Modélisation chemo-mécanique du comportement des bétons soumis à des réactions sulfatique interne et externe

par Julie Pouya

Projet de thèse en Géosciences et géoingénierie

Sous la direction de Laurent de Windt.

Thèses en préparation à Paris Sciences et Lettres , dans le cadre de École doctorale Géosciences, ressources naturelles et environnement (Paris) , en partenariat avec Centre de géosciences (Fontainebleau, Seine et Marne) (laboratoire) , Géosciences - Fontainebleau (equipe de recherche) et de École nationale supérieure des mines (Paris) (établissement de préparation de la thèse) depuis le 04-11-2019 .


  • Résumé

    Cette thèse s'inscrit dans le cadre de l'étude des réactions de gonflement interne dans les matériaux cimentaire et leurs impacts sur la durabilité des structures (colis, enceinte de confinement) dans les installations industrielles. Un état avancé de dégradation peut notamment conduire à l'apparition d'un réseau de fissures augmentant la perméabilité apparente du béton. Un modèle chimie-mécanique prédictif a été développé permettant d'estimer à partir microstructure d'un matériau cimentaire et des conditions environnementales la potentialité d'une RSI et la fissuration qui y est associée. Pour la partie chimie, ce modèle ne permet pas, à l'heure actuelle, de prendre en compte l'ensemble des couplages chimiques annexes (lixiviation, carbonatation…). En effet, seul le transport des espèces ioniques engagées dans la RSI est considéré. Or, la RSI est généralement couplée à plusieurs pathologies. L'enjeu de ce projet est d'enrichir la partie chimique du modèle pour prendre en compte les phénomènes prépondérants intervenant dans la perturbation sulfatique sur les bétons. Le modèle développé devra être en mesure de traiter l'ensemble des perturbations sulfatiques à savoir les réactions sulfatiques internes (RSI) et externes (RSE). La validation de ce modèle numérique se fera via une campagne expérimentale adaptée.

  • Titre traduit

    Modeling the chemo-mechanical behavior of concrete subjected to internal and external sulfate attacks


  • Résumé

    The main goal of the thesis is to develop a numerical tool modeling the coupled chemo-mechanical processes in the degradation of concrete materials. The present reactive transport model can already predict the internal sulfate attack and the induced fissures from the initial microstructure and simple boundary chemical conditions. The thesis will tackle with the implementation of a new module for complex chemistry able to take into account the main processes of internal sulfate attack but also external sulfate attack and other pathologies of concretes for a wide range of physico-chemical conditions. The numerical tool will be validated on a set of lab experiments devoted to concrete degradation.