Selon une définition couramment admise, les matériaux composites correspondent à l'assemblage d'au moins deux composants de nature différente mais dont les propriétés intrinsèques se complètent, voire s'additionnent. Si, dans leur acception large, ces matériaux ne sont pas nouveaux - que l'on songe, par exemple, au bois composite -, l'emploi de composites collés à base de fibres de carbone ou de verre pour des structures en béton date d'une vingtaine d'années. « Leur usage en construction neuve n'est pas encore très répandu. En revanche, ils sont de plus en plus utilisés dans les travaux publics, dans le cadre de travaux de renforcement de structures », indique Guillaume Aliadière, directeur du département infrastructures linéaires chez Socotec.
Les matériaux composites sont couramment employés pour la réparation, et donc la mise en sécurité, d'ouvrages d'art (ponts, tunnels, etc. ). Ils peuvent également être utilisés dès lors qu'il s'agit d'adapter les structures existantes à l'évolution des besoins d'utilisation de leurs gestionnaires ou à de nouvelles réglementations. « Initialement, leur emploi était réservé à pallier un éventuel déficit de ferraillage dans les structures en béton armé. Ils sont désormais souvent utilisés pour augmenter la quantité d'armatures passives de structures en béton précontraint », explique Christophe Aubagnac, chef du groupe ouvrages d'art, géo technique et risques naturels au laboratoire d'Autun (Saône-et-Loire) au Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement (Cerema).
Des questions en suspens
Toutefois, plusieurs questions techniques restent en suspens. Parmi elles, certaines interrogations concernent le fonctionnement, après ouverture de fissures, d'une structure en béton précontraint endommagée puis renforcée, d'autres concernent le comportement des renforts collés eux-mêmes au droit des fissures. La durée de vie des matériaux composites fait également l'objet de recherches poussées. « C'est la question que beaucoup de monde se pose, malgré plusieurs études de vieillissement accéléré en laboratoire et quelques retours d'expérience rassurants depuis quinze-vingt ans, note Christophe Aubagnac. Il nous faudra encore du temps pour obtenir des résultats définitivement concluants. » L'amélioration des connaissances concernant l'efficacité des renforcements par matériaux composites collés - comme les bandes de tissus et les lamelles composées de fibres de carbone - s'avère donc nécessaire. L'objectif, in fine , est de mettre au point de nouvelles règles pour leur conception et leur dimensionnement.
A l'avenir, les matériaux composites pourraient être appliqués comme renforts non seulement sur les ponts et les tunnels, mais aussi sur d'autres types de structures, comme les ouvrages hydrauliques (barrages, digues, etc. ). « Dans le bâtiment, il arrive qu'ils soient utilisés lorsque le changement de destination d'une pièce nécessite le renforcement de ses structures porteuses », ajoute Christian Tourneur, directeur scientifique de Freyssinet International. Ponts, tunnels, mais aussi barrages, ou encore bâtiments, les professionnels du BTP vont devoir désormais composer avec les composites.
