Dissertations / Theses on the topic 'Béton léger'

Il a été observé expérimentalement, dans la littérature, que la résistance du béton léger de polystyrène, à densité égale, diminue sensiblement lorsqu'on augmente la taille Ø des inclusions légères. L'objectif de cette thèse est l'identification de l'origine physique ainsi que la modélisation de cet effet de taille. Dans la première partie de ce travail, nous avons étudié les mécanismes de rupture et l'effet de taille dans un béton léger modèle 2D où les billes de polystyrène sont remplacées par des trous de même taille distribués dans une matrice cimentaire homogène. Dans la deuxième partie de ce travail, une étude expérimentale a été conduite sur trois types de béton de polystyrène renfermant trois tailles différentes de billes et présentant des densités allant de 1200kg/m3 à 2000kg/m3. En outre, pour s'assurer que la taille du Volume Elémentaire Représentatif (VER) pour la résistance en compression du béton de polystyrène est atteinte, des éprouvettes homothétiques ont été testées. L'effet de la taille des hétérogénéités de la matrice (grains du sable) a été aussi étudié en testant trois types de matrice cimentaire. Les résultats de cette étude ont confirmé la présence d'un effet de taille, mais aussi une interaction antagoniste avec l'effet de la taille maximale lm des hétérogénéités de la matrice. Une démarche phénoménologique, basée sur l'analyse des mécanismes de ruine observés expérimentalement dans le béton de polystyrène a été suivie pour expliquer l'effet de taille et identifier la loi le régissant. Enfin, une étude numérique 2D de cet effet de taille a été conduite sur un réseau de barres, en se basant sur la théorie des équivalences.

S’inscrivant dans la volonté du Ministère des Transports du Québec d’utiliser le béton léger dans des travaux de réparation, mais également pour de nouvelles structures, l’objectif principal de ce projet réside dans l’établissement d’une base scientifique offrant une meilleure compréhension des propriétés clés de ce matériau. Plusieurs volets expérimentaux ont donc été effectués dans le but de caractériser les propriétés mécaniques, le risque de fissuration et les résistances au gel-dégel et à l’écaillage d’un béton fabriqué avec des gros granulats de schiste expansé. Deux paramètres se trouvent au coeur de cette étude : d’une part, la teneur en eau des granulats légers, d’autre part, la quantité d’eau qu’ils relâchent et devant être comptée dans le rapport E/L (MAD). Les résultats expérimentaux de cette étude démontrent la possibilité de fabriquer au Québec un mélange de béton léger avec des propriétés mécaniques et une durabilité au gel satisfaisantes, bien que l’estimation du paramètre MAD soit encore mal maitrisée et ceci, d’autant plus que la teneur en eau effective des GL est élevée.<br>Over the years, lightweight aggregate concrete (LWAC) has been used in many building projects, notably in the USA and Nordic countries, but only in a few in Quebec. The aim of this project is to establish a better understanding of the fundamental properties of LWAC for a possible use in repairs and new structural projects. Several experimental phases were conducted in order to evaluate the mechanical properties, the cracking risk, the resistance of rapid freezing and thawing and the scaling resistance of a LWAC made with expanded shale coarse aggregate. We focused on two factors: the LWA water content and the evaluation of the quantity of water from LWA counted in the water/binder ratio. The experimental results show that, even if the understanding of the movements of water around the LWA is not yet total, mechanical properties and durability meeting structural standards can be obtained. For many properties like the cracking risk and the freezing resistance, LWAC are even better than usual concrete.

S’inscrivant dans la volonté du Ministère des Transports du Québec d’utiliser le béton léger dans des travaux de réparation, mais également pour de nouvelles structures, l’objectif principal de ce projet réside dans l’établissement d’une base scientifique offrant une meilleure compréhension des propriétés clés de ce matériau. Plusieurs volets expérimentaux ont donc été effectués dans le but de caractériser les propriétés mécaniques, le risque de fissuration et les résistances au gel-dégel et à l’écaillage d’un béton fabriqué avec des gros granulats de schiste expansé. Deux paramètres se trouvent au coeur de cette étude : d’une part, la teneur en eau des granulats légers, d’autre part, la quantité d’eau qu’ils relâchent et devant être comptée dans le rapport E/L (MAD). Les résultats expérimentaux de cette étude démontrent la possibilité de fabriquer au Québec un mélange de béton léger avec des propriétés mécaniques et une durabilité au gel satisfaisantes, bien que l’estimation du paramètre MAD soit encore mal maitrisée et ceci, d’autant plus que la teneur en eau effective des GL est élevée.<br>Over the years, lightweight aggregate concrete (LWAC) has been used in many building projects, notably in the USA and Nordic countries, but only in a few in Quebec. The aim of this project is to establish a better understanding of the fundamental properties of LWAC for a possible use in repairs and new structural projects. Several experimental phases were conducted in order to evaluate the mechanical properties, the cracking risk, the resistance of rapid freezing and thawing and the scaling resistance of a LWAC made with expanded shale coarse aggregate. We focused on two factors: the LWA water content and the evaluation of the quantity of water from LWA counted in the water/binder ratio. The experimental results show that, even if the understanding of the movements of water around the LWA is not yet total, mechanical properties and durability meeting structural standards can be obtained. For many properties like the cracking risk and the freezing resistance, LWAC are even better than usual concrete.

