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Thèse soutenue

Dégradation des bétons à hautes performances soumis à des températures élevées : évolution de la perméabilité en liaison avec la microstructure

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Auteur / Autrice : Mariana Tsimbrovska
Direction : Jean-François Daïan
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Mécanique
Date : Soutenance en 1998
Etablissement(s) : Université Joseph Fourier (Grenoble ; 1971-2015)

Résumé

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Les betons a hautes performances (bhp), grace a leur durabilite et resistance mecanique elevees, sont de plus en plus utilises dans la construction. Cependant, sous certaines sollicitations thermiques (incendie, accident nucleaire) ces betons manifestent parfois un comportement fragile appele eclatement. Un des principaux parametres regissant l'eclatement est la permeabilite qui controle les transferts des fluides. Cette propriete est fonction de la microstructure du materiau, caracterisee par la porosite, la distribution des tailles de pores, la connectivite et la tortuosite du reseau poreux, la densite et l'ouverture des fissures. Ce travail a pour but d'etudier l'evolution de la permeabilite intrinseque des bhp degrades suite a un echauffement (jusqu'a 400c) et de correler cette evolution aux caracteristiques de microstructure. Une etude comparative avec les betons ordinaires est effectuee. La permeabilite intrinseque des betons est estimee a partir des mesures de la permeabilite aux gaz. Avant traitement thermique la permeabilite intrinseque des bhp est inferieure d'environ un ordre de grandeur a celle des betons ordinaires. Cependant sous l'effet de la temperature cette propriete augmente plus rapidement dans les bhp (2 ordres de grandeur) et apres traitement thermique a 400c les bhp sont plus permeables que les betons ordinaires. Le sous-espace poreux efficace vis-a-vis de la permeabilite est identifie comme celui constitue de pores de diametre superieur a 0,1m. L'evolution de ce sous-espace poreux avec la temperature et la microfissuration expliquent les variations de la permeabilite dans chaque type de materiau. Trois modeles reliant la permeabilite a la microstructure sont appliques et leurs previsions sont comparees aux resultats experimentaux. Cette comparaison est satisfaisante mais montre les limites des representations topographique et geometrique des reseaux poreux utilisees dans la modelisation des transferts de masse.