Carbonatation des matériaux cimentaires : étude de la diffusion du CO2
Auteur / Autrice : | Fabien Gendron |
Direction : | Abdelkarim Ait-Mokhtar, Philippe Turcry |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Génie civil |
Date : | Soutenance le 18/07/2019 |
Etablissement(s) : | La Rochelle |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Euclide (La Rochelle ; 2018-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement (La Rochelle) |
Jury : | Président / Présidente : Myriam Carcassès |
Examinateurs / Examinatrices : Abdelkarim Ait-Mokhtar, Philippe Turcry, Myriam Carcassès, Abdelhafid Khelidj, Jean-Michel Torrenti, Bruno Huet | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Abdelhafid Khelidj, Jean-Michel Torrenti |
Mots clés
Résumé
La carbonatation est une réaction chimique entre la matrice cimentaire et le dioxyde de carbone présent dans l’air qui va produire des carbonates de calcium et diminuer le pH de la solution interstitielle. Dans ce travail de thèse, nous nous sommes intéressés à ce phénomène par le biais de la diffusion du CO2 qui a été relativement peu investiguée jusqu’à présent. Cependant, la maîtrise de la diffusion du CO2 dans les matériaux cimentaires est à n’en pas douter une des clés dans la conception des modèles de carbonatation utilisés pour garantir la durabilité des ouvrages, mais aussi pour contrôler le « piégeage » du CO2 dans le but de réduire le bilan carbone du cycle de vie des constructions en béton. Pour investiguer la diffusion et la carbonatation, nous nous sommes focalisés sur des pâtes de ciment et des mortiers, à différents rapports « eau sur liant », formulés avec un ciment Portland et avec un liant composé de laitier de haut fourneau complété par le ciment Portland. Pour mener à bien ces travaux, nous avons développé un dispositif expérimental pour mesurer le coefficient de diffusion du CO2. Des essais de diffusion ont d’abord été menés sur des échantillons secs puis sur des échantillons partiellement saturés en eau. Pour interpréter ces derniers, nous avons conçu un modèle de carbonatation qui se voulait relativement simple, ce qui nous a permis d’observer la réponse du matériau vis-à-vis des paramètres du modèle. Nous avons ainsi pu mettre en évidence la compétition entre la diffusion du CO2 et les réactions chimiques au cours des essais.