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Les structures en maçonnerie
Les structures en maçonnerie sont un type de
construction très répandu au Brésil, pour son
faible coût et sa facilité de mise en œuvre. les
changements dutilisation dun bâtiment
entrainant une augmentation des charges
dexploitation ainsi que les désordres de
diverses nature, ne sont pas sans causer certains
problèmes au point de vue structurel. Jusquà
aujourdhui, il existe principalement deux
méthodes de réhabilitation de ce type de
structure, la première qui consiste à démolir
pour reconstruire, et lautre qui consiste à
renforcer la structure existante. Lune de ces
techniques de renforcement, consiste à disposer
des bandes de matériaux composites (fibres de
carbone ou fibres de verre associées avec une
résine époxyde, etc.) sur les surfaces
endommagées.
Un matériau composite est réalisé à partir de
lassemblage de deux matériaux de nature
différentes, se complétant et permettant
daboutir à un matériau dont les performances
sont supérieures à celles des composants pris
séparément Lutilisation des matériaux
composites dans le domaine du génie-civil est
assez récente, depuis à peu près 50 ans ces
nouveaux matériaux sont employés surtout dans le
cadre de réparation et de réhabilitation de
structures existantes. Pendant de nombreuses
années lingénieur avait recours à son expérience
conjuguée à des calculs relativement grossiers
afin dutiliser et doptimiser lemploi de ces
matériaux dont le coût jusquà aujourdhui
demeure non négligeable.
Loptimisation topologique Les résultats
Outil de conception sans à priori, loptimisation
topologique est une bonne aide objective en
avant-projet. En effet cette méthode suppose
lintroduction du calcul très tôt lors du
processus de conception et donne ainsi une
solution neuve adaptée au problème
donné. Fondamentalement, la méthode repose sur le
fait de distribuer un matériau à lintérieur de
domaine fixe prédéfini, de telles sortes à
maximiser ou inversement, minimiser une fonction
objectif. Cette dernière pouvant être, par
exemple la maximisation de la rigidité, ou la
minimisation de la souplesse. Létude réalisée
portait sur deux types de renforcement, lun sur
deux faces et lautre sur les quatre faces de la
maçonnerie. Le logiciel de calcul éléments finis
ANSYS utilisé lors de létude donne les résultats
doptimisation topologique exposés sur la figure
ci-contre. Les parties en rouge indiquent
suivant le pourcentage de la fonction objectif
les zones où il est nécessaire de renforcer la
structure, tout en donnant une idée sur la
direction préférentielle du renforcement. Les
zones en bleu sont au contraire elles des zones
où il nest pas nécessaire mettre du renfort.
Conclusion
En létat les résultats ne sont pas exploitables,
il faut en effet à partir des résultats obtenus
réaliser de nouveaux modèles, utilisant les
dispositions de renfort préconisées par
loptimisation, et par la suite les comparer avec
les méthodes de renforcement communément
employées, traditionnelles. La figure suivante
présente la structure issue des calculs
doptimisation topologique, prenant en compte les
contraintes de forme et dimensions du matériau de
renforcement utilisé.