La pulpe de betterave, coproduit issu du processus d'extraction de sucre, est actuellement valorisée dans l’alimentation animale procurant un faible bénéfice. Une nouvelle voie de valorisation à plus forte valeur ajoutée a été récemment étudiée au LTI. Ces études ont montré que la pulpe de betterave pourrait être utilisée comme charge végétale dans des bétons isolants lignocellulosiques. Néanmoins, ces bétons présentaient des problèmes de variations dimensionnelles et de retard de prise occasionnés essentiellement par le caractère hydrophile des pulpes. L’objectif de cette thèse consiste à effectuer des traitements physicochimiques visant à minimiser le caractère hydrophile des pulpes afin de s'affranchir des problèmes précédemment évoquées. Une caractérisation des propriétés mécaniques, hydriques et thermiques des bétons confectionnés avec des pulpes traitées a été réalisée. Globalement, les matériaux élaborés avec les pulpes traitées issus de cette étape présentent des performances améliorées. Ils nécessitent un temps de prémouillage plus court et ont un temps de prise plus rapide ; ils présentent de meilleures résistances mécaniques et une meilleure résistance à l’eau ; ils permettent une incorporation plus élevée de pulpe pour obtenir des bétons de très faible masse volumique et classés isolants. Le niveau des performances des bétons lignocellulosiques à base de pulpes de betterave les rend techniquement compétitifs par rapport aux matériaux déjà commercialisés<br>Sugar beet pulp is a by-product obtained from the industrial process of sugar extraction. It is currently dried and pelletized to be used as cattle feed. A potential way to enhance its value has been recently investigated by the LTI. These works have demonstrated that sugar beet pulp could be used as a vegetal aggregate in insulating lignocellulosic lightweight concretes. However, despite remarkable characteristics in thermal insulation and correct mechanical performances, sugar beet pulp-based concretes would present some dimensional variations and set-retarding problems, owing to both the hydrophilic characteristic of the pulp and the organic compound secretion in the cement matrix. The objective of this PhD thesis consists in carrying out physico-chemical treatments to minimize the hydrophilic characteristics of the sugar beet pulp to avoid the issues noticed in untreated pulps. Tests of mechanical, hydric and thermal performances have been carried out in concretes made with treated pulps. Materials issued from this stage are presenting a better performance level. Globally, the materials using treated pulp require a shorter pre-moistening time and have a faster setting time, which results in the easier implementation of these materials; they are presenting a higher mechanical and water resistance, they allow a higher incorporation of pulp to obtain concretes with low density and are classified as isolating materials. The level of performance of sugar beet pulp-based lignocellulosic concretes makes them technically competitive in relation to marketed materials

L'etude des phenomenes de sorption et des mecanismes de transfert de la vapeur d'eau dans les materiaux microporeux est abordee en utilisant une approche hierarchisee a trois niveaux. Au niveau microscopique, nous decrivons pour un pore cylindrique les mecanismes fondamentaux: adsorption, desorption, condensation capillaire, diffusion, ecoulement. Nous decrivons le transfert a travers un pore condense par son equivalent en phase vapeur et nous mettons en evidence un phenomene d'amplication du flux de vapeur du a la phase condensee. Nous suggerons de faire une analogie electrique entre un pore cylindrique et une diode zener. Nous proposons ensuite une representation simplifiee de la microstructure a partir des modeles de reseaux avec une topologie bien definie: carre, triangulaire, hexagonale. Pour developper cette demarche nous nous referons au concept de percolation et nous utilisons les principaux resultats. Nous faison apparaitre une forte variation de la permeabilite equivalente avec l'humidite relative. Ce constat justifie un grand nombre de resultats experimentaux. Nous presentons aussi plusieurs methodes experimentales qui nous permettent d'estimer les isothermes d'adsorption et les permeabilites a la vapeur. La comparaison entre les resultats experimentaux et le modele est encourageante

Réalisation de differents essais des cellules-test de beton poreux (gravier roule ou concasse avec liant) en vue de son utilisation en tant que materiau accumulateur de chaleur. Determination du coefficient volumique de transfert de chaleur pour chaque type de beton et pour differents debits d'air, en comparant les resultats theoriques et experimentaux. Essais de relaxation permettant l'identification de la conductivite thermique. Essais de perte de charge et de rupture donnant une idee sur le terme mecanique du beton et sur la puissance de ventilation. Au-dela d'une certaine teneur de ciment, le modele purement thermique est insuffisant (transfert de masse) et l'hypothese de milieu poreux homogène.

