Caractérisation expérimentale de la résistance latérale des murs de brique traditionnelle pour l'analyse de la fragilité

Les structures en maçonnerie non armée (MNA) sont reconnues pour être les plus vulnérables aux séismes. Cependant, leur utilisation est largement répandue dans l’Est du Canada, que ce soit pour la réalisation de murs porteurs ou non porteurs dans les bâtiments résidentiels, les bâtiments industriels, les églises, etc. Nombre de ces bâtiments furent construits avant l’établissement de normes et codes parasismiques, ce qui tend encore à augmenter leur vulnérabilité vis-à-vis des séismes. Le travail de recherche présenté ici a pour finalité de mieux évaluer la résistance de ces bâtiments face aux charges latérales. Il consiste ainsi en un projet expérimental dont l’objectif principal est de caractériser le comportement de murs de MNA de brique traditionnelle soumis à un chargement cyclique. Cela permettra d’une part, d’évaluer plus précisément la résistance sismique de ce type de mur, et d’autre part, d’établir un plan efficace de renforcement de ces bâtiments. Le programme expérimental comprend la caractérisation de la MNA de brique et de ses constituants. Les murets mis à l’essai sont composés de deux épaisseurs de briques d’argile pleines séparées par un joint de mortier de ciment et de chaux, reproduisant les caractéristiques d’un mur porteur de MNA traditionnelle. La première phase du programme experimental consiste à réaliser des essais de traction diagonale sur six murets (459 mm x 459 mm x 204 mm et 861 mm x 861 mm x 204 mm), avec en parallèle, des essais de compression et de cisaillement sur respectivement 18 et 54 échantillons de maçonnerie. Les résultats obtenus permettent de paramétrer la deuxième phase du programme expérimental. Celle-ci consiste à réaliser des essais de sollicitation cyclique sur trois murets (861 mm x 660 mm x 204 mm) afin de déduire la courbe de capacité bilinéaire sous différents niveaux de contrainte normale. En parallèle, des essais de compression et de cisaillement sont respectivement réalisés sur 9 et 27 échantillons de MNA. Tous les échantillons de MNA sont construits à partir des gâchées de mortier utilisées pour les murets. Les murets présentent une résistance moyenne à la traction diagonale de 0,79 ± 0,03 MPa et un module d’élasticité en cisaillement moyen de 2,08 ± 0,17 GPa. Les échantillons quant à eux livrent les caractéristiques suivantes : résistance à la compression moyenne du mortier, de la brique, de la MNA de 5,35 ± 1,0 MPa, 26,3 ± 4,8 MPa et 14,8 ± 2,1 MPa, respectivement; module d’élasticité moyen de la brique et de la MNA de 3,6 ± 1,1 GPa et de 3,18 ± 0,82 GPa; coefficient de friction de 0,94 et une cohésion de 0,29 MPa, obtenus lors des essais en cisaillement. À l’issu du programme expérimental, les propriétés mécaniques déterminées sont ensuite utilisées pour calibrer des modèles issus de la littérature ainsi qu’un modèle numérique de muret de MNA en macro-élément sur le logiciel spécialisé 3-Muri©. Les résultats obtenus sont comparés avec ceux des essais de sollicitation cyclique ce qui permet ainsi une analyse de la validité de ces différents modèles quant à la prédiction du comportement de la MNA sous certaines conditions