Thèse soutenue

Développement et caractérisation d’une connexion hybride béton-acier utilisée comme rupteur de pont thermique balcon-plancher en Isolation Thermique par l’Extérieur
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Auteur / Autrice : Benoit Le Gac
Direction : Hugues Somja
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil
Date : Soutenance le 20/09/2018
Etablissement(s) : Rennes, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences pour l'ingénieur (Rennes)
Partenaire(s) de recherche : Comue : Université Bretagne Loire (2016-2019)
Jury : Président / Présidente : Abdelouahab Khelil
Examinateurs / Examinatrices : Hugues Somja, Abdelouahab Khelil, Abdelhamid Bouchaïr, Hervé Degée, Mohammed Hjiaj, Franck Palas
Rapporteurs / Rapporteuses : Abdelhamid Bouchaïr, Abdelhamid Bouchaïr

Résumé

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L'objectif principal de cette thèse de doctorat est le développement et la caractérisation d'une connexion hybride balcon-plancher à usage de rupteur d( pont thermique pour bâtiments isolés par l'extérieur. Structurellement, elle doit assurer la transmission d'un moment de flexion important et un effort tranchant liés au porte-à-faux du balcon. Ce système est de la famille des connexions hybrides encore peu décrites dans la littérature scientifique et pou laquelle ces travaux apportent une contribution. Les solutions existantes pour corriger les ponts thermiques de balcon impliquent des contraintes architecturales ou techniques. Les rupteurs de ponts thermiques sont une solution pertinente structurellement et them1iqucment. Les principaux systèmes existants n'exploitent pas de technologie hybride béton-acier à ce jour. Le comportement mécanique du rupteur a d'abord été testé expérimentalement sous chargement vertical statique monotone lors d'une campagne de cinq essais. Les résultats mettent en évidence une réponse moment-rotation très ductile et conforme aux attentes des pré-dimensionnements. Dans le prolongement de l'interprétation expérimentale, un modèle semi-empirique a été développé. Le gain apporté par une disposition spécifique d'ancrage en traction par barres transversales soudées a pu être quantifié en comparaison avec les modèles analytiques existants. Le comportement différé de la connexion, imputable au nuage du béton à l'interface avec les éléments hybrides a fait l'objet d'une étude expérimental, Le lien entre l'évolution de la rotation de la connexion et le coefficient de nuage matériel a été établi. Un modèle numérique calibré sur les essais de chargement vertical a permis d'étudier en détail le fonctionnement de la clé de cisaillement du rupteur. La détermination des conditions aux limites du système a permis de justifier les diagrammes d'efforts sur la clé. Enfin, le dernier volet de ce travail de thèse concerne la justification en fatigue du système sous l'action de la dilatation thermique différentielle entre h balcon et le plancher. /\près une série d'essais en fatigue oligocyclique pour établir un critère de résistance et une étude de la sollicitation thermique, la durabilité du rupteur a pu être démontrée. Le développement du rupteur SUNE peut à ce stade être considéré comme abouti et pem1et d'en valider l'aptitude pour une gamme de produit. L'industrialisation et la commercialisation du produit passera nécessairement par une certification pour laquelle des justifications poussées sont d'ores et déjà établies et seront un gage de pertinence scientifique du système.