Caractérisation de la prise de matériaux a base de ciment par propagation d'ondes acoustiques et ultrasonores

par Géraldine Villain

Thèse de doctorat en Génie des matériaux

Sous la direction de Claude Boutin.


  • Résumé

    Ce travail est une étude du comportement des matériaux à base de ciment, pendant la prise, à l'aide d'essais de propagation d'ondes de compression et de cisaillement. Les matériaux testés, contenant des bulles en plus ou moins forte concentration, sont le béton cellulaire et le mortier. Ils sont présentés dans la première partie de ce mémoire. La deuxième partie est consacrée aux modélisations théoriques du comportement de ces matériaux hétérogènes en petites déformations. La première approche par homogénéisation périodique conduit à la loi de comportement viscoélastique compressible isotrope du matériau homogène macroscopiquement équivalent soumis à une sollicitation harmonique de grande longueur d'onde par rapport à la taille des hétérogénéités. La seconde approche par méthode auto cohérente complète la première en permettant d'obtenir une estimation des modules rhéologiques. La troisième partie présente le dispositif non destructif d'essai de propagation d'ondes basse fréquence de compression et de cisaillement ainsi que l'analyse des résultats expérimentaux. Nous étudions alors l'évolution des caractéristiques rhéologiques pendant la prise et 1' influence des paramètres de préparation et de formulation des matériaux. La quatrième partie concerne 1' étude du durcissement du béton cellulaire pendant son autoclavage. L'autoclave de laboratoire a été équipé d'un dispositif de propagation d’ondes ultrasonores. La mesure de la vitesse de l'onde permet de déterminer l'évolution mécanique du matériau ainsi que les influences des paramètres du palier d'autoclavage puis de la formulation.

  • Titre traduit

    = Setting caracterisation of materials with cement by means of acoustic or ultrasonic waves propagation


  • Résumé

    This thesis studies the behaviour of materials with cement pastes, by means of devices using compressional and shear waves. Materials tested, containing more or less bubbles, are aerated concrete and mortar. They are presented in the first part of this work. The second part deals with theoretical models of the behaviour of these heterogeneous materials under small strains. The first approach by periodic homogenization gives the viscoelastic, compressible, isotropic behaviour law of the homogeneous macroscopically equivalent material submitted to harmonic stress of large wave length compared with heterogeneities’ size. The second complementary approach by self-consistent method leads to an estimated value of each rheological macroscopic modulus. The third part describes the non-destructive device generating low frequency compressional and shear waves and presents analysis of experimental results. Then we study the evolving rheological characteristics during setting and the influence of preparation and formulation parameters. The forth part deals with the study of aerated concrete hardening during autoclaving process. The laboratory autoclave is equipped by ultrasonic transducers. Wave velocity measurement leads to the material mechanical evolution and the influences of autoclaving stage parameters, of formulation parameters

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Informations

  • Détails : 1 vol. (330 p.)
  • Notes : Thèse confidentielle jusqu'en 01/09/1998
  • Annexes : Bibliogr. p

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