Propriétés mécaniques et durée de vie de bétons réfractaires

d) Problème de localisation
La forte localisation du phénomène rend la mesure de la déformation dépendante de la
position des jauges. Parmi les solutions proposées pour traiter l'hétérogénéité de la réponse,
on peut citer les deux suivantes :
- une première solution consiste à utiliser des éprouvettes entaillées de façon à forcer la
fissuration à se produire dans une zone définie [28]. On compare l'allongement de cette zone à
l'allongement d'une zone voisine de longueur identique mais non entaillée. Par différence, on
en déduit une courbe donnant la contrainte en fonction de l'ouverture de fissure. L'aire sous
cette courbe représente l'énergie de fissuration notée Gf, caractéristique intrinsèque du
matériau ;
- à l'inverse, Mazars et Berthaud [24] proposent une méthode consistant à empêcher la
localisation des déformations dans l'éprouvette en lui adjoignant des barrettes métalliques qui
préservent l'homogénéité des déformations et empêchent la rupture catastrophique. En
procédant par différence entre le comportement de l'ensemble et le comportement des
barrettes, on en déduit une loi contrainte-déformation caractérisant l'endommagement diffus
du béton. Cet essai porte le nom, à juste titre, d'essai PIED (Pour Identifier l'Endommagement
Diffus).
En conclusion, il est très difficile de réaliser un essai de traction uniaxiale propre pour
obtenir une relation contrainte-déformation valide. Lors d'un tel essai, les observations étant
complexes et souvent effectuées par des méthodes indirectes, il n'est pas étonnant de constater
qu'il existe des divergences, notamment au niveau de la non linéarité et de l'adoucissement du
comportement. Ceci mène également à des explications différentes des divers phénomènes.
Cependant, le caractère linéaire élastique fragile du béton est généralement admis en
génie civil mais n’est pas tout à fait exact, même s'il existe un désaccord sur l'importance de
la non linéarité. Il semblerait que le phénomène de fissuration diffuse soit responsable d'une
non linéarité des déformations avant le pic, comme le confirme l'enregistrement de signaux
acoustiques [70].
Quant au phénomène d'adoucissement post-pic, il est généré par deux phénomènes : la
présence d'une zone microfissurée dissipatrice d'énergie en fond de fissure ainsi qu'une
cohésion de la macrofissure par des agents pontants. De plus, les mécanismes observés
dépendent du matériau étudié (nature des constituants, taille des granulats…).
C. Essais mécaniques sur les réfractaires
Le dimensionnement des éprouvettes de test des matériaux réfractaires ainsi que leurs
conditions de sollicitation sont donnés par les normes AFNOR [29]. Les tests, normalisés
dans leur ensemble, restent assez sommaires et permettent d’avoir simplement accès à des
valeurs qui peuvent être utilisées ensuite pour du contrôle, pour comparer les matériaux entre
eux et effectuer un classement. Ces valeurs sont obtenues dans des conditions précises et ne
permettent donc pas d’appréhender le comportement du matériau soumis à des sollicitations
plus générales ou plus complexes. Les caractéristiques mesurées ne sont donc pas toujours
judicieuses et ne correspondent pas forcément à des critères pertinents pour prédire le
comportement des matériaux en service. De plus, ces tests ne peuvent déboucher que sur une
connaissance et une compréhension partielles des phénomènes mis en jeu. Généralement, les
dimensions requises sont beaucoup plus importantes que dans le cas des matériaux
céramiques classiques, la taille des grains dans un réfractaire pouvant atteindre quelques
millimètres. En termes de propriétés mécaniques, les bétons réfractaires montrent de
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