Modélisation de l'électrodiffusion des ions chlorures dans les mortiers de ciment : intégration des phénomènes d'adsorption électrocapillaire

Modelling of chlorides ions electrodiffusion into cement based mortars with consideration of electrical double layer

• Auteur / Autrice : Ouali Amiri
• Direction : Paul Dumargue
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : La Rochelle

Mots clés

Mots clés contrôlés

Électrodiffusion

Mortier

Construction -- Matériaux

Résumé

Ce travail traite de la diffusion accélérée des chlorures dans les mortiers et bétons. Deux méthodologies ont été adoptées. La première, qu'on peut qualifier de globale (le milieu poreux est supposé homogène), se base sur la seconde loi de Fick modifiée. La résolution de cette équation dans le cas d'un échantillon de milieu poreux d'épaisseur finie a montré la possibilité d'existence de trois régimes de transfert : transitoire, stationnaire en milieu réactif (k = 0), stationnaire en milieu non réactif (k = 0). Il est montré également que pour le calcul du coefficient de diffusion (un des paramètres qui caractérisent la résistance des mortiers ou bétons à la pénétration des chlorures), le régime stationnaire est le plus adéquat si l'on veut garantir un maximum de précision à la mesure et s'affranchir des interactions chimiques dans le milieu poreux (béton ou mortier). L’affinement de cette démarche appelle la deuxième méthodologie. Il s'agit de la prise en compte de l'hétérogénéité de ces milieux (mortier et bétons) dans la modélisation du transfert des ions chlorures. Cela consiste à prendre en compte les phénomènes d'adsorption électrocapillaire se produisant à l'interface solution interstitielle-parois solides des pores (double couche électrique). L’étude s'est faite en deux étapes : - étude des transferts à l'échelle microscopique du pore, - intégration à l'échelle macroscopique du milieu poreux par l'intermédiaire d'une fonction de distribution des rayons des pores. Enfin, moyennant une étude expérimentale (une chronoampérométrie), le modèle a permis l'obtention de la densité de courant due uniquement aux transferts des chlorures et, par la suite, le flux de ces derniers. D’où la caractérisation de la résistance du milieu poreux (mortier) à la pénétration des chlorures.