Les éléments creux de maçonnerie en béton fabriqués conformément aux exigences de la norme CSA A165.1 et installés selon les pratiques courantes et les codes et normes applicables au Canada, ont une longue historique de performance acceptable. Cependant, jusqu’à récemment, peu d’efforts avaient été consacrés à l’optimisation des propriétés géométriques des éléments de maçonnerie afin d’équilibrer leur performance avec d’autres aspects de la production et de l’installation (par exemple, réduire le poids des éléments, faciliter l’écoulement du coulis dans la maçonnerie, etc.)

L’objectif de cette étude est d’examiner l’effet de la variation des propriétés géométriques des éléments creux de maçonnerie en béton qui ont été récemment introduits aux États-Unis. Le projet comprend des essais sur des prismes de maçonnerie creux et remplis de coulis, ainsi que sur des assemblages de maçonnerie plus importants, construits à partir d’éléments dont l’épaisseur et la hauteur des âmes transversales ont été réduites.

L’adhérence entre les barres d’armature et les matériaux cimentaires utilisés dans la maçonnerie conventionnelle en blocs de béton est nécessaire pour que l’assemblage fonctionne de manière satisfaisante. Les recherches du professeur Feldman sur l’adhérence des armatures de maçonnerie permettent aux concepteurs de réduire le niveau de conservatisme au niveau des calculs de conception tout en maintenant un haut degré de sécurité. Le manque de recherches récentes à ce sujet a entraîné des divergences entre les normes canadiennes et américaines, et un possible excès de conservatisme dans le calcul des longueurs de développement et d’épissure requises.

Ce projet applique les leçons tirées de l’industrie du béton armé à la construction en maçonnerie armée grâce à un programme complet d’essais et d’analyses.

Une étude récente des normes canadiennes et américaines de conception en maçonnerie a révélé de nombreuses différences dans l’approche et les exigences, y compris pour le calcul des poutres et des murs élancés, ainsi que pour la détermination de la résistance à la compression. Par exemple, au Canada, la conception des poutres en maçonnerie est rendue difficile en raison de la résistance inférieure qui peut être attribuée à la maçonnerie soumise à une compression horizontale (compression à travers les joints de tête verticaux).

La série d’essais comprend la comparaison de la performance de poutres armées de manière identique, les éléments de maçonnerie étant posés horizontalement ou empilés. Les méthodes d’essai en compression ASTM et CSA pour les assemblages de maçonnerie, y compris les dimensions des spécimens d’essai, sont également comparées.

Ce projet s’inscrit dans le cadre d’un effort plus large visant à harmoniser les normes de conception de la maçonnerie entre le Canada et les États-Unis afin de réduire les coûts et de promouvoir le commerce de part et d’autre de la frontière.

Le climat canadien pose des défis particuliers à la construction en maçonnerie pendant les mois d’hiver. Les normes courantes exigent que les ouvrages de maçonnerie soient maintenus à une température supérieure au point de congélation pendant au moins 48 heures après la construction, afin de permettre le durcissement initial du mortier. En hiver, le maintien d’une température ambiante adéquate (chauffage de l’enceinte de construction) pendant cette période initiale de durcissement constitue un défi logistique et augmente la consommation en énergie (et les émissions de gaz à effet de serre) ainsi que les coûts de construction.

La présente étude explore les conditions dans lesquelles les adjuvants antigel modernes peuvent être utilisés avec les mortiers de maçonnerie pour réduire le temps de chauffage nécessaire aux travaux de construction de maçonnerie pendant les mois d’hiver dans les régions à climat froid.

L’armature des assemblages de maçonnerie est généralement réalisé en introduisant des barres dans les alvéoles creuses des éléments de maçonnerie en béton et en liant cette armature à la maçonnerie à l’aide d’un coulis à maçonnerie. Cependant, de nombreux avantages d’un mur de maçonnerie armé peuvent être obtenus sans l’adhérence à l’aide du coulis, si l’armature est précontrainte et connectée au sommet et à la base du mur. Les armatures précontraintes non-adhérées sont utilisées régulièrement dans la construction en béton armé (par exemple, pour les longues poutres de ponts), mais sont rarement utilisées dans la construction en maçonnerie.

