Thèse soutenue

Modélisation du couplage carbonatation – chlorures et étude multiéchelle de l’influence des granulats sur la diffusivité dans les bétons

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Auteur / Autrice : Mohamad Achour
Direction : Ouali AmiriEmmanuel RozièreFrançois Bignonnet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie Civil
Date : Soutenance le 06/12/2018
Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Centrale Nantes)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (Nantes)
Jury : Président / Présidente : Myriam Carcassès
Examinateurs / Examinatrices : Ouali Amiri, Emmanuel Rozière, François Bignonnet, Myriam Carcassès, Geert De Schutter, Farid Benboudjema, Philippe Turcry, Julien Sanahuja
Rapporteurs / Rapporteuses : Geert De Schutter, Farid Benboudjema

Résumé

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La corrosion des aciers est l’une des principales causes de dégradation des ouvrages en béton armé, notamment en façade maritime. Cette dégradation est due à la diffusion d’ions chlorures qui peut se produire dans les ouvrages immergés dans l’eau de mer, ceux subissant des cycles de marnage et également ceux soumis aux embruns marins. La corrosion peut être également due au processus de carbonatation du béton, responsable de la baisse du pH et par conséquent de la dépassivation des aciers. Cette thèse propose un modèle physico-chimique pour décrire la penetration des agents agressifs dans la première phase de la corrosion des aciers. Cette phase dite « incubation » correspond à la phase pendant laquelle le transfert des espèces agressives se produit dans le béton. Afin d’identifier clairement les paramètres de transport de ce modèle macroscopique une démarche multi-échelle est mise en oeuvre pour rendre compte de la diffusion dans les bétons. Cette démarche repose sur une description détaillée de la microstructure du béton (constituants et morphologie) par des méthodes de changement d’échelle. Cette approche se veut la plus exhaustive possible avec la prise en compte explicite de l’influence du rapport eau sur liant de la pâte de ciment, des propriétés des granulats et de la zone de transition entre la pâte et les granulats. Après identification de tous les paramètres d’entrée, le modèle physico-chimique macroscopique est utilisé pour évaluer la durée de vie d’un béton soumis au couplage carbonatation -chlorures en milieu insaturé. Suite à une validation du modèle par comparaison à des résultats expérimentaux, plusieurs applications de ce modèle sont présentées.