Mesures rhéologiques et modélisation de matériaux en cours de prise

Dierkens Michaël

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Extrait

Conclusion Générale

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CONCLUSION GENERALE  Dansce mémoire de thèse ont été présentés des résultats relatifs au déroulement de la prise des matériaux hétérogènes évolutifs. L’étude, réalisée au moyen d’un dispositif de propagation d’ondes en basse fréquence, a porté sur la réalisation de 23 essais sur matériaux hydrauliques (bétons adjuvantés et mortiers adjuvantés ou non) et 3 essais sur graves émulsion de bitume.  Ledispositif de mesure utilisé s’est montré sensible à des différences de composition des matériaux fabriqués et a permis d’accéder à l’évolution des grandeurs rhéologiques en cours de prise.  Ence qui concerne les bétons, l’étude a porté sur le déroulement général de la prise, le rôle des adjuvants et la possibilité de remplacer l’étude de bétons par celle de mortiers. Les différentes grandeurs suivies se sont montrées sensibles à l’utilisation d’adjuvants et ont permis de réaliser un suivi précis de l’évolution des matériaux testés pendant leur prise.  Ence qui concerne les adjuvants, il a été notamment montré que leur usage conduit à une réponse du matériau différente selon qu’ils sont utilisés sur mortier ou sur béton. L’entraîneur d’air n’a conduit à aucune modification sensible du déroulement de la prise. En revanche, le plastifiant et le retardateur de prise ont toujours été accompagnés d’un retard de prise pour l’ensemble des grandeurs suivies. Ce retard n’est pas qu’un simple retard mais conduit bien à des chemins d’évolution différents des modules rhéologiques au cours de la prise. Les causes de cet effet sont à rechercher dans des modifications de la chimie de la prise, consécutives à l’usage d’adjuvant.  L’étudedes relations éventuelles liant les propriétés des bétons à celles des mortiers montre qu’il n’apparaît pas envisageable de créer un mortier parfaitement équivalent à un béton donné. Chaque relation présupposée doit, en fait, être testée avant d’être utilisée car les exemples étudiés montrent que l’existence d’un lien quelconque ne peut pas être étendu à d’autres grandeurs sans précautions. Ainsi, l’existence d’un lien net entre l’affaissement des bétons et l’étalement des MBE n’a pas conduit à l’existence de liens simples sur l’évolution des propriétés mécaniques de ces matériaux. Le choix du type de mortier équivalent à utiliser doit donc être adapté à la grandeur que l’on souhaite mesurer. Les essais ont cependant mis en évidence la possibilité de compenser des modifications d’arrangements granulaires par une adaptation de la température de coulée. D’autres essais (avec d’autres rapports e/c, dosage en ciment, …) seraient néanmoins nécessaires pour tester l’applicabilité d’une telle méthode à l’étude de la prise de bétons. Si une telle équivalence était possible, on pourrait alors remplacer les études sur bétons par des études sur mortiers MT fabriqués avec une température de coulée ad hoc, ce qui consisterait un résultat intéressant.

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Conclusion Générale

 Cetteétude a également mis en évidence le rôle joué par des différences d’arrangement granulaires. La notion de distance intergranulaire est ainsi apparue comme un paramètre clef, permettant d’expliquer une partie des différences de comportement observées entre bétons et mortiers. Ces différences ont été exposées de manière particulièrement claires par les courbes d’évolution de la vitesse des ondes de compression en fonction du degré d’activation des réactions chimiques.  Pource qui est des graves émulsion de bitume, les mesures réalisées ont permis de remonter à l’évolution des grandeurs rhéologiques en cours de prise, ce qui est sans équivalent.  Quatrepériodes caractéristiques de la prise ont été identifiées. La première, ou hétérofloculation, consiste en la réalisation d’un premier enrobage initial des granulats par le bitume. Vient ensuite une phase d’évaporation intense caractérisée par une faible incidence mécanique des dépôts de bitume. Lorsque suffisamment d’eau a quitté le matériau, le bitume est alors trop concentré dans l’émulsion et se dépose massivement sur les granulats, provoquant une hausse nette des propriétés mécaniques. L’évolution s’arrête lorsque le matériau a atteint l’état d’équilibre hydrique avec l’atmosphère ambiante.  L’impactdes paramètres compacité, teneur en bitume et teneur en eau sur le déroulement de la prise a clairement été mis en évidence. En particulier, le rôle du départ de l’eau en tant que paramètre clé dans la cinétique de prise a été clairement mis en évidence. L’impact d’une variation de compacité sur la cinétique d’évaporation et sur le rôle mécanique des dépôts de bitume a également été démontré. Enfin, l’impact d’une hausse de la teneur en bitume sur la géométrie du poreux (et donc l’évaporation) et sur les propriétés mécaniques du matériau est prouvé.  Enrevanche, la tentative de modélisation par homogénéisation autocohérente n’a pas permis d’obtenir des valeurs acceptables pour le module viscoélastique de cisaillement, du fait de l’absence de modélisation satisfaisante des contacts intergranulaires.

Annexe III

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