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Auteurs indexés : Amine Ben-Dahou. Source : tel-05293696, version 1.

Les structures en béton armé jouent un rôle fondamental dans les infrastructures modernes, où elles sont soumises à des conditions de sollicitation diverses, notamment dans des environnements critiques tels les centrales nucléaires. Afin de garantir la performance à long terme de ces ouvrages, une attention particulière doit être portée aux systèmes de connexion des armatures, qui assurent la continuité mécanique entre les barres d’armature et le béton. Traditionnellement, ces connexions étaient réalisées par recouvrement ou par soudure. Cependant, ces méthodes présentent des limitations importantes en termes de congestion et de performance mécanique, en particulier dans des applications où la sécurité et la durabilité sont primordiales. C’est dans ce contexte que les coupleurs mécaniques, capables de garantir une transmission efficace des charges, ont vu leur utilisation se développer. Cette thèse se concentre sur l’étude des systèmes de connexion des armatures dans les éléments en béton armé, en particulier les coupleurs mécaniques. L'objectif principal est d’évaluer l'influence de la géométrie des coupleurs et du procédé de réalisation du filetage des barres d'armature, dit « normalisation », qui permet d'éliminer les déformations résiduelles et d'améliorer la transmission des efforts entre la barre et le coupleur. Ce processus de normalisation joue un rôle crucial dans la réduction des concentrations de contraintes à l’interface barre-coupleur, et donc dans l’optimisation de la performance mécanique des systèmes de connexion. L’objectif est de mieux comprendre leur impact sur le comportement structural, en particulier dans des configurations soumises à des sollicitations de traction et de flexion. Les travaux expérimentaux réalisés dans cette thèse comprennent plusieurs séries de tests visant à analyser le comportement des barres d’armature et des tirants en béton armé équipés de coupleurs. Des essais de traction ont été menés sur les barres d’armature, permettant d’évaluer la résistance à la traction et la distribution des contraintes dans les éléments armés. Des essais de traction sur des tirants en béton armé ont été réalisés pour simuler les conditions réelles de sollicitation des structures. Enfin, des essais de flexion quatre points ont permis d’analyser la réponse des poutres en béton armé sous des charges de flexion, dans le but de mesurer l'impact des coupleurs sur la capacité portante des poutres. La modélisation numérique a été développée à l’aide du logiciel ABAQUS, en se concentrant sur les tirants en béton armé. Le modèle numérique a été validé par comparaison avec les résultats expérimentaux, permettant ainsi d’étudier les effets de la géométrie du coupleur et du procédé de normalisation de la liaison sur le comportement mécanique. Les résultats ont révélé que la normalisation des armatures permet une distribution plus homogène des efforts, contrairement aux barres non normalisées qui entraînent des concentrations de déformations plastiques à l’interface barre-coupleur. Ces observations ont des implications directes pour l’optimisation des pratiques de conception et de dimensionnement des structures en béton armé. En conclusion, cette thèse permet d’approfondir la compréhension des mécanismes de transfert de charge à l'interface barre-coupleur et de proposer des recommandations pour améliorer la performance des systèmes de connexion dans les structures en béton armé. Ces travaux offrent des perspectives pour le perfectionnement des modèles de conception, avec un potentiel d’application dans des domaines où la sécurité et la durabilité sont des priorités.

Auteurs indexés : Amine Ben-Dahou. Source : tel-05293696, version 1.

Reinforced concrete structures play a fundamental role in modern infrastructures, where they are subjected to a wide range of loading conditions, particularly in critical environments such as nuclear reactors. To ensure the long-term performance of these structures, particular attention must be paid to the reinforcement connection systems that ensure mechanical continuity between the reinforcing bars and the concrete. Traditionally, these connections were made by overlapping or welding. However, these methods present significant limitations in terms of congestion and mechanical performance, particularly in applications where safety and durability are crucial. It is in this context that mechanical couplers, able to ensure efficient load transmission, have seen their use increased. This thesis focuses on the study of reinforcement connection systems in reinforced concrete elements, in particular mechanical connections. The main objective is to evaluate the influence of connection geometry and the threading process for reinforcing bars, known as “normalisation ”, which eliminates residual deformations and improves the transfer of loads between the bar and the connection. This normalisation process plays a crucial role in reducing stress concentrations at the bar-coupler interface, and therefore in optimising the mechanical performance of connection systems. The aim is to understand their impact on structural behavior, particularly in configurations subjected to tensile and bending stresses. The experimental work carried out in this thesis includes several series of tests aimed at analyzing the behavior of reinforcing bars and reinforced concrete ties with connection systems. Tensile tests were carried out on reinforcing bars, to evaluate tensile strength and stress distribution in the reinforced elements. Tensile tests on reinforced concrete ties were carried out to simulate actual structural loading conditions. Finally, four-point bending tests were used to analyze the response of reinforced concrete beams under bending loads, with the aim of measuring the impact of couplers on the beams' load-bearing capacity. Numerical simulation was carried out using ABAQUS software, focusing on reinforced concrete ties. The numerical model has been validated by comparison with experimental results, allowing us to study the effects of coupler geometry and connection normalisation procedure on mechanical behavior. The results revealed that normalizing the reinforcement resulted in a more homogeneous distribution of stresses, in contrast to non-normalized bars, which lead to concentrations of plastic deformation at the bar-coupler interface. These observations have direct implications for the optimization of design and dimensioning practices for reinforced concrete structures. In conclusion, this thesis provides an improved understanding of load transfer mechanisms at the bar-coupler interface, and offers recommendations for improving the performance of connection systems in reinforced concrete structures. This work offers perspectives for the enhancement of design models, with potential application in areas where safety and durability are priorities.