Optimisation du procédé de malaxage du béton : suivi et contrôle

Optimization of the concrete mixing process : monitoring and control

• Auteur / Autrice : Jaime Moreno Juez
• Direction : Bogdan Cazacliu, Riccardo Artoni, Nicolas Roquet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 07/11/2017
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Nantes Université)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (France ; 2011-2019)
• Jury : Président / Présidente : Ahmed Loukili
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Bogdan Cazacliu, Riccardo Artoni, Nicolas Roquet, Ahmed Loukili, Sébastien Rémond, Catherine Xuereb, Eric Garcia-Diaz, Philippe Turcry
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Rémond, Catherine Xuereb

Mots clés

Mots clés contrôlés

Granulats

Centrales à béton

Béton

Malaxage

Mots clés libres

Malaxage du béton

Évolution du malaxage

Fragmentation des GBR

Technique d’analyse d’images

Concrete mixing

Mixing evolution

Recycled concrete aggregates fragmentation

Image analysis technique

Résumé

Le malaxage du béton correspond à l’étape du procédé de fabrication qui consiste à distribuer de façon homogène et à mouiller (structurer) tous les constituants présents dans le malaxeur. Des paramètres qui influencent le malaxage restent de nos jours peu maitrisés, alors que les propriétés du béton en sont fortement liées. Après une étude bibliographique, une base des données fournie par une centrale de béton prêt à l’emploi est analysée pour identifier des facteurs affectant les propriétés du béton produit industriellement. Ensuite, une première étude expérimentale vise à mieux comprendre la dégradation des granulats de béton recyclés lors du malaxage pour produire un nouveau béton, en fonction des certains paramètres comme la vitesse et le temps de malaxage, le type d’agitation, la résistance à l’abrasion du granulat … Enfin, une seconde étude expérimentale apporte des éléments nouveaux pour la compréhension de l’évolution du malaxage en fonction de paramètres process (temps et vitesse de malaxage, température) et de formulations (dosage en eau, dosage et type des gravillons). Dans ce cadre, une technique innovante d’analyse d’images permettant un suivi en ligne de l’évolution du malaxage du béton a été développée. La technique a été ainsi validée à échelle laboratoire et à échelle réelle.

The concrete mixing corresponds to the stage of the manufacturing process which consists in homogeneously distributing and wetting (structuring) all the components present in the mixer. Parameters influencing the mixing are still relatively uncontrolled while the properties of concrete are strongly related. After a literature review, a database provided by a central ready-mix concrete plant is analyzed to identify the factors affecting the properties of concrete produced industrially. Then, a first experimental study aims to better understand the degradation of the recycled concrete aggregates during the mixing of new concretes, depending on certain parameters such as mixing speed and time, type of agitation, resistance to abrasion of aggregates ... Finally, a second experimental study brings new elements to the understanding of the mixing evolution in function of process parameters (time and speed of mixing, temperature) and formulations (water dosage, dosage and gravel type). In this context, an innovative image analysis technique allowing on-line monitoring of the concrete mixing evolution has been developed. The technique has thus been validated on laboratory scale and on real scale.