Ce travail examine les propriétés mécaniques du béton léger (LWAC) fabriqué avec des granulats commercialement connus par Stalite et renforcé avec des fibres. Les paramètres étudiés comprenaient la résistance à la compression (25 et 40 MPa), le type de fibres (acier, synthétique, basalte-minibars ou BMB et hybrides) et la fraction volumique des fibres (0,5 et 1%). Les essais effectués comprenaient des essais de compression, de déformation axiale, de traction sous pression, de module d'élasticité, de flexion, de retrait et de perte de masse. De plus, des tests de pénétration des ions chlorure et de résistivité de surface ont été effectués pour examiner la durabilité du béton. Les résultats des essais ont montré que le coefficient d'efficacité du LWAC, défini comme le rapport entre la résistance à la compression et la densité, était supérieur de 16% à celui du béton de poids normal (NWC). De plus, le module d'élasticité de LWAC a chuté de 8,5 à 15,2% par rapport à celui de NWC alors que son coefficient de Poisson variait entre 0,2 et 0,24. L'ajout de fibres a amélioré les propriétés mécaniques du LWAC. L'absorption d'énergie de LWAC a augmenté de 129% en augmentant la fraction volumique des fibres BMB de 0,5 à 1%. De plus, le module de rupture du LWAC était plus élevé que celui prévu avec les formulations ACI 318 (2014). Les résultats des tests de durabilité ont montré que la pénétration des ions chlorure de LWAC était « très faible » selon la classification ASTM C1202 (2012). De plus, l'utilisation d'agrégats légers a augmenté la résistivité de surface du béton jusqu'à 150%. Cependant, l'ajout de fibres d'acier a augmenté la pénétration des ions chlorure et diminué la résistivité de surface du mélange, tandis que l'ajout de fibres BMB n'a montré aucune influence sur les deux paramètres.<br>This study investigates the mechanical properties and durability of lightweight aggregate concrete (LWAC) made with expanded slate coarse aggregates (commerciallyknown as Stalite aggregates) and reinforced with different types of fibers. The parameters investigated included the compressive strength (25 and 40 MPa), the type of fibers (steel, synthetic, and basalt-minibars or BMB, and hybrid fibers), and the volume fraction of the fibers used (0.5 and 1%). The experimental tests conducted to characterize the obtained LWAC included compression tests, axial deformation tests, pressure tension tests, modulus of elasticity tests, flexure tests, shrinkage tests, and mass-loss tests. Furthermore, both chloride-ion penetration and surface resistivity tests were carried out to examine the durability of LWAC mixes. Test results showed that the efficiency ratio of LWAC, defined as the ratio of compressive strength to density, was 16% higher than that of normal weight concrete (NWC). Moreover, the modulus of elasticity of LWAC dropped by 8.5 to 15.2% compared to that of NWC whereas its Poisson’s ratio ranged between 0.2 and 0.24. The addition of fibers significantly enhanced the mechanical properties of the LWAC. For instance, the energy absorption of LWAC increased by 129% by increasing the volume fraction of BMB fibers from 0.5 to 1%. Furthermore, the modulus of rupture of LWAC was higher than that predicted using ACI 318 (2014) formulations. In terms of durability, test results showed that the chloride penetration of LWAC was “very low” according to ASTM C1202 (2012) classification. Moreover, using lightweight aggregates increased the surface resistivity of concrete up to 150%. However, the addition of steel fibers increased the chloride penetration and decreased the surface resistivity of the mix while the addition of BMB fibers showed no influence on both parameters.

