Materials and Structures, 1993, 26, 479-485 De l'utilisation de fibres m6talliques comme armature compl6mentaire de poutres en b6ton arm6 soumises/t flexion B. ESPION, J.-J. DEVILLERS, P. HALLEUX Service Gbnie Civil, Universitb Libre de Bruxelles, Av. Adolphe Buyle 87, CP 194/4, B-1050 Bruxelles, Belgique Cet article rapporte les rbsuttats d'une recherche expbrimentale entreprise en rue de dbterminer si des fibres mbtalliques incorporbes au bbton peuvent contribuer 0 rbduire les fl~;ches en service d u structurels en bdton armb. L'alternative pour la rbduction de ces flOches rbside dans l'emploi de boron gt hautes performances. Trois sbries de trois poutres ont btb essaybes. Les sbries diffOrent par le pourcentage d'armature ordinaire et chaque skrie comprend une poutre de rbfbrence en bbton normal, une poutre en boron de fibres (dosbes h O d~ ,-/o en volume) et une poutre en boron fi hautes performances (60 MPa). A pourcentaee d'armature ordinaire ~;gal, il appara~t que l'emploi de bbton h hautes performances est plus efficace que celui de boron de fibres pour rdduire les dbformations du bbton armb sous charge de service. A la ruine, on observe @alement un meilleur comportement des poutres en boron gt hautes performances qui se sont av~rbes plus ductiles que les poutres en boron armb normal," la ductilitb des poutres en bbton de fibres btait par contre paradoxalement beaucoup plus basse que la ductilitb des poutres en boron armb normal. 1. INTRODUCTION Lorsqu'on est amen6 fi dimensionner des ~l~ments structuraux en b6ton arm6 zi l'6tat-limite de ddformation, Ia caract~ristique de l'+16ment que l'on souhaiterait am~liorer est la rigidit6 flexionnelle en phase fissur~e. La perte de rigidit~ flexionnelle au passage de la phase no fissur~e fi la phase fissur6e d~pend de la forme et des dimensions g6om+triques de la section, de la quantit+ et du type d'armatures, et du comportement en traction du b~ton. En ce qui concerne plus particuli6rement ce comporte- ment en traction du b~ton, les progr~s de la technologie permettent deux voies distinctes d'am61ioration: (i) soit utiliser du b6ton de fibres, on compte alors sur l'effet de 'couture' procur~ par les fibres pour r6duire l'ouverture des fssures et, en parall~le, les d~formations d'ensemble; (ii) soit utiliser du b6ton fi hautes performances, on compte alors sur une augmentation de la r6sistance ~i la traction, du module d'61asticit6 du b~ton et des propri6t6s d'adh6rence acier-b~ton pour accroltre le moment de fissuration et faire en sorte que le moment de service se situe en phase non fissur6e, ou en phase de formation de fissures. L'utilisation du b&on de fibres pour r~duire la fissuration et les d~formations de poutres en b~ton arm~ a ~t~ sugg~r~e il y a d~jfi quelques ann~es par Swamy et al. [1,2]. Plus r~cemment, des essais sur des dalles et poutres effectu~s/~ l'Ecole Polytechnique F~d~rale de Lausanne [3] et/t l'Universitfi de Gand [4] ont bien mis en ~vidence les avantages que l'on peut escompter de l'emploi de b~ton fi hautes performances pour r~duire les d~forma- tions d'~l~ments structuraux en b~ton arm& 0025-5432/93 (:' RILEM L'originalit~ de la recherche qui fait l'objet de cet articie r~side dans une 6tude comparative des deux solutions. Plus pr~cis~ment, nous allons pr6senter les r~sultats d'essais de mise en charge de trois s6ries de poutres en b~ton, arm+es identiquement en ce qui concerne l'armature 'ordinaire', mais diff~rant par la nature du b+ton. Ainsi, darts chaque s~rie, nous avons essay~ une poutre en b~ton 'normal' (BN), une poutre en b~ton de fibres (BF) et une poutre en b~ton fi hautes performances (BHP). Le param6tre variable d'une s~rie fi l'autre est la quantit6 d'armature ordinaire; nous nous sommes volontairement limit,s /~ des pourcentages d'armature relativement faibles, car c'est darts ces casque l'on peut esp&er un avantage technique et ~conomique A l'usage, soit du BF, soit du BHP, pour r6duire les d~formations de poutres en b~ton arm~ A l'~tat-limite d'utilisation. Le BF, en tant que mat~riau, a la r6putation d'atre plus ductile que le BN. C'est l'une de ses propri~t~s qui est le plus souvent mise en avant [5]. Le BHP, lui, a la r~putation d'atre plus fragile que le BN [6]. Dans les deux cas, il s'agit de caract~ristiques mat~rielles d~duites d'essais sur des ~prouvettes de baton non arm& II existe peu d'informations fi propos de la ductilitY, c'est-/~-dire l'+tendue relative de la phase plastique, d'~l~ments de construction en b6ton arm~ dont le b6ton constitutif est soit du BF, soit du BHP. C'est pourquoi nous avons 6galement accord~ une place particuli~re dans notre 6tude fi l'~valuation de cette ductilit& 2. PROGRAMME EXPERIMENTAL Le programme exp6rimental principal consiste en la mise en charge de neuf petites poutres de 1,5 m de longueur. Leur section est rectangulaire, de largeur b = 250 mm et