Développement de solutions intégrées pour le renforcement de structures en béton et en maçonnerie de pierre à l'aide de composites en PRF

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Le milieu bâti de plusieurs villes canadiennes compte un nombre important d'édifices dont certains, à l'instar des bâtiments du Vieux-Québec et du Vieux-Montréal, constituent un héritage historique et architectural considérable pour la société. La stabilité et le contreventement de ces édifices est généralement assurée par des systèmes de murs de refend isolés ou couplés en béton armé ou de murs en maçonnerie. Or, la majorité de ces bâtiments présentent des insuffisances et sont donc déficients et non conformes. Remplacer tous ces bâtiments serait absurde compte tenu de la valeur patrimoniale de nombreux édifices. Plusieurs techniques ont été proposées pour la réhabilitation de ces systèmes, faisant appel à différents matériaux comme les plaques d'acier ou les surépaisseurs en béton. Cependant, ces techniques présentent des inconvénients majeurs reliés, entre autres, à l'impact architectural et à l'ajout de charges lourdes affectant les fondations. En revanche, la réhabilitation à l'aide de matériaux composites à base de polymère renforcé de fibres (PRF), tout en minimisant l'impact architectural, peut s'avérer une solution viable et durable. Les matériaux composites en PRF sont désormais bien établis pour le renforcement d'éléments structuraux conventionnels comme les poutres (flexion-cisaillement), les colonnes (confinement) et les dalles (flexion). En revanche, leur utilisation pour le renforcement de bâtiments patrimoniaux en béton ou en maçonnerie n'est pas encore documentée compte tenu des aspects spécifiques liés à ce type d'ouvrages. Le programme de recherche proposé est une continuation de nos travaux dans le domaine et vise à développer des technologies et méthodes innovatrices de réhabilitation de systèmes de murs de bâtiments historiques et patrimoniaux à l'aide de matériaux composites en PRF en fonction de leurs déficiences et étudier les paramètres influant leur comportement en vue de mettre au point des modèles de calcul pour une conception économique et durable. La méthodologie s'articulera autour de trois grands volets et renfermera des études expérimentales sur des prototypes grandeur nature, des études théoriques et analytiques, des simulations numériques et le développement de méthodes de calcul. Il n'y a à ce jour aucune méthode conceptuelle universelle spécifique aux systèmes structuraux de valeur patrimoniale. Ceci freine les initiatives des institutions en charge de la maintenance de ces édifices. Le programme proposé contribue à réduire cet écart par des méthodes et des technologies innovantes et d'avenir qui respectent le caractère architectural, en développant des méthodes de calcul pour l'ingénieur et en transférant la technologie à l'industrie canadienne des PRF et de la réhabilitation. Le programme de recherche prévoit la formation de 7 étudiants au doctorat et 3 étudiants à la maitrise avec mémoire.