Ce projet de recherche a exploré le potentiel de l’utilisation de murs de maçonnerie légèrement précontraints avec des armatures non-adhérées pour réduire le poids et le coût de construction des cloisons intérieures en maçonnerie armée.

Les murs de contreventement en maçonnerie armée sont des éléments structuraux efficaces pour résister aux charges latérales sur les bâtiments, y compris les charges du vent et les charges sismiques. Ce projet de recherche dirigé par le Dr. Galal se penche sur les essais de diverses configurations de murs de contreventement en maçonnerie armée afin de développer des méthodes de construction plus économiques pour les bâtiments qui doivent résister à des charges sismiques modérées. En se penchant sur les détails de l’armature, des stratégies visant à améliorer la performance des méthodes actuelles de construction en maçonnerie sont en cours d’élaboration.

Ce projet comprend des essais sur les matériaux de maçonnerie, des murs de contreventement en maçonnerie armée à l’échelle (y compris des murs rectangulaires, des murs avec des éléments périphériques et même des murs partiellement remplis de coulis), ainsi que la modélisation et l’analyse numérique de murs et de bâtiments entiers avec des murs de contreventement en maçonnerie.

Outre le développement de nouvelles stratégies pour la conception et l’amélioration de la sécurité sismique des bâtiments, le projet contribue également à une meilleure compréhension des caractéristiques des matériaux de maçonnerie en général.

Les murs de contreventement en maçonnerie armée sont des éléments structuraux efficaces pour résister aux charges latérales sur les bâtiments, y compris les charges du vent et les charges sismiques. Ce projet de recherche dirigé par le Dr. Galal se penche sur les essais de diverses configurations de murs de contreventement en maçonnerie armée afin de développer des méthodes de construction plus économiques pour les bâtiments qui doivent résister à des charges sismiques modérées. En se penchant sur les détails de l’armature, des stratégies visant à améliorer la performance des méthodes actuelles de construction en maçonnerie sont en cours d’élaboration. Ce projet comprend des essais sur les matériaux de maçonnerie, des murs de contreventement en maçonnerie armée à l’échelle (y compris des murs rectangulaires, des murs avec des éléments périphériques et même des murs partiellement remplis de coulis), ainsi que la modélisation et l’analyse numérique de murs et de bâtiments entiers avec des murs de contreventement en maçonnerie. Outre le développement de nouvelles stratégies pour la conception et l’amélioration de la sécurité sismique des bâtiments, le projet contribue également à une meilleure compréhension des caractéristiques des matériaux de maçonnerie en général.

Les prismes de maçonnerie sont des éléments structuraux essentiels utilisés dans la construction pour évaluer la résistance à la compression et d’autres caractéristiques mécaniques des matériaux de maçonnerie. Ces échantillons d’essai, construits en liant des éléments de maçonnerie avec du mortier, reproduisent les conditions de construction réelles, ce qui permet l’obtention de données pertinents. La norme CSA S304 énonce les exigences pour la préparation, la mise à l’essai et l’analyse des résultats de ces prismes. Le processus d’essai consiste à soumettre les prismes à des charges axiales pour déterminer la résistance à la compression et peut inclure des essais de résistance au cisaillement pour évaluer la résistance aux charges latérales.

Pour ce projet de recherche, des prismes de maçonnerie sont utilisés pour étudier l’impact d’un coulis renforcé de fibres, ainsi que l’effet des éléments périphériques construits à l’aide de blocs en forme de C. Les données obtenues contribuent à l’élaboration de lignes directrices en matière de construction et de normes de sécurité, ce qui permet de concevoir des structures de maçonnerie durables et sûres dans le cadre d’applications réelles. En fait, les prismes de maçonnerie jouent un rôle crucial en faisant progresser notre compréhension du comportement de la maçonnerie et en assurant la fiabilité des pratiques de construction.