Ce mémoire de thèse est consacré à l'étude des propriétés mécaniques, thermiques et acoustiques du béton de chanvre. Ce matériau est obtenu en mélangeant un liant à base de chaux, des particules végétales et de l'eau. Ces dernières possèdent une porosité intrinsèque importante, du fait de la présence de capillaires. Ceux-ci rendent les particules légères, compressibles et sensibles à l'eau. Le liant contient un mélange de chaux hydraulique et aérienne. Le mélange de ces deux constituants de nature et de caractéristiques très différentes conduit à un matériau dont les propriétés seront variables en fonction des concentrations volumiques de chaque constituant. De plus, ce matériau se distingue par un double réseau de pores, l'un de taille microscopique (10 à 40 mm) et l'autre de taille mésoscopique (&lt; 1 mm). On montre expérimentalement que ces deux réseaux sont connectés. Du point de vue mécanique, le béton de chanvre se caractérise par un comportement élasto-plastique. La résistance en compression varie entre 0,25 et 1,15 MPa. Le module d'élasticité est compris entre 4 et 170 MPa. Ces valeurs sont modestes par rapport à celles des autres matériaux de construction. En revanche; ce matériau peut supporter des niveaux de déformations élevés (0,04 &lt; esmax &lt; 0,15). En s'appuyant sur les observations expérimentales, une modélisation par homogénéisation autocohérente est réalisée. Celle-ci permet d'obtenir un modèle prédictif de la valeur du module d'élasticité pour des formulations et des niveaux de compactage variables. Ensuite, une étude des transferts de chaleur et de masse au sein du matériau sous diverses hygrométries est menée. On a quantifié expérimentalement la sensibilité du matériau à l'hygrométrie ambiante HR. Des campagnes de mesures ont déterminé la conductivité thermique sèche et humide du béton de chanvre pour des formulations et des compacatges différents. Un modèle autocohérent est également mis en œuvre en utilisant deux types de motif générique. Il permet de retrouver les résultats expérimentaux avec une bonne fiabilité. Enfin, une caractérisation de l'absorption acoustique du béton de chanvre est initiée. Elle montre des niveaux d'absorption élevés sur toute la gamme de dosages étudiés (a &gt; 0,5). Ce travail exploratoire met également en lumière un comportement proche de celui d'un milieu à double porosité<br>This thesis deals with the measurement of physical properties (mechanical, thermal, acoustical) of various formulations of concrete containing vegetable particles. Such material is made up with hemp shives mixed with lime binders. Shives are very porous considering the ratio of capillaries. That fact explains that particles are lightweight, sensible to water and they can be highly strained. The ductile binder is a mixed between hydraulic and aerated lime with sometimes a volume of sand. Depending on the binder proportion, three microstructures of concrete are determined. Moreover, this material presents a microscopic porosity (shives) and a macroscopic porosity. These networks are connected. Vegetable concrete presents a ductile behavior. . The maximum stress and the Young modulus are limited as compare to other building materials but the bearable level of strain is rhigh. A theoretical model made with self-consistent method allows to calculate the Young modulus as a function of the mixture proportion and the compactness level. A comparison with experimental measurements shows a good accuracy of the results. Then, the dry thermal conductivity of vegetable concrete is studied. Considering its high sensibility to water, the level of sorption and the impact on thermal conductivity are evaluated. A self-consistent method leads to a model of dry and wet conductivity taking into account the physical properties (proportions, compactness) and the hygrometry. Lastly, the sound absorption of vegetable concrete is measured. The values are high. This first step in the study of the acoustical properties shows a behavior, which can be compared to materials with a double porosity

Rappel bibliographique sur les tensioactifs; synthese de cotelomeres sequences comportant une chaine perfluoree et une chaine hydrophile et utilisation de telogenes fluores comportant une extremite iode ou thiol; telomerisation des iodures de perfluoroalkyles avec divers monomeres; cotelomerisation statistique de l'acrylamide et de l'acrylate de 1,1,2,2-tetrahydroperfluorooctyle par amorcage radicalaire et par catalyse redox; etude bibliographique sur les betons legers contenant des matieres plastiques; optimisation du beton leger de polystyrene expanse : variables de melange et variables externes du melange

