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Nguyen Phuong Amanjean, Elsa. Développement de bétons fibrés ultra performants pour la réalisation d'éléments de structure préfabriqués

Nguyen Phuong Amanjean, Elsa (2015). Développement de bétons fibrés ultra performants pour la réalisation d'éléments de structure préfabriqués.

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Résumé en francais

Les Bétons Fibrés Ultra Performants (BFUP) sont les matériaux cimentaires aux performances les plus exceptionnelles. Ils se distinguent par des résistances caractéristiques à 28 jours en compression et en traction supérieures respectivement à 150 MPa et 6 MPa. Dans une politique globale de gestion économique et d'impact écologique de l'entreprise Lagarrigue, l'utilisation de BFUP en substitution des bétons de classe de résistance ordinaire en préfabrication parait pertinente. Cependant, les formulations actuelles onéreuses et peu écologiques limitent leur utilisation et leur essor. Cette étude a pour but de proposer des formulations de BFUP industrialisables caractérisées par un meilleur bilan économique et écologique, et conformes aux exigences de la prénorme matériaux BFUP (PR NF P18-470). Suite à une première étude de formulation et d'optimisation, quatre compositions de BFUP ont été mises au point sans traitement thermique, trois à base de métakaolin et une de référence plus classique avec fumée de silice. Leur caractérisation à l'état frais et à l'état durci a ensuite été réalisée afin de dresser leurs cartes d'identité et de les situer de manière réglementaire selon la prénorme (PR NF P18-470). Les bétons formulés sont autoplaçants et thixotropes. Le caractère thixotrope pouvant causer une discontinuité de l'interface entre deux couches de béton lors du coulage, des recommandations vis-à-vis du phasage de fabrication et de bétonnage ont été proposées. A l'état durci, un BFUP avec métakaolin et celui équivalent avec fumée de silice atteignent des résistances en compression supérieures à 150 MPa permettant de les classer en BFUP-S utilisables pour les structures alors que les deux autres formules à base de métakaolin dépassant les 130 MPa sont classés en BFUP-Z non structuraux (PR NF P18-470). En traction, trois BFUP sont de classe T2, leurs résistances élastiques et de post-fissuration sont respectivement comprises entre 6,0 et 8,0 MPa, et entre 4,6 et 7,0 MPa, une dernière composition étant à la limite de classification avec une résistance élastique et post-fissuration de 5,9 et 4,0 MPa respectivement. Les valeurs limites de retrait et du coefficient de fluage de la prénorme (PR NF P18-470) sont respectées. L'étude de la microstructure a permis de conforter certaines hypothèses émises lors de la caractérisation mécanique, notamment le retrait et le fluage. L'étude des propriétés de transfert montre une durabilité potentielle très élevée. La dernière phase constitue un aboutissement de ce projet avec la première application industrielle, basée sur le dimensionnement selon la future norme de calcul BFUP (PR-NF P18-710), qui concerne la réalisation d'éléments préfabriqués d'un ouvrage.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Vidal, Thierry
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC), EA 3027
Mots-clés libres :Bétons fibrés ultra performants - Formulation - Comportement à l'état frais - Comportement mécanique - Microstructure - Propriétés de transfert - Dimensionnement
Sujets :Génie civil, bâtiment
Déposé le :03 Jun 2016 16:23