Etude d'un béton de sol à liant bas carbone

Study of deep soil mixing with a low carbon binder

• Auteur / Autrice : Clément Bideux
• Direction : Albert Noumowe nchambou
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie civil - Cergy
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2021
• Etablissement(s) : CY Cergy Paris Université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : L2MGC - Laboratoire de mécanique et matériaux du génie civil

Mots clés

Mots clés libres

Béton de sol

Liant bas carbone

Deep Soil Mixing

Soil-mix

Concrete

Low carbon binder

Deep Soil Mixing

Résumé

Le travail expérimental ira de la formulation et propriétés des bétons frais jusqu'à l'analyse des propriétés microstructurales, physico-chimiques, mécaniques, thermiques et de durabilité des bétons durcis. Une modélisation numérique hydromécanique permettra de simuler le vieillissement de ces matériaux vis à vis de sollicitations environnementales. Il s'agira d'une part, de montrer la faisabilité de tels bétons dans les sols prélevés in-situ et sur des sols de référence, et d'autre part, de déterminer les propriétés mécanique et physique de ces bétons en fonction notamment du dosage en liant et du type de cure et surtout leur durabilité face aux différentes sollicitations environnementales. La sélection des liants bas carbone à utiliser sera une étape essentielle de l'étude. Des propositions seront faites par Solétanche et le L2MGC en fonction de leurs expériences respectives. Afin de s'approcher au mieux de conditions réelles d'utilisation dans des ouvrages enterrés, des essais seront effectués sur des échantillons instrumentées et soumis à des agressions chimiques proches de celles in-situ. La durabilité vis-à-vis des cycles humidifications séchage, du gel-dégel sera étudiée, et la caractérisation des paramètres hydromécaniques et leur évolution dans le temps alimentera un modèle numérique. L'objectif est de proposer une modélisation macroscopique du séchage du béton de sols à partir d'un nombre restreint de paramètres, facilement mesurables expérimentalement. Les résultats issus de calcul de séchage sont transmis au calcul mécanique. Les calculs mécaniques permettent de calculer les retraits de dessiccation et les pertes de propriétés mécaniques induites par les retrais. Une analyse du cycle de vie en comparant différents types de liants permettra d'analyser l'impact environnemental des ouvrages mis en place par deep soil mixing. Ce travail de recherche s'inscrira naturellement dans la suite des travaux de doctorat d'Olivier Helson et Jacques Julius Hessouh.

The experimental work will range from the formulation and properties of fresh concretes to the analysis of the microstructural, physicochemical, mechanical, thermal and durability properties of hardened concretes. A hydro mechanical numerical modeling will make it possible to simulate the aging of these materials with regard to environmental stresses. On the one hand, it will be a question of showing the feasibility of such concretes in soils taken in situ and on reference soils, and on the other hand, of determining the mechanical and physical properties of these concretes according in particular to the dosage by binding and the type of cure and especially their durability in the face of different environmental stresses. The selection of low-carbon binders to be used will be an essential step in the study. Proposals will be made by Solétanche and the L2MGC based on their respective experiences. In order to get as close as possible to real conditions of use in underground structures, tests will be carried out on instrumented samples and subjected to chemical aggressions close to those in situ. The durability with respect to humidification drying cycles, freeze-thaw will be studied, and the characterization of hydromechanical parameters and their evolution over time will feed a numerical model. The objective is to propose a macroscopic modeling of the drying of soil concrete from a limited number of parameters, easily measurable experimentally. The results of the drying calculation are transmitted to the mechanical calculation. Mechanical calculations make it possible to calculate the desiccation shrinkages and the losses of mechanical properties induced by the retractions. A life cycle analysis by comparing different types of binders will make it possible to analyze the environmental impact of the structures set up by deep soil mixing. This research work will naturally be part of the continuation of the doctoral work of Olivier Helson and Jacques Julius Hessouh