Cette étude porte sur le comportement au cisaillement des poutres en béton léger fibré et renforcées par des barres de polymère renforcé de fibres de basalte (PRFB). Dix poutres (150x250x2400 mm) coulées avec du béton fibré ou non-fibré ont été testées en flexion. Deux poutres ont été coulées sans fibres (poutres contrôles) tandis que les huit autres poutres ont été coulées avec du béton contenant des différents types et pourcentages de fibres. Les paramètres étudiés comprenaient le type de fibres ajoutés au béton (fibres de basalte, de polypropylène et d’acier), la fraction volumique des fibres (0, 0,5 et 1,0%) et les taux de renforcement des barres de PRFB (0,95 et 1,37%). Une comparaison entre les résultats expérimentaux et les modèles analytiques actuellement disponibles dans la littérature a été réalisée pour évaluer l'applicabilité de tels modèles pour prévoir la capacité des poutres testées en cisaillement. Les résultats de la présente étude indiquent que la géométrie des fibres joue un rôle important dans l'augmentation du nombre de fissures que celles observées dans les poutres contrôles. L'ajout de fibres a entraîné une défaillance plus ductile et le taux d'ouverture des fissures était retardé. La largeur de la fissure a diminué avec l'augmentation des ratios de renforcement longitudinal et des fractions volumiques des fibres. L'augmentation du taux de renforcement longitudinal a entraîné une rigidité plus élevée et a diminué les flèches à tous les stades du chargement. Les poutres coulées avec 1% de fibres de basalte, de polypropylène et d'acier ont montré une augmentation dans leurs capacités de cisaillement par rapport aux poutres contrôles d'environ 11, 16 et 63%, respectivement. Le type de fibres affectait de manière significative le gain dans les capacités de cisaillement des poutres, ce qui était attribué aux différentes propriétés physiques et mécaniques des fibres utilisées, telles que leurs dimensions, leurs géométries, et leurs mécanismes de liaison avec le béton. Les poutres coulées avec des fibres en acier à 0,5% présentaient des capacités de cisaillement plus élevées que celles coulées avec des fibres de basalte et de polypropylène de 23 et 16% respectivement, alors que les poutres coulées avec des fibres en acier à 1% de volume présentaient un gain de 47 et 41%, respectivement, dans leurs capacités. Les capacités de cisaillement prévues selon les équations de la norme CSA-S806-12 étaient conservatrices avec un rapport moyen Vprév/Vexp de 0,80 (écart type, ÉT = 0,12) pour les poutres sans fibres. Les modèles établis par Shin (1994) et Gopinath (2016) ont fourni de bonnes prévisions quant aux capacités de cisaillement des poutres en béton renforcé de fibres de basalte avec des ratios moyens Vprév/Vexp de 1,34 (ÉT = 0,09) et de 1,35 (ÉT = 0,07), respectivement. De même, le modèle de Shin (1994) a bien prédit les capacités de cisaillement des poutres en béton armé de fibres de polypropylène avec un rapport Vprév/Vexp de 1,34 (ÉT = 0,18). Les modèles de Gopinath (2016), Ashour A (1992) et Shin (1994) ont prédit les capacités de cisaillement des poutres en béton armé de fibres d'acier assez raisonnablement avec des ratio Vprév/Vexp de 1,01 (ÉT = 0,06), 1,07 (ÉT = 0,01) et 1,20 (ÉT = 0,08), respectivement. Un nouveau modèle a été proposé pour prédire les capacités de cisaillement des poutres en béton léger fibré renforcées par des barres longitudinales PRFB. Le modèle proposé prédit bien les capacités de cisaillement des poutres en béton léger (avec des fibres de basalte) avec un rapport Vprév/Vexp de 1,01 (ÉT = 0,05) et celles des poutres en béton léger (avec des fibres de polypropylène) avec un rapport Vprév/Vexp de 0,99 (ÉT = 0,06). Le facteur de liaison et la matrice de liaison d'interface utilisés étaient respectivement 0,75 et 4,18 MPa. En même temps, le modèle proposé prédit bien les capacités de cisaillement des poutres coulées avec des fibres d’acier avec un rapport Vprév/Vexp de 0,9 (ÉT = 0,00) quand le facteur de liaison et la matrice de liaison d'interface utilisés étaient respectivement 1,0 et 6,8 MPa.<br>This study reports on the shear behavior of fiber-reinforced lightweight concrete (FRLWC) beams reinforced with basalt fiber-reinforced polymer (BFRP) bars. Ten beams (150x250x2400 mm) cast with concrete with and without fibers were tested under fourpoint loading configuration until failure occurred. Two beams were cast without fibers and acted as control while the other eight beams were cast with different types and percentages of fiber. The investigated parameters included the fiber type (basalt, polypropylene, and steel fibers), the fibers volume fraction (0, 0.5, and 1.0%), and the beams’ reinforcement ratios (0.95 and 1.37%). Comparison between the experimental results and the analytical models currently available in the literature was performed to assess the applicability of such models for LWC reinforced with BFRP bars. Based on the outcome of the current study, the geometry of fibers played an important role in increasing the number of cracks than those observed in the control beams. The addition of fibers led to a more ductile failure and the rate of crack opening was delayed. Crack width decreased with the increase of the longitudinal reinforcement ratios and the fibers’ volume fractions. Increasing the reinforcement ratio resulted in higher stiffness and decreased its deflection at all stages of loading. Beams cast with 1% of basalt, polypropylene, and steel fibers showed an increase in their shear capacities in compared to control beams about 11, 16, and 63%, respectively. The type of fibers significantly affected the gain in the shear capacities of the beams, which can be attributed to the different physical and mechanical properties of the fibers used such as aspect ratios, lengths, geometries, densities, and their bonding mechanisms. Beams cast with 0.5% steel fibers exhibited higher shear capacities than those cast with basalt and polypropylene fibers by 23 and 16%, respectively, whereas the beams cast with 1% steel fibers showed a gain by 47 and 41%, respectively. The predicted shear capacities according to CSA-S806-12 code provisions were conservative with an average ratio Vpred /Vexp of 0.80 (standard deviation, SD = 0.12) for beams without fibers. Good predictions for the shear capacities of the basalt-fiber reinforced concrete beams (BLWC) were provided by the models derived by Shin (1994) and Gopinath (2016) in which the ratios Vpred /Vexp were 1.34 (SD = 0.09) and 1.35 (SD = 0.07), respectively. Also, the model of Shin (1994) predicted well the shear capacities of the polypropylene-fiber reinforced concrete beams (PLWC) with a Vpred /Vexp ratio of 1.34 and SD of 0.18. The models of Gopinath (2016), Ashour A (1992), and Shin (1994) predicted the shear capacities of steel-fiber reinforced concrete beams (SLWC) fairly reasonable with a Vpred /Vexp ratio of 1.01 (SD = 0.06), 1.07 (SD = 0.01) and 1.20 (SD = 0.08), respectively. A new model was proposed to predict the shear capacities of FRWLC beams reinforced with BFRP longitudinal bars. The proposed model predicted well the shear capacities of BLWC beams with a Vpred /Vexp ratio of 1.01 (SD = 0.05) and those of PLWC beams with a Vpred /Vexp ratio of 0.99 (SD = 0.06). The bond factor and the interface bond matrix used were 0.75 and 4.18 MPa, respectively. The proposed model also predicted well the shear capacities of beams cast with SLWC with a Vpred /Vexp ratio of 0.9 when the bond factor and the interface bond matrix were taken equal to 1.00 and 6.8 MPa, respectively.