La recherche sur les poteaux de maçonnerie renforcées par des composites en polymère renforcé de fibres (PRF) vise à augmenter la résistance et la ductilité des structures existantes. Il s’agit d’appliquer des fibres à haute résistance noyées dans une polymère à l’extérieur des poteaux de maçonnerie, ce qui est particulièrement utile pour mettre à niveau les structures plus anciennes ou pour améliorer la résistance des conceptions d’origine. Le plan d’expériences a été conçue pour mesurer l’effet de la présence d’armatures longitudinales en acier dans les poteaux sur la résistance à la compression de la maçonnerie en béton renforcée par des PRF.

Alors que le besoin pour des solutions de modernisation durables continue de croitre, la recherche dans ce domaine joue un rôle essentiel dans l’avancement des techniques innovantes de renforcement des poteaux de maçonnerie. Ceci permettra la résilience dans diverses conditions environnementales et de chargement.

Les matériaux de maçonnerie ont été largement utilisés au cours du siècle dernier en tant que barrière efficace contre la propagation du feu dans les bâtiments. Les objectifs de ce projet de recherche sont les suivants : développer la prochaine génération de normes visant la résistance au feu de la maçonnerie, améliorer la conception et la construction d’assemblages de maçonnerie résistants au feu, optimiser la fabrication d’éléments de maçonnerie pour la résistance au feu et faciliter une évaluation rigoureuse d’assemblages de maçonnerie endommagés par le feu après un sinistre.

Une série d’essais expérimentaux sera menée sur la performance au feu de murs de maçonnerie non porteurs (cloisons) de taille normale et d’assemblages à petite échelle afin de quantifier les effets d’une variété de paramètres sur le transfert de chaleur et de masse, l’endurance au feu, le comportement mécanique et la résistance résiduelle de blocs de béton et d’assemblages de maçonnerie typiques et de prototypes.

Contrairement à la rupture en flexion, la rupture en cisaillement dans la maçonnerie s’avère très soudainement. La rupture en cisaillement d’un mur de contreventement se produit sans avertissement et en absorbant peu d’énergie. En outre, ce type de rupture est moins prévisibles que la rupture en flexion en raison de mécanismes de rupture beaucoup plus complexes. Alors que des dispositions précises en matière de calcul de la résistance en flexion ont été basées sur l’hypothèse rationnelle que les sections planes restent planes, les procédures du calcul de la résistance au cisaillement se sont traditionnellement appuyées sur des équations empiriques très restrictives. Ainsi, la recherche se poursuit sur des procédures pour le calcul de la résistance au cisaillement aussi précises que les procédures de flexion, basées sur des hypothèses tout aussi rationnelles.

La prévision précise de la résistance à la compression de la maçonnerie est très importante pour la conception des structures en maçonnerie car elle constitue souvent la base des calculs. Cependant, il n’est pas toujours simple de déterminer la résistance à la compression de la maçonnerie. En effet, chaque matériau (blocs de maçonnerie en béton creux, mortier et coulis, le cas échéant) possède des propriétés différentes et réagit d’une manière non linéaire différente lorsqu’il est soumis à la compression.

Les normes de calcul pour la maçonnerie prévoient généralement deux méthodes pour déterminer la résistance à la compression : l’essai du prisme de maçonnerie ou la résistance des éléments. La première méthode, l’essai de prismes de maçonnerie, consiste à construire trois à cinq prismes de maçonnerie avec des matériaux représentatifs du site, à tester les prismes sous une charge de compression et à corriger la résistance moyenne à la compression déterminée à partir des essais par un facteur qui tient compte du rapport entre la hauteur et l’épaisseur des prismes mis à l’essai. Cette méthode présente certaines limites pratiques, y compris la complexité du transport des échantillons ainsi que la capacité et de la taille limité des machines d’essai disponibles. En outre, il existe des désaccords sur les valeurs des facteurs de correction de la hauteur par rapport à l’épaisseur, car chaque code international fournit des valeurs différentes. La seconde méthode, connue sous le nom de méthode de résistance des éléments, consiste à mettre à l’essai des échantillons individuels de matériaux de maçonnerie. Dans cette approche, la résistance à la compression de la maçonnerie est estimée soit par une équation, soit par des valeurs tabulées basées sur la résistance des blocs, le type ou la résistance du mortier et la résistance du coulis, le cas échéant.

