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Leklou, Nordine. Contribution à la connaissance de la réaction sulfatique interne

Leklou, Nordine (2008). Contribution à la connaissance de la réaction sulfatique interne.

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Résumé en francais

La formation différée de l'ettringite (DEF) est une réaction chimique qui peut être à l'origine de la dégradation des bétons. Le mécanisme de gonflement de cette réaction est complexe et fait intervenir de nombreux paramètres (température, composition du béton, humidité...). Cependant, malgré les études menées sur le sujet depuis une dizaine d'années, de nombreuses questions restent encore sans réponse. L'objectif de notre travail de recherche est d'apporter autant que possible des éléments nouveaux permettant une meilleure connaissance de la réaction sulfatique interne et permettant ainsi de répondre à trois objectifs qui sont " Comprendre ", " Prévenir " et " Guérir ". Pour cela, nous avons mis en place toute une série d'essais pour nous permettre d'arriver, par une approche expérimentale spécifique, à satisfaire à ces objectifs. Pour répondre à l'objectif " Comprendre ", une étude Macro-Micro de la DEF a été effectuée. Les résultats ont été exploités macroscopiquement (par mesure des variations de longueurs) et microscopiquement (par observation au MEB sur échantillons ou sur répliques). L'effet des différents paramètres sur le développement de cette pathologie a été étudié. Les résultats ont montré que les teneurs en alcalins et C3A sont d'une grande importance pour le développement de la DEF alors que le rapport E/C et l'état de préfissuration des matériaux sont importants pour la cinétique de la DEF. Il apparait aussi qu'un fort rapport E/C, une température d'eau de conservation maintenue à 40-50°C et un renouvellement fréquent de l'eau de conservation entraîne une apparition rapide des gonflements dus à la DEF. La nature du matériau (mortier ou béton) détermine aussi les expansions. L'évolution des principaux indicateurs (pH, ions OH-, Ca2+, K+, Na+, conductivité) est bien corrélée aux expansions. Les résultats montrent que le déclenchement de la DEF n'est pas directement lié à la composition minéralogique du ciment, mais plutôt aux conditions physiques et chimiques environnantes (température de cure, teneur en alcalins, etc.). L'auréole de transition, prédominante pour les granulats siliceux, constitue un site favorable au démarrage de la DEF. Afin de répondre aux objectifs " Prévenir " et " Guérir ", des essais originaux permettant de statuer plus rapidement sur un risque de DEF ont été mis en place. Le principe est basé sur un lessivage accéléré des alcalins par application d'un courant électrique faible. Les expériences réalisées sur mortiers montrent une accélération certaine alors que celles sur bétons (de rapport E/C plus faible) sont moins probantes. Enfin, des essais exploratoires de stabilisation de la DEF, par immersion dans des solutions alcalines ou par interruption des échanges avec l'extérieur, ont été réalisés. Dans le premier cas, l'influence de la nature de la solution sur les équilibres chimiques est déterminante. Dans le second cas, l'isolement du matériau évite ou arrête la DEF.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Escadeillas, Gilles
Aubert, Jean-Emmanuel
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC), EA 3027
Mots-clés libres :Formation d'Ettringite Différée (DEF) - Béton - Mortiers - Pathologie - Accélérés - Comprendre - Prévenir - Cinétiques - Expansions - Alcalins
Sujets :Sciences des matériaux
Déposé le :07 Jul 2009 16:33