Une réutilisation des sédiments issus du dragage en tant que matière première dans la fabrication d’un béton directement sur le site du dragage est une voie de valorisation économique et écologique. La présente étude a pour but de valoriser la partie fine des sédiments qui ne trouve pas de solutions de valorisation efficaces. En effet la structure en feuillet de l’argile la rend sensible aux conditions hydriques et lui confère une importante capacité de rétention des polluants. Afin d’optimiser les volumes à valoriser, le béton est envisagé en substitution totale des granulats par la fraction fine des sédiments. Les résultats apportés par la littérature tendent à privilégier une application en remblai tels que le remplissage entre deux rideaux de palplanches, un remblaiement géotechnique ou de carrières. Un procédé d’incorporation d’une mousse à base de protéine animale lors de la fabrication du béton est utilisé dans le cadre de cette étude pour alléger le matériau (densité comprise entre 1,1 et 1,3). Ce type de matériau fait donc partie de la catégorie des bétons légers de mousse plus communément appelée LWFC (LightWeight Foamed Concrete). Dans cette étude le matériau est désigné par le sigle BAMS (Béton Allégé par l’incorporation d’une Mousse et à base de Sédiments). L’étude a été réalisée sur un sol modèle constitué de 80% de bentonite et de 20% de sable correcteur de diamètre 0,125mm. La méthode de formulation est basée sur la limite de liquidité du sol afin de prendre en compte l’absorption de l’eau. La caractérisation du BAMS se scinde en trois parties ; La première partie correspond à la caractérisation à l’état frais du BAMS. Elle met en exergue une optimisation de l’abaissement de la densité à partir d’une certaine quantité d’eau apportée par rapport à la limite de liquidité du sol. L’allégement du matériau par l’incorporation d’une mousse modifie les propriétés du matériau à l’état frais ; elle améliore la fluidité et retarde la prise du ciment. La deuxième partie correspond à la caractérisation mécanique du BAMS ; l’eau apportée pour optimiser l’allégement du matériau impacte la résistance mécanique qui est jugée acceptable à partir de 0,5MPa. Celle-ci peut être améliorée en augmentant la quantité de ciment qui doit cependant rester faible pour rentabiliser la voie de valorisation. Il y a donc un compromis inévitable entre résistance mécanique et densité. Les combinaisons (densité ; résistance mécanique) possibles et les paramètres de formulations permettant de les atteindre ont été étudiés. Des essais non-destructifs sont effectués afin de contrôler la résistance mécanique in situ. L‘étude du retrait linéaire indique une variation dimensionnelle importante du BAMS de l’ordre du cm/m qui peut être divisé par 100 avec une cure humide. La troisième partie correspond à la durabilité par l’étude des propriétés de transfert du BAMS dont les résultats mettent en avant une accessibilité partielle du réseau poreux crée par la mousse incorporée.Le relargage des polluants dans les sédiments est évalué par un essai de lixiviation effectué sur un sol modèle pollué artificiellement (cas non-immergeable). Cet essai permet de valider l’efficacité de leur inertage par le traitement au ciment et l’utilisation du matériau sans impact environnemental selon le critère PH14<br>A re-use of dredged sediments as raw material in the process of making of concrete directly onthe site of the dredging is an interesting valorization as regards economy and environment.The present study aims at valuing the thin particles of sediments because they create aproblem in the valorization of dredged sediments. Indeed, the layer structure of the claymakes it prone to react to humidity conditions and confers it an important capacity to retainpolluting agents. To optimize the valued volumes, a total substitution of aggregates in theconcrete by the thin particles of sediments is envisaged. The results from the literature tend tofavor an application in embankment such as the filling between two sheet pile walls, a geotechnical embankment, a quarry embankment. An incorporation of an air-foam made ofanimal protein during the making of the concrete is used to reduce the density of the material(density between 1.1 and 1.3). This material is classified in the category of lightweight foam concrete called by the English abbreviation LWFC (LightWeight Foamed Concrete). In thisstudy the material is named BAMS acronym for “Béton Allégé par l’incorporation d’uneMousse et à base de Sédiments”. The study was realized with a model soil composed of 80%of bentonite clay and 20% of calibrated sand (diameter 0.125mm). The mix design method isbased on the liquidity limit of the soil considering its swelling. The characterization of theBAMS is split into three parts. The first part corresponds to the characterization of the freshstate of the BAMS. It highlights the optimization of the reduction of the density from aquantity of added water with regard to the liquidity limit of the soil. The incorporation of airfoam modifies the characteristics of the fresh state of the material. It improves the workability and delays the setting of cement. The second part corresponds to the mechanical characterization of the BAMS. The added water which optimizes the reduction of the density impacts the mechanical resistance which has to be over 0.5MPa. There is thus an inevitablecompromise between mechanical resistance and density. The possible combinations and themix design to get them have been studied. Non-destructive tests are done to simply check the mechanical performances on construction site. The study of the linear shrinkage highlights an important variation of the dimension of the BAMS. This can be limited by a wet cure. The third part corresponds to the durability by the study of the transfer properties of the BAMS.The results highlight a limited accessibility of the porous network. The release of polluting agents in sediments is estimated by a lixiviation test realized on BAMS made with a model soilartificially polluted (non immersible case). From the results we can conclude on the efficiency of the inerting of polluting agents by the cement treatment and therefore the use of the material is allowed without having an impact on environment (PH14)

