d’une poutre où les contraintes de cisaillement entre les couches de béton ne sont pas activées (interface non renforcée). Dans ce cas, les couches de béton se comportent indépendamment les unes des autres.
 
Notez cependant qu’il s’agit d’une simplification : même dans le cas d’une interface non renforcée, une liaison adhésive agit entre les couches de béton.
 
Pour obtenir une liaison monolithique, il est courant d’utiliser des connecteurs installés a posteriori (voir
Figure 2 b)). Ces connecteurs permettent, par exemple, d’agrandir les zones de compression et/ou de traction en flexion (renforcement structurel) ou de rétablir les hauteurs de zone d’origine (réfection).
 

Figure 2 : Poutre sans et avec activation des contraintes de cisaillement au niveau de l’interface

Dimensionnement des connecteurs béton-béton selon le TR 066 et la méthode Hilti, et différences avec la norme EN 1992-1-1.

 
La norme européenne actuelle relative au calcul des structures en béton armé (EN 1992-1-1 (EC2) [2]) énumère des règles de calcul de la capacité de cisaillement du béton, de l’interface entre deux couches de béton et des éléments en béton semi-préfabriqué (types prédalles). Cependant, pour le calcul d’une interface renforcée avec des connecteurs installés a posteriori, une méthode plus appropriée est disponible : la méthode proposée par l’EOTA dans son TR 066 (« Design and requirements for construction works of post-installed shear connection for two concrete layers » [1])
 
Alors que la norme EN 1992-1-1 (EC2) [2] ne prend en compte que la cohésion, les contraintes externes et le frottement, le nouveau TR066 de l’EOTA [1]] prends également en compte l’effet de goujon des connecteurs installés a posteriori.
 
La norme EN 1992-1-1 (EC2) [2] suppose un renfort de cisaillement suffisamment ancré, comme pour les éléments en béton semi-préfabriqués. Pour cette raison, l’élasticité de l’acier est considérée comme le mode de rupture décisif. En revanche, le TR066 de l’EOTA [1] considère les modes de rupture individuels des connecteurs installés a posteriori. Par conséquent, c’est la contrainte σs de l’acier du connecteur calculée à partir de la résistance nominale en traction selon EN 1992-4 et non la limite d’élasticité.

Figure 3 : EN 1992-1-1 vs TR066

Le TR 066 [1] est applicable pour le calcul d’interfaces soumises à des forces statiques, sismiques et de fatigue, en utilisant des connecteurs disposant d’une ETE basée sur le DEE 332347-00-0601 [4] ou le DEE 332347-00-0601-v01 [5].
 

Connecteurs a tête post installés

 
Il existe une large gamme de connecteurs pour installation a posteriori. La Figure 4 donne un aperçu des différents connecteurs Hilti, de leurs propriétés techniques et de leur gamme d’applications, tandis que la Figure 5 fournit quelques exemples d’installation.

Figure 4 — Aperçu des connecteurs Hilti

Figure 5 - Mise en oeuvre des connecteurs Hilti

Calculer de manière productive : PROFIS Engineering — Connexion Béton-Béton

Hilti a récemment ajouté un nouveau module « Connexion Béton-Béton » à PROFIS Engineering. Les connexions béton-béton peuvent être calculées et documentées plus rapidement et plus facilement, étape par étape, en suivant à la fois le TR 066.