Thèse soutenue

Microstructure et Propriétés de Durabilité des Bétons Ultra-Haute Performance à Faible Impact Environnemental

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Auteur / Autrice : Omar Abdulkareem
Direction : Abdelhafid KhelidjMarwen BouaskerAmor Ben Fraj
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Sciences pour l’ingénieur
Date : Soutenance le 08/12/2017
Etablissement(s) : Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
Partenaire(s) de recherche : COMUE : Université Bretagne Loire (2016-2019)
Laboratoire : Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Jean-Michel Torrenti
Rapporteurs / Rapporteuses : André Lecomte, Emmanuel Denarié

Mots clés

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Résumé

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Cette thèse traite de l'effet de l'incorporation des laitiers des hauts fourneaux (LHF) sur la microstructure et la durabilité des bétons à Ultra Haute Performance (BUHP) avec et sans activation. Trois taux de substitution du ciment par des LHF sont explorés (30%, 50% et 80%). Les résultats montrent qu'une teneur de 30% de laitier améliore légèrement la résistance à la compression, alors qu’avec 50% et 80% de LHF, la résistance à la compression chute significativement. A 3 jours, lorsque la teneur en LHF augmente, la porosité du béton augmente. A 90 jours, la réaction des LHF induit une diminution de la porosité capillaire et le réseau poreux devient plus fin. Ainsi, la perméabilité au gaz et la diffusion des ions chlore diminuent significativement. Les résultats montrent aussi que tous les bétons testés ont une profondeur de carbonatation similaire, après une année d’exposition au CO2. En effet, la diminution de la porosité, due à l’ajout des LHF est équilibrée par la diminution du pH, qui favorise la diffusion de CO2. Pour ce qui concerne l'activation, les résultats montrent que l'activation chimique/thermique des BUHP à fort dosage en LHF améliore les propriétés microstructurales, mécaniques et de durabilité du béton. D’un point de vue environnemental et en considérant l’unité fonctionnelle « 1 m3 d’un BUHP à 150 MPa », la substitution partielle du ciment par des LHF diminue les impacts environnementaux du BUHP et c’est malgré l’activation thermique.