This project was undertaken to determine the effect of various type of lightweight coarse aggregates (LWCA) on engineering properties, durability, autogenous, drying and restrained shrinkage of SCC made with and with or without lightweight sand (LWS) used for internal curing. Given the mix design of SCC (high volume of paste), high degree of autogenous shrinkage can increase risk of early-age cracking of SCC subjected to restrained shrinkage. Shrinkcage of repair materials can be restrained by existing concrete and reinforcement. The risk of cracking of SCC can be high given the high elastic modulus of the concrete and its lower degree of stress relaxation at early age. With the process of hydration, SCC with low W/B ratio can have high degree of autogenous shrinkage. Lightweight coarse aggregate (LWCA) are water-saturated materials that provide a dispersed source of water within the mass of the concrete located very close to the cement particles. Better cement hydration can be obtained with lower development of self-desiccation. Given the morphology of the aggregate surface, the presence of water in the porous structure of the aggregate, and the compatibility of elastic modulus of LWCA and that of the cement paste, lightweight aggregate can reduce the risk of microcracking at the interfacial transition zone that can be present initially in conventional concrete as well as microcracking that can develop during service life due to repetitive structural loading, cycles of wetting and drying and freezing and thawing. The project was divided into three parts : evaluation of frost durability of SCC made with various types of LWCA ; evaluation of effect of type and dosage of LWCA on SCC performance ; and evaluation of effect of a shrinkage reducing admixture (SRA) and an expansive agent (EA) on lightweight SCC. All lightweight SCC exhibited excellent frost durability and mixtures made with 20% LWS replacement had greater resistance to de-icing salt scaling than those without LWS. Incorporation of LWCA between 25% and 50% led to decrease in modulus of elasticity and compressive strength. The use of LWCA led to an increase in total creep function. The use of LWS and LWCA resulted in significant decrease in total and autogenous shrinkage. The use of LWCA led to a decrease in total shrinkage between 25% and 75%, depending of the use of LWS, the type and rate of replacement of LWCA. Thus, SCC made with LWS and LWCA exhibited longer elapsed time before cracking compared to similar concrete prepared without any LWS and LWCA. The estimated time to cracking ranged from 4 days for the reference concrete without LWA to 42 days for the mixture prepared with 50% LWCA and 20% LWS.

Nous presentons une analyse du sechage convectif en vapeur d'eau surchauffee d'une particule cylindrique de taille centimetrique. Nous avons instrumente des cylindres en beton cellulaire, satures d'eau par imhibition prolongee. Nous avons utilise une vingtaine de thermocouples et 10 prises de pression qui sont repartis dans la section d'etude. Nous avons effectue simultanement deux types de mesures, les unes globales: cinetique de sechage d'une particule, et les autres locales: champs de temperature et de pression, et ce, pour diverses conditions aerodynamiques (temperature 120-180c, vitesse: 2 a 8 m/s) et pour des diametres de particules allant de 3 a 10 centimetres. Nous avons mis en evidence des surpressions importantes au sein de la particule en debut de sechage. Elles se traduisent par un effet de pleurage des particules et une acceleration importante de la vitesse de sechage. L'influence de la taille de la particule et des conditions aerothermiques sur les cinetiques de sechage et sur les repartitions internes de temperatures et de pression a ete analysee. A partir des champs de temperature et de pression nous delimitons a chaque instant les differentes zones (liquide, diphasique et vapeur). Nous avons etudie finement le comportement de la zone diphasique au cours du sechage, tant au niveau de l'evolution de ses limites geometriques que de sa temperature et sa pression. Nous avons utilise des modeles physiques simples pour la comprehension des phenomenes et l'identification des mecanismes preponderants. Nous avons developpe un modele de sechage haute temperature prenant en compte les trois moteurs de la migration de l'humidite: temperature, saturation et pression. Un module de resolution du systeme d'equations non-lineaires couplees, base sur la methode des elements finis dans une configuration bidimensionnelle, a ete mis au point et valide sur des cas issus de la litterature. Il a conduit au developpement d'une methode originale d'adaptation du pas de temps

