Thèse soutenue

Etude du comportement des chapes autonivelantes en ciment sulfo-alumineux : outils expérimentaux et de modélisation

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Auteur / Autrice : Tina Le Bihan
Direction : Jean AmbroiseJean-François Georgin
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Lyon, INSA
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Mécanique, Energétique, Génie Civil, Acoustique (Villeurbanne2011-....)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCIE - Laboratoire de Génie Civil et d' Ingénierie Environnementale, EA 4126 (Villeurbanne, Rhône2007-2015)

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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Dans le domaine du bâtiment, le développement des chapes flottantes est freiné du fait d'un relevage des angles, également appelé curling, qui conduit à des désordres dans les revêtements durs. Lors du séchage de la chape, un gradient d'humidité se forme dans l'épaisseur d ela chape. Il en résulte un retrait différentiel dans l'épaisseur qui provoque le curling. Il est donc proposé dans la thèse de considérer le curling comme une conséquence du retrait / gonflement qui caractérise tous les matériaux cimentaires. L'objectif du travail est de faire le lien entre les caractéristiques physiques du matériau formulé constitutif de la chape et les variations dimensionnelles qui se produisent que ce soit en configuration endogène ou non. L'utilisation conjointe des outils expérimentaux et de modélisation permet d'identifier les leviers matériaux permettant d'orienter la conception du matériau pour minimiser le curling. C'est dans ce cadre qu'une chape liquide autonivelante en ciment sulfo-alumineux est étudiée. Elle présente en effet de nombreux avantages et défis relevés dans ce travail. La mise au point et l'adaptation de techniques de caractérisation au très jeune âge (durant les premières 24h) sont un point fort de l'étude. Nous procéderons au suivi des déplacements verticaux de la surface de la chape avant 24h (mesurés par stéréo-corrélation), des déformations linéiques mesurées dès les début de la prise, au suivi de l'hydratation et de ses conséquences sur les propriétés physiques du matériau. La détermination de ces paramètres permet au niveau expérimental de caractériser la chape dès son coulage et apportent des données qui alimentent une approche de modélisation. Celle-ci s'inscrit dans le cadre de la théorie des milieux poreux dans lequel le couplage hydro-mécanique repose sur le mécanisme de couplage entre la pression capillaire et le degré de saturation du matériau. Les études expérimentales et numériques montrent que l'hydratation du matériau, le module d'élasticité et des distributions poreuses jouent un rôle majeur sur les cinétiques d'évolution des variations dimensionnelles. La mesure des variations volumiques fait apparaître une composante de gonflement. La nature de cette déformation est en adéquation avec ce qui est souvent écrit sur le sujet des liants ettringitiques. Néanmoins les mécanismes à l'origine du gonflement ne sont pas encore clairement identifiés dans la littérature. Il semble que la force motrice du gonflement soit liée à la pression de cristallisation d'après les observations au MEB environnemental et à l'évolution de la phase solide d'après la modélisation.