Compréhension et modélisation de la durabilité des matériaux d'enveloppe innovants soumis à des attaques biochimiques

par Lucy Travailleur

Projet de thèse en Sciences des Matériaux

Sous la direction de Thierry Chaussadent et de Teddy Fen Chong.

Thèses en préparation à Paris Est , dans le cadre de École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2015-....) , en partenariat avec CPDM - Comportement physico-chimique et durabilité des matériaux (laboratoire) depuis le 01-10-2016 .


  • Résumé

    Le travail de thèse dont il est question ici entend apporter une meilleur compréhension de la durabilité des mortiers modifiés par ajout de polymères lorsqu'ils sont soumis à des attaques de type biochimiques. Pour ce faire, une étude à la fois multi-échelle et pluridisciplinaire sera réalisée dans le cadre de ce travail de thèse. Il s'agira alors de s'intéresser plus particulièrement aux effets des attaques microbiennes, depuis la mise en œuvre du matériau jusqu'à sa fin de vie, afin d'appréhender la relation entre ses propriétés microstructurales et fonctionnelles. En premier lieu, il s'agira de réaliser un état de l'art. Cette première étape sera l'occasion d'acquérir des informations importantes sur ce type de matériau et sur l'influence d'un milieu agressif sur leurs propriétés. A l'issue de cette première étape, les manques à combler seront mis en évidence et les axes de poursuite de l'étude pourront être établis. Dans un second temps, des études expérimentales seront réalisées. Cette étape concernera tout d'abord l'étude du matériau à l'état frais, puis à l'état durci. L'étude à l'état frais concernera notamment l'hydratation du ciment. L'étude à l'état durcie concernera quant à elle l'étude des propriétés de porosité, de perméabilité du matériau, de même qu'une caractérisation microstructurale et physico-chimique du matériau. Il s'agira de suivre l'ensemble de ces paramètres au cours d'attaques biochimiques (acides acétique, lactique, tartrique, etc.). La dernière étape concernera la modélisation. Il s'agira alors de suivre la progression des agents agressifs dans le matériau au cours d'attaques acides. Cette étape clé permettra ainsi d'être en mesure de prévoir la durabilité des matériaux associant mortiers et polymères. Pour ce faire, le couplage entre changement de structure de la matrice poreuse, réactions chimiques et diffusion multiple des éléments en solution pourra être pris en compte.

  • Titre traduit

    Understanding and modelling of innovative cover materials submitted to biochemical attacks


  • Résumé

    The purpose of this project is to have a better understanding of the durability of polymer-modified mortars when they are submitted to biochemical attacks. To do so, we will focus on the effects that this type of attack can cause, from the application of the material to its end-of-life. This will help us to make a link between the microstructure of the material and its functional properties. The first step will consist in realising a state-of-the-art. It will give us all the main information about this type of material, and the influence of such an aggressive medium. We will see what is missing and will be able to adjust our axis for thinking. Then, the experimental study will be carried out. First of all, a study on the fresh concrete will be carried out, above all regarding the hydration process. Then, once the material will be hardened, the study will be carried out regarding the some relevant properties (porosity, permeability, microstructure...). Those properties will be studied during an attack. Finally, a model will be realised by studying the progression of aggressive agents within the material. With this step, we will be able to predict the durability of the material in such conditions.