L’objectif de cette recherche est de fournir des preuves expérimentales de la performance des murs en maçonnerie armée dans des conditions réalistes avec différentes combinaisons de pression et d’impulsion pour simuler des scénarios d’explosion réels.

Le travail analytique consiste à développer des fonctions de résistance des murs, des diagrammes de calcul et des modèles à un et plusieurs degrés de liberté. À l’aide des modèles numériques, calibrés avec les résultats d’expériences, une vaste base de données sur la performance des murs face aux explosions sera créée pour couvrir différents scénarios autres que ceux qui ont été testés.

Enfin, les résultats des modèles expérimentaux, analytiques et numériques seront intégrés dans un outil d’évaluation de la performance qui facilitera la sélection rapide et l’évaluation de la performance d’assemblages de maçonnerie armée dans différents scénarios d’explosions accidentelles et délibérées.

Un tremblement de terre majeur risque d’être la catastrophe la plus coûteuse de l’histoire du Canada et les propriétaires de bâtiments attendent de plus en plus des solutions pour atténuer ce risque. Par ailleurs, les modes de construction actuels pour les systèmes en maçonnerie armée résistant aux charges sismiques sont non seulement associées à des coûts de main-d’œuvre importants, mais elles limitent également la hauteur de structures en maçonnerie armée qui demeure compétitive en termes de coûts. Le basculement contrôlé est une solution prometteuse à tous ces problèmes. Dans un système de basculement contrôlé, des parties sélectionnées de la structure sont conçus de manière à se soulever de la fondation en réponse aux charges sismiques, et ce comportement de basculement est contrôlé en utilisant un système de dissipation d’énergie supplémentaire et/ou de l’armature précontrainte.

La recherche proposée se concentre sur le calcul de conception de murs de contreventement en maçonnerie sujet aux charges sismiques. Bien que la construction en maçonnerie représente plus de 70 % du parc immobilier actuel en Amérique du Nord, son utilisation continue en tant que système structural majeur a été sérieusement entravée par les préoccupations relatives à la résistance aux tremblements de terre. Les recherches antérieures, bien que peu nombreuses, démontrent clairement qu’avec une conception, des détails et une construction appropriés, la maçonnerie peut très bien résister aux charges sismiques.

La recherche proposée porte sur une série complète d’essais et d’analyses visant à documenter le comportement des constructions en maçonnerie contemporaines et le comportement amélioré résultant de formes de construction novatrices.

Cette recherche débouchera sur des propositions visant à modifier les normes de conception afin de tenir compte des caractéristiques améliorées des structures en maçonnerie correctement conçues. Ces changements amélioreront la résistance aux charges sismiques et réduiront les coûts de construction des bâtiments en maçonnerie.

Le chapitre 11 de la norme canadienne CSA S304-14 ne permet pas présentement le calcul ou la construction de poutres maçonnées avec un appareil en damier (éléments empilés). Cependant, de nombreux architectes optent pour l’aspect de la maçonnerie avec un appareil en damier pour des raisons esthétiques, sans se rendre compte des limites structurales qu’elle présente. Par conséquent, les concepteurs se retrouvent dans une position précaire lorsqu’ils tentent de concilier l’appareillage de maçonnerie choisi avec les exigences et les limites de la norme CSA S304.

Étant donné que les joints de tête (joints verticaux) de la maçonnerie en damier s’alignent verticalement, on présume que cette construction est moins résistante que la construction traditionnelle en appareil en panneresse. Cependant, comme les poutres maçonnées doivent être entièrement remplies de coulis, l’effet de l’alignement des joints verticaux peut être atténué en augmentant l’aire remplis de coulis des éléments et la continuité horizontale du coulis dans la poutre.

