Modélisation du transfert des ions chlorures dans les matériaux cimentaires par homogénéisation périodique

par Mohamed Khaled Bourbatache

Thèse de doctorat en Génie civil

Sous la direction de Abdelkarim Ait-Mokhtar et de Olivier Millet.

Soutenue en 2009

à La Rochelle .


  • Résumé

    L'objectif de ce travail est l'élaboration de modèles macroscopiques de transfert ionique dans les matériaux cimentaires saturés à partir des équations de Nernst-Planck-Poisson écrites à une échelle microscopique. L’outil de transition d’échelle utilisé est la technique de l'homogénéisation périodique. Dans un premier temps, nous nous intéressons au transfert ionique sans prise en compte des phénomènes de double couche électrique. Dans un second temps, les équations de transfert ionique sont écrites à une échelle nanométrique (échelle de la longueur de Debye) où ces phénomènes d'interactions électrocapillaires se manifestent, afin de les prendre en compte dans les équations locales. Dans les deux cas, nous homogénéisons les équations locales et nous obtenons des expressions explicites du tenseur de diffusion homogénéisé pour deux régimes de transfert : diffusion-migration et migration pure. Des calculs numériques des tenseurs de diffusion homogénéisés sont effectués dans les deux cas considérés. Enfin, à chaque étape du travail, une comparaison des résultats numériques et des valeurs expérimentales du coefficient de diffusion est menée afin d’appréhender l’influence des phénomènes physiques pris en compte sur la valeur de ce paramètre.

  • Titre traduit

    Modelling the chloride transfer in cementitious materials by periodic homogenization technique


  • Résumé

    The objective of this work is the development of macroscopic models of ionic transfer in saturated cementitious materials from Nernst-Planck-Poisson equations written at a microscopic scale. The up-scaling is performed using the periodic homogenization technique. In the first step, we are interested in the ionic transfer without taking into account electrical double layer phenomena. In a second step, the ionic transfer equations are written at a nanometre scale (scale of the Debye length) where the electro-capillary phenomena appear, in order to take them into account in the local equations. In both cases we homogenize the local equations and we obtain explicit expressions of the homogenized diffusion tensor for two transfer regimes: diffusion-migration and pure migration. Numerical computations of homogenized diffusion tensor are made in both considered cases. Finally, at each step of the work, a comparison of numerical results and experimental values of diffusion coefficient is carried out in order to comprehend the influence of physical phenomena considered on the value of this parameter.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (217 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p. [208]-217

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