Formulation des différents bétons (BAP, BHP et BFUP) à haute teneur en additions minérales : Optimisation pour améliorer le coulage, la résistance au jeune âge et la durabilité des bétons

Abstract

L'industrie du béton est une source importante d'émissions de gaz CO2 lors de la production de ciment. Une des solutions proposées à l'industrie de la construction est de remplacer le ciment par des matières premières secondaires moins polluantes (ex : filler calcaire, fumée de silice), qui peuvent également améliorer les caractéristiques rhéologiques du liant et accroître la durabilité du béton. Ainsi, le développement des bétons autoplaçants peut être envisagé comme une tentative de réduire l’impact environnemental de la construction. De même, l’optimisation des structures vise également à réduire les quantités (en volume) de béton et se traduit alors par le recours aux bétons à hautes performances et aux bétons fibrés à ultra performance (BHP et BFUP). Le but principal de cette thèse est donc de : (1) standardiser la formulation de béton issue des différents travaux de recherche publiés tout en assurant une bonne compréhension de ses propriétés rhéologiques; (2) adapter ces principes aux conditions de réalisation (prise en compte des caractéristiques des matériaux locaux utilisés); et (3) vérifier dans le laboratoire ou sur le terrain la viscosité plastique et le seuil d’écoulement des bétons. Outre les moyens expérimentaux classiques tel que le V-funnel, l’étalement, la stabilité au tamis et la boite en L, nous avons utilisé, dans notre étude, un autre moyen de caractérisation rhéologique : c’est l’écoulement de béton dans un V-Funnel couplé à un canal horizontal en plexiglas. Dans un premier temps nous essayons de voir l’influence de la composition du mélange tel que le rapport Eau/Ciment, les additions minérales (filler calcaire, fumée de silice) et les superplastifiants sur sa viscosité et puis, nous cherchons à comprendre la corrélation entre la viscosité et les paramètres rhéologiques de béton en se basant sur des modèles proposés dans la littérature. À partir de là, nous cherchons à présenter le modèle qui décrit le comportement de béton. Pour ce faire, nous proposons une corrélation théorique entre la viscosité plastique du béton frais et le temps d’écoulement dans le V-Funnel, puis nous comparons cette solution théorique avec des mesures expérimentales rapportées dans la littérature. Enfin, l'étude de la remontée d’eau sur une surface verticale, le contrôle de la propagation d’ondes dans le béton frais et la maturométrie permettront une meilleure compréhension de leur comportement rhéologique et mécanique.