Optimisation de la viscosité des bétons à faible impact environnemental

par Hamza Soualhi

Thèse de doctorat en Génie civil - Cergy

Sous la direction de El-Hadj Kadri.

Le président du jury était Ginette Arliguié.

Le jury était composé de El Hadj Kadri, Tien-Tung Ngo, Adrien Bouvet, Rachid Bennacer, François Cussigh.

Les rapporteurs étaient Geert De Schutter, Christophe Lanos.


  • Résumé

    Il est possible de modifier la composition des bétons utilisés dans le domaine de la construction pour réduire sensiblement le dégagement de CO2 associé à leur fabrication. Ceci est obtenu en réduisant significativement la quantité de clinker et en incorporant des matériaux de substitution appelés additions. Elles sont généralement moins réactives et demandent, pour maintenir un niveau acceptable de performances mécaniques et de durabilité, une réduction importante du dosage en eau. C'est le cas des bétons à faible impact environnemental. L'utilisation de superplastifiant dans ces bétons permet d'augmenter leur fluidité mais leur viscosité plastique reste toujours élevée ce qui induit des problèmes de mise en œuvre. La maîtrise de la viscosité plastique de ce type de béton est donc cruciale pour le développement de ces produits.Avec cet objectif fixé, dans la première partie de cette étude, un rhéomètre à béton, adapté aux spécificités des bétons à faible impact environnemental, a été développé. Associé à un protocole d'essai pertinent cet appareil permet de caractériser le comportement rhéologique non seulement des bétons courants mais également des bétons à faible impact environnemental.Ensuite, l'utilisation de ce rhéomètre dans un programme expérimental a permis de mettre en évidence l'effet des paramètres de compositions et notamment le taux de substitution et la nature des additions sur leur comportement rhéologique.Les résultats obtenus à partir de ce programme ont permis de proposer et valider un modèle de calcul de la viscosité plastique en considérant que le béton est constitué de deux échelles : pâte et granulats. Le modèle est applicable pour les bétons ordinaires et pour les bétons à faible impact environnemental. Une méthode d'optimisation de la viscosité a été proposée à l'aide du modèle.

  • Titre traduit

    Optimization of the viscosity of concrete with low environmental impact


  • Résumé

    It is possible to modify the composition of conventional concrete used in the building field in order to reduce the emission of CO2 associated with their manufacture, particularly in the production of their constituents. This is can be achieved by significantly reducing the amount of clinker and incorporating alternative materials (mineral and chemical additions), which are generally have a lower reactivity and require a low quantity of water, with an adequate level of mechanical performance and durability. This is the case of concrete with low environmental impact. The use superplasticizer in the production of concrete allows increasing their flowability, despite the using of low content of water, but their plastic viscosity remains high and may cause problems of implementation. Controlling the plastic viscosity of this type of concrete is crucial to ensure the development of these products.Within this objective, a rheometer for concrete was developed. The relevant test protocol used for this apparatus enables to characterize the rheological behavior not only for conventional concrete, but also for concrete with low environmental impact.The use of the developed rheometer within an experimental program permits then to highlight the effect of the parameters of concrete compositions, and in particular the used additions (type and rate of substitution) on their rheological behavior.The obtained results from this program propose and validate a mathematical model for assessing the plastic viscosity, which is applicable for ordinary concrete and concrete with low environmental impact. An optimization method for calculating the plastic viscosity of the concrete has been proposed using this model.

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