Modelisation de la penetration des ions chlorures dans les mortiers partiellement satures en eau

par OLIVIER FRANCY

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Raoul François.

Soutenue en 1998

à Toulouse 3 .

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  • Résumé

    L'objet de ce travail est l'influence de la teneur en eau et des transferts d'humidite sur la penetration des ions chlore dans les mortiers. Une etude theorique a conduit a un modele de transferts couples ions - humidite, base sur la thermodynamique des milieux poreux, et a son integration dans un code de calcul en langage c. D'autre part, une etude experimentale a permis d'alimenter et de valider le modele. Dans cette derniere, nous avons determine les parametres de transfert des constituants (chlorures libres et fixes, eau liquide et vapeur) et nous avons quantifie les differents changements de phases ou interactions. Les premiers resultats concernent la diffusion des ions chlore en milieu sature. Ils montrent que le coefficient de diffusion est fonction decroissante de la concentration de la solution et que la fixation des chlorures par la matrice est non lineaire et reversible. En outre, l'etude de la precipitation de chloro-aluminates synthetiques a prouve la part preponderante de ce mode de fixation. La seconde partie experimentale a vise a l'obtention des coefficients de transfert de l'humidite, et surtout a celle de la permeabilite a l'eau liquide des materiaux. La diffusivite et les isothermes de desorption de la vapeur, en raison de leur obtention aussi longue qu'incertaine, ont ete choisies en fonction de modeles empiriques. Nous nous sommes ensuite attaches a evaluer de facon systematique les divers couplages. L'influence a court terme du chlore sur les transferts d'humidite se resume a un abaissement du potentiel chimique de l'eau interstitielle, les effets sur la viscosite du fluide et la microstructure demeurant negligeables. Par contre, teneur en eau et transport d'humidite ont un effet notable sur les mouvements de chlore. L'evolution de leur diffusivite avec la saturation, obtenue par spectrometrie d'impedance, a montre que la diffusion cesse en dessous de 50% de taux de saturation. De plus, des flux de liquide importants s'averent capables de transporter les chlorures en solution de facon rapide, mais aussi de gener leur fixation par le ciment. Le code de calcul fournit des predictions satisfaisantes a tous les niveaux, et ce malgre un nombre tout a fait reduit de parametres. Cela en fait donc un outil predictif relativement performant, moyennant quelques essais simples et rapides de caracterisation.


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Informations

  • Détails : 171 P.
  • Annexes : 45 REF.

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 1998TOU30219
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