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La Recherchev2

Propositions de thèses 2017

Évaluation de l’impact d’un échauffement tardif du béton sur le développement des réactions de gonflement interne

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​Discipl​ines : sciences pour l'ingénieur

Lieux de thèse : Fontenay-aux-Roses (92) et Université de Sherbrooke (Canda)

Date de début : octobre 2017



Compétences recherchées

  • Master 2 Recherche, compétences en génie civil, chimie du béton et mécanique des structures



Sujet de thèse


L’objectif de la thèse est d’acquérir une meilleure connaissance de l’effet d’un échauffement tardif des matrices cimentaires sur leurs propriétés mécaniques et leur durabilité. Les résultats des travaux apporteront des éléments de compréhension des processus impliqués dans l’évolution des performances à long terme des matériaux cimentaires dans des situations rencontrées pour des ouvrages nucléaires (gradients thermiques temporaires ou localisés). Le projet de recherche se décompose en quatre parties :
  • Étude de l’évolution des performances mécaniques et des propriétés de transfert à la suite de l’échauffement d’un béton sensible à la réaction sulfatique interne.
  • Étude du risque potentiel de développement d’une réaction sulfatique interne ou couplée avec la pathologie de la réaction alcali granulat
  • Définir un indicateur sur le risque potentiel d’un béton vis-à-vis de ces pathologies de gonflement interne
  • Transposition à l’échelle de l’ouvrage à l’aide d’une maquette à une échelle représentative d’un ouvrage réel qui sera chauffée selon un protocole représentatif des conditions d’exploitation envisagées. Cet essai à grande échelle permettra de valider la transposition entre l’échelle de l’éprouvette et celle de la structure, avec l’observation du développement de la pathologie et l’évolution des caractéristiques à cette échelle

L’influence de la valeur de la température maximale d’échauffement du béton, du profil thermique appliqué et de la nature des constituants du ciment, sera étudiée afin de déterminer leur importance sur le développement des pathologies du gonflement interne. Plusieurs cycles thermiques (température maximale, durée de maintien) seront également étudiés en considérant différents scénarii d’échauffement représentatifs des conditions réelles d’exploitation. Différentes techniques de caractérisation pourront être mises œuvre pour étudier les transformations physico-chimiques et minéralogiques à l’échelle microscopique : microscopie électronique à balayage, diffractométrie des rayons X, résonance magnétique nucléaire, analyses thermiques, analyses chimiques... Différentes pâtes de ciment seront utilisées pour étudier l’influence de la microstructure et le dosage des hydrates.

Par contre, l’évolution des propriétés mécaniques (résistance à la compression, résistance à la traction, module, module d’Young, ...) et des propriétés de transfert (porosité totale, distribution des pores, perméabilité au gaz, diffusivité aux ions, isotherme d’adsorption) sera étudiée sur des éprouvettes de béton plus représentatives des matériaux qui seront également mis en place. Le développement des pathologies par l’effet d’un réchauffement tardif est un élément nouveau très important car agissant sur les propriétés mécaniques et sur les propriétés de transfert du béton, et conduisant à altérer potentiellement un ouvrage.

Bureau IRSN impliqué

Bureau d'expertise de génie civil (BEGC, ex-BAGCS)

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