Les normes de calcul de la maçonnerie exigent que les étriers soient en contact avec les barres d’armature horizontales. La mise en place d’étriers résistant aux contraintes en cisaillement dans les poutres construites avec des blocs de béton étroits devient difficile en raison des changements à la forme des alvéoles au fur et à mesure que la taille du bloc diminue. D’autant plus que la plus petite taille d’étrier d’armature standard (c’est-à-dire une barre d’armature de 10M) avec un crochet standard est compliquée à installer pour un maçon sur le terrain.

Par conséquent, cette étude a été menée pour examiner la possibilité d’utiliser des barres d’acier de 8 mm et d’un treillis métallique, couramment utilisé comme armature horizontale, comme alternatives potentielles d’armature résistante au cisaillement (verticale) pour améliorer la résistance en flexion et réduire les fissures de cisaillement des poutres en maçonnerie de blocs de béton.

Les résultats de cette étude ont également démontré que la valeur du facteur chi (χ) de la norme de calcul en maçonnerie canadienne semble conservatrice.

Il a été démontré que les murs de contreventement en maçonnerie armée (MCMA) possèdent des caractéristiques de ductilité et de dissipation d’énergie adéquates pour les applications de conception parasismique. Cependant, les MCMA élancés, caractérisés par un rapport hauteur/épaisseur (h/t) élevé, peuvent être vulnérables à l’instabilité hors-plan sous une charge sismique dans le plan du mur.

L’instabilité hors plan est un mécanisme de défaillance qui affecte les zones d’extrémité du MCMA soumis à des cycles de déformation en traction, suivis d’une déformation en compression lors de l’inversion de la charge. Ce mécanisme de défaillance peut entraîner une dégradation rapide et inattendue de la résistance ou un effondrement, s’il n’est pas pris en compte lors du calcul de conception.

La norme canadienne de calcul pour la maçonnerie, CSA S304-14, prescrit des limites h/t pour le calcul parasismique des MCMA afin de prévenir l’instabilité hors plan, mais aucun essai expérimental vérifiant ces limites n’a été exécuté. En outre, les limites h/t sont indépendantes de la forme de la section transversale du MCMA, bien que les caractéristiques du mur soient influencées de manière significative par ce paramètre. Pour une demande de déplacement donnée, les MCMA en forme de T, c’est-à-dire les MCMA rectangulaires avec un table à l’une des extrémités, ont tendance à subir des déformations plus élevées à l’extrémité sans élément périphérique par rapport à l’extrémité de forme rectangulaire. Cela peut augmenter le risque d’instabilité hors plan chez les MCMA en forme de T.

La maçonnerie armée est utilisée au Canada depuis plus de 50 ans, principalement pour la construction de bâtiments de faible et de moyenne hauteur. Le Code national du bâtiment du Canada 2015 (CNBC 2015) autorise l’utilisation de la catégorie des murs de contreventement ductiles pour les bâtiments en maçonnerie de grande hauteur, mais la limite de hauteur a été fixée à 60 m pour les sites présentant un risque sismique modéré et à 40 m pour les sites présentant un risque sismique élevé.

Seuls quelques bâtiments en maçonnerie armée de grande hauteur (plus de 15 étages) ont été construits au Canada à ce jour, principalement sur des sites présentant un risque sismique faible ou modéré.

Pour produire des éléments de maçonnerie en béton de haute qualité, les producteurs de blocs élaborent généralement les mélanges de béton par un processus d’essai qui rend difficile l’essai de nouveaux types de granulats, tels que le granulat de béton recyclé, parce qu’il interfère avec l’efficacité de la production. En outre, les producteurs produisent normalement les blocs par milliers d’éléments à la fois, ce qui rend difficile la réalisation d’essais de nombreux mélanges avec différents dosages de remplacement du granulat en béton recyclé. L’utilisation du granulat en béton recyclé pour la production d’éléments de maçonnerie en béton est étudiée en laboratoire en simulant les procédés de fabrication industriels.

