Qualification multicritères et certification des impressions 3D de mortiers

Multi-criteria qualification and certification of 3D printed mortars

• Auteur / Autrice : Sylvain Phetsinorath
• Direction : Jean-François Caron, Duc Toan Pham
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie Civil
• Date : Inscription en doctorat le 20/11/2023
• Etablissement(s) : Marne-la-vallée, ENPC
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, Ingénierie et Environnement (Champs-sur-Marne, Seine-et-Marne ; 2010-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : NAVIER

Mots clés

Mots clés libres

Impression 3D

Béton

Coffrage creux

3D printing

Concrete

Hollow formwork

Résumé

L'objectif de la thèse est de caractériser la liaison béton imprimé/béton coulé, puis de proposer une méthodologie complète de qualification et certification du processus étudié avec les prismes : mécanique, thermique, stabilité au feu, acoustique, environnementale (à l'échelle du matériau & du produit), mise en œuvre et durabilité. En effet, l'impression de coffrages creux n'est pas prise en compte dans les dimensionnements en raison d'un manque de connaissances sur le comportement avec le béton coulé. C'est une solution technique intéressante d'un point de vue économique puisque le coût du coffrage peut approcher jusqu'à 50 % du coût de la structure en béton armé. Néanmoins, les coffrages creux imprimés sont en général fortement dosés en ciment et ne permet pas de réduire significativement le coût et les déchets générés, car ils ne sont pas pris en compte dans la structure. Il y a donc des enjeux économique et environnemental à optimiser l'utilisation des coffrages creux imprimés pour les structures en béton armées.

The objective of the thesis is to characterize the bond between printed concrete and cast concrete, and subsequently propose a comprehensive methodology for the qualification and certification of the studied process. This methodology encompasses mechanical, thermal, fire stability, acoustic, environmental aspects (at both material and product scales), implementation, and durability. Indeed, the printing of hollow formwork is not considered in design calculations due to a lack of knowledge regarding its behavior when combined with cast-in-place concrete. It is an interesting technical solution from an economic perspective, as the cost of formwork can account for up to 50% of the cost of reinforced concrete structures. However, printed hollow formworks are typically heavily cemented and do not significantly reduce costs or waste generation since they are not considered in the structural design. Therefore, there are both economic and environmental challenges in optimizing the use of printed hollow formworks for reinforced concrete structures.