Analyse multi-échelle de l'influence d'un sable de fonderie chimique sur les propriétés mécaniques de matériaux cimentaires

Multiscale study of the influence of a chemical foundry sand on the mechanical properties of cementitious materials

• Auteur / Autrice : Paola Paul
• Direction : Françoise Fritz-Feugeas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 29/09/2021
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques, sciences de l'information et de l'ingénieur (Strasbourg ; 1997-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l'ingénieur, de l'informatique et de l'imagerie (Strasbourg ; 2013-....)
• Jury : Président / Présidente : Gilles Escadeillas
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Cécile Diliberto, Frédéric Antoni
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Stéphanie Bonnet, Boumédiene Nedjar

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sable de fonderie

Corrélation d'images numériques

Béton

Mots clés libres

Béton

Recyclage

Éco-conception

Corrélation d’images numériques (CIN)

Caractérisation physicochimique

Caractérisation mécanique

Concrete

Recycling

Eco-conception

Digital image correlation (DIC)

Characterization,Physico-chemical

Mechanical characterization

Résumé

L’objectif de ce travail est d’analyser l’influence d’un sable de fonderie chimique usé sur lespropriétés mécaniques des matériaux cimentaires pour une meilleure valorisation de ce type dedéchet dans les bétons.La caractérisation du sable de fonderie a mis en évidence les paramètres pouvant influer sur lespropriétés mécaniques des matériaux cimentaires. L’effet du déchet sur leurs résistances encompression et en flexion a été déterminé à différentes échéances. Deux procédures originalesbasées sur le couplage des essais mécaniques avec la corrélation d’images numériques ont étédéveloppées pour déterminer l’influence de ce sable sur le module d’élasticité ainsi que le processus d’endommagement de mortiers. L’analyse de l’effet des paramètres influents a été réalisée à différentes échelles et concerne leur influence sur différentes propriétés physicochimiques des matériaux cimentaires liées aux propriétés mécaniques : demande en eau, porosimétrie, hydratation et microstructure.

The aim of this work is to analyze the influence of a spent chemical foundry sand on the mechanicalproperties of cementitious materials for a better valorization of this type of by-product inconcretes.The characterization of the spent foundry sand highlighted the parameters which can affect themechanical properties of cementitious materials. The impact of the by-product ontheircompressive and flexural strengths has been investigated at different ages. Two original proceduresbased on the association of the mechanical tests with digital image correlation (DIC) have beendeveloped to determine the influence of this sand on the modulus of elasticity and the damageprocess of mortars. The analysis of the effect of the relevant parameters has been performed atdifferent scales and concerns their influence on different physico-chemical properties ofcementitious materials related to the mechanical properties: water demand, porosimetry,hydration and microstructure.