Le climat changeant d’aujourd’hui est de plus en plus contraignant pour nos bâtiments. Au Canada, cela signifie qu’il faut faire face à des vents et à des changements de température extrêmes, ainsi qu’à des régimes de pluie et à des conditions de gel-dégel changeants. En même temps, les codes de l’énergie imposent des changements majeurs à la manière dont nous isolons et détaillons nos bâtiments afin de maximiser l’efficacité énergétique et de réduire les émissions de gaz à effet de serre. La maçonnerie a depuis longtemps fait ses preuves en tant que matériau de construction durable, mais les nouvelles méthodes de construction exposent les matériaux à de nouvelles contraintes, et les résultats des recherches antérieures disponibles sont de moins en moins applicables aux conditions actuelles.

Le projet de recherche du Dr Malomo vise à combler plusieurs de ces lacunes en étudiant les causes de la fissuration dans les constructions en briques d’argile et en blocs de béton, ainsi que la résistance et le comportement des attaches pour les parements de maçonnerie modernes et des cornières d’appui qui traversent des couches d’isolation très épaisses.

En mettant à l’essai de petits assemblages de maçonnerie et en faisant l’analyse informatique de structures plus importantes, l’objectif est d’appuyer le développement des codes et des normes de construction afin de favoriser la durabilité et l’efficacité énergétique des bâtiments en maçonnerie tout au long de leur durée de vie.

Une grande partie du parc immobilier existant au Canada est composée de maçonnerie porteuse non-armée. Dans les zones sismiques, ce type de construction peut présenter un risque pour la sécurité des occupants, car il peut ne pas répondre aux exigences de résistance structurale et/ou de ductilité des codes de construction contemporains.

Un composite cimentaire ductile écoresponsable (CCDE) innovant fait l’objet d’une étude en vue d’une éventuelle utilisation comme matériau de renforcement pour l’amélioration des structures en maçonnerie non-armée existantes.

Le processus renforcement consiste à appliquer une couche de CCDE à la surface des murs en maçonnerie pour améliorer leur résistance et leur ductilité.

La norme canadienne pour le calcul des ouvrages en maçonneries semble sous-estimer la résistance des murs élancés en maçonnerie, ce qui réduit l’efficacité de l’utilisation du matériau. La capacité d’un mur en maçonnerie de béton élancé soumis à des charges axiales est principalement influencé par son rapport d’élancement, l’excentricité de la charge appliquée, la forme défléchie du mur résultant du rapport d’excentricité des charges aux extrémités et sa rigidité en flexion.

Pour tenir compte de l’élancement et des effets d’ordre socondaire, la norme de calcul canadienne permet d’utiliser la méthode de l’amplification des moments ou le calcul de l’effet P-Δ. Plusieurs études indiquent que ces approches sont généralement appropriées pour prendre en compte les effets des moments secondaires. La sous-estimation de la résistance est due, en grande partie, au calcul de la rigidité effective en flexion utilisé dans le code. En raison du caractère non-linéaire des propriétés du matériau et d’une réduction de la profondeur de la section transversale causée par la fissuration en traction, la rigidité effective en flexion est limitée à 0,4 et 0,25 fois la rigidité initiale pour les murs en maçonnerie non-armés et armés, respectivement.

Malgré la grande vulnérabilité des structures en maçonnerie non-armés sous l’effet des charges appliquées et l’importance de l’évaluation de leur fiabilité, il n’existe pas de méthodologie formelle pour évaluer la fiabilité des structures historiques en maçonnerie. C’est pourquoi une méthodologie étape par étape est en cours d’élaboration pour évaluer le niveau de fiabilité des structures historiques en maçonnerie.

Pour développer une méthodologie appropriée, des modèles probabilistes de résistance structurale et des effets des charges sont nécessaires pour formuler une fonction pour l’état limite. Les caractéristiques stochastiques des matériaux de construction jouent un rôle clé dans la détermination des modèles probabilistes de résistance structurale. Les codes de pratique recommandent des valeurs ainsi que les distributions les mieux adaptées aux différentes caractéristiques des matériaux.

Comme les codes sont nécessairement conservateurs et qu’ils sont aussi généralement destinés à la conception ou à l’évaluation avec des matériaux de maçonnerie modernes, l’utilisation des valeurs des codes pour les structures historiques peut conduire à une évaluation inexacte de la fiabilité. Il n’est pas recommandé d’effectuer des essais destructifs sur une structure de maçonnerie historique ou sur ses composants afin d’obtenir des informations plus réalistes sur les propriétés des matériaux, car de tels essais peuvent entraîner des dommages irréparables à ces structures de grande valeur.

