Comportement rhéo-mécanique des matériaux cimentaires adaptés pour une mise en place par impression 3D - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Rheo-mechanical behavior of cement-based materials used for 3D printing applications

Comportement rhéo-mécanique des matériaux cimentaires adaptés pour une mise en place par impression 3D

Résumé

With the emergence of additive manufacturing technologies in the construction industry, 3D printing concrete hasgained particular attention due to its potential to transform traditional construction practices. This cutting-edge construction method offers unprecedented opportunities to increase productivity and reduce the environmental impact of the construction industry. Despite these advantages, there are still several challenges that hinder its implementation on-site, including quality control, dimensional compliance, cold joints, interlayer bonding quality, etc. Most of these challenges pertain to the non-conformity ofthe rheo- mechanical material properties with printing requirements. The key objective of this research project is to fill in the gaps in the current knowledge and understanding of cement-based materials printing behavior from a materialperspective while considering the effects of the printing parameters from a process standpoint. Using different mix designapproaches, the project explores various rheologies adapted to extrusion-based 3D printing processes in order to assess the different rheo-mechanical behaviors of printable cement-based materials. The developed printable mix designs weretested in small and large-scale printing experiments with two different processes.
Avec l'émergence des technologies de fabrication additive dans le secteur de la construction, l'impression 3D du béton a suscité une attention particulière en raison de son potentiel à modifier les pratiques de construction traditionnelles. Cette nouvelle méthode de construction offre des opportunités sans précédent pour augmenter la productivité et réduire l’impactenvironnemental du secteur de la construction. Malgré ces avantages, il existe encore plusieurs défis qui entravent son implémentation sur chantier, notamment le contrôle de la qualité, la conformité dimensionnelle, les joints froids, la qualité de l’interface entre les couches, etc. Ces différentes problématiques sont généralement reliées à la non-conformité du matériau vis-à-vis des exigences du processus de l’impression, associées principalement aux propriétés rhéomécaniques du matériau. Le présent projet de doctorat vise à combler les lacunes dans les connaissances et lacompréhension actuelles vis-à-vis de l’imprimabilité des matériaux cimentaires d’un point de vue ‘matériau’, ainsi que lesparamètres d’impression sélectionnés dépendamment du comportement rhéologique du mélange d’un point de vue‘procédés’. Le projet exploite différentes approches de formulation afin d’identifier et comparer les différentes rhéologies adaptées à ce type de mise en place pour discerner les différents comportements rhéomécaniques des matériaux cimentaires imprimables des plus fluides au plus fermes. Les formulations imprimables développées ont été testées dans des expériences à petite et grande échelles sur deux procédés d’impression différents.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04030989 , version 1 (15-03-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04030989 , version 1

Citer

Ilhame Harbouz. Comportement rhéo-mécanique des matériaux cimentaires adaptés pour une mise en place par impression 3D. Génie civil. École centrale de Nantes; Université de Sherbrooke (Québec, Canada), 2022. Français. ⟨NNT : 2022ECDN0061⟩. ⟨tel-04030989⟩
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