Les arches en maçonnerie sont utilisés depuis longtemps dans la construction et constituent une méthode très efficace pour résister aux charges appliquées en tirant parti de la forte résistance à la compression du matériau et en induisant des contraintes de traction minimales. Les approches contemporaines en matière de conception structurale favorisent l’utilisation de poutres et d’éléments muraux flexibles pour résister aux charges réparties par le biais d’un mécanisme de résistance à la flexion dans lequel les contraintes de traction sont reprises par des barres d’armature.

Bien que simple à concevoir et à construire, ce type d’élément structural en maçonnerie est quelque peu inefficace dans l’utilisation des matériaux puisque le matériau de maçonnerie en traction est généralement considéré ne pas contribuer à la résistance. Ce projet de recherche vise à démontrer comment un système d’arcs en maçonnerie non-armé peut être utilisé pour résister efficacement aux pressions horizontales du sol pour les murs de soutènement de faible hauteur.

Les murs de contreventement en maçonnerie armée sont couramment utilisés pour former le système résistant aux charges latérales des bâtiments en maçonnerie armée. Ce type de construction est souvent utilisé au Canada et l’évolution des méthodes de calcul et des normes permet une utilisation de plus en plus efficace des matériaux. Cependant, alors que la maçonnerie armée complètement remplie de coulis présente un comportement en cisaillement bien établi, semblable à celui du béton armé, une complexité supplémentaire est introduite pour les murs de contreventement en maçonnerie armée partiellement remplie de coulis.

Ce projet de recherche examine le comportement et les différents modes de défaillance possibles des murs de contreventement en maçonnerie armée partiellement remplies de coulis en vue de développer des outils d’analyse et de calcul fiables.

Les murs de contreventement en maçonnerie armée sont souvent utilisés comme système résistant aux charges latérales dans les structures de maçonnerie de faible et de moyenne hauteur. Les murs en maçonnerie armée peuvent être entièrement remplis de coulis (ER) ou partiellement remplis de coulis (PR), cette dernière option étant généralement plus économique et donc souvent utilisée dans l’industrie de la maçonnerie.

Bien qu’il doive rester suffisamment rigide sous l’effet des charges de service, un mur de contreventement en maçonnerie doit également présenter une réponse ductile sous l’effet des charges latérales à l’état limite ultime. Toutefois, si le mode de rupture prévu est en cisaillement, la rupture peut se produire soudainement.

Des études récentes ont montré que les dispositions de calcul actuelles ne prévoient pas la résistance au cisaillement des murs de contreventement PR avec un niveau précision constant pour la gamme de variables couramment rencontrées dans la pratique. Dans certains cas, les dispositions relatives au calcul peuvent même conduire à des conceptions potentiellement dangereuses.

Les murs élancés en maçonnerie porteuse sont souvent utilisés dans les constructions de plain-pied au Canada (par exemple, dans les gymnases des écoles, les entrepôts, etc). Cependant, les limites de calcul imposées à ces murs (CSA S304-14 ; TMS 402-13) tendent à être strictes, en termes de résistance et de stabilité. Cela désavantage l’industrie de la maçonnerie en tant qu’alternative de construction par rapport à d’autres options structurales.

La recherche et l’innovation dans le domaine de la conception des murs élancés en maçonnerie ont été rares depuis les années 1980, époque à laquelle le calcul structural était basé sur les contraintes de service (plutôt que les états limites) et les conceptions basées sur des règles prescriptives étaient courantes. Cela a eu un impact négatif sur l’utilisation des murs élancés en maçonnerie conventionnels depuis que le calcul aux états limites et la conception basée sur les objectifs ont été adoptés.

S’ajoutant à ces défis, les nouvelles réglementations du code de l’énergie des bâtiments (CNEB 2015 et 2017) imposent des contraintes supplémentaires qui ont un impact sur la conception, le coût et la performance des murs élancés en maçonnerie.