Ce travail propose une double approche expérimentale et de modélisation micromécanique pour la caractérisation du comportement élastique et à rupture des bétons de granulats légers (BGL). De nombreuses classes de BGL ont été testés à partir de 5 types de granulats légers et 3 natures de matrices (ordinaire, H. P. Et T. H. P. ). Cette base de données permet d’analyser l’influence de différents paramètres comme le type de granulats, leurs proportions, la nature des matrices ou la présence d’interphases. La modélisation repose sur une approche d’homogénéisation et de localisation itérative intégrant la présence d’interphases. Les confrontations aux résultats expérimentaux sont utilisées pour identifier les modules élastiques et résistances à la compression des granulats légers, difficilement accessibles à l’expérience. Alors que les formules empiriques classiques sont mises en défaut, les prédictions des comportements des bétons se révèlent en bon accord avec les mesures expérimentales<br>An approach combining both experimental techniques and micromechanical modelling is developed in order to characterise elastic and fracture behaviours of lightweight aggregate concretes (LWAC). More than 300 LWAC specimens with various lightweight aggregates types (5) of several volume ratios and 3 different mortar matrices (normal, hp, vhp) were tested. With this experimental data basis, the influences of mix design parameters and of the interfacial transition zone (ITZ) on concretes performances are quantitatively analysed. The modelling is based on iterative homogenisation and localization techniques and includes the ITZ. Confrontations with experimental results allow identifying the elastic moduli and compressive strengths of LWA, which are difficult to obtain by experiments. Whereas the traditional empirical formulas are insufficiently precise, the predictions of LWAC behaviours computed with the micromechanical models appear in good agreement with experimental measurements

Le comportement mécanique d'un matériau granulaire est intimement lié à la compatibilité élastique entre ses phases constituantes. La particularité des bétons de granulats légers est la combinaison d'une matrice cimentaire avec des granulats peu rigides. Sous ces conditions, cette thèse porte sur l'étude de la compatibilité élastique et du comportement mécanique des bétons de granulats légers. Le principal objectif est de définir les mécanismes qui contrôlent la résistance de ces bétons afin d'en optimiser les performances. Cet objectif est atteint par un apport combiné de la modélisation et de l'expérimentation. La partie modélisation fait appel à plusieurs concepts de la mécanique des matériaux composites à inclusions sphériques. Un modèle de perturbations est utilisé pour évaluer les contraintes résultantes induites par la présence des granulats légers au sein du béton sous charge. En intégrant la proportion volumique des granulats aux calculs, ce modèle permet d'établir une méthode de prédiction du comportement mécanique des bétons légers en fonction des propriétés de chacune des phases. La partie expérimentale a pour but d'évaluer le comportement mécanique d'une large gamme de bétons légers et sert par conséquent à la validation du modèle. L'étude est dirigée à la fois sur les propriétés mécaniques de la matrice et du béton car les propriétés des granulats ne peuvent être déterminées adéquatement en laboratoire. Les résultats obtenus permettent de constater l'influence de la qualité de la matrice, de la densité des granulats, de l'entraînement d'air et du sable naturel sur la résistance en compression des bétons de granulats légers. On observe que la résistance est directement liée au rapport de module élastique entre les granulats et le béton, Eg=Eb, ainsi qu'à la distribution du squelette granulaire. D'autre part, on remarque que le module élastique des bétons légers varie de façon proportionnelle à la masse volumique du matériau durci. Enfin, la méthode de prédiction établie à l'aide du modèle de perturbations s'avère un outil efficace pour la formulation des bétons de granulats légers. Une étude complémentaire a été réalisée pour évaluer l'efficacité des microfibres et des mésofibres d'acier à contrôler la fissuration des bétons de granulats légers.

Les composites ciment-bois (CCB) permettent de réaliser des éléments de construction dont les qualités physiques (légèreté, thermique, acoustique), mécaniques et de mise en œuvre sont intéressantes. Toutefois, leur variation dimensionnelle en fonction des variations d'humidité reste élevée et interdit en particulier leurs usages extérieurs sans traitement complémentaire. Dans le but de résoudre ce problème, nous avons entrepris une étude systématique des éléments à l'origine de cette instabilité dimensionnelle. Nous avons réussi à montrer les rôles respectifs du granulat et de la matrice ciment. Ceci nous a permis d'aboutir à une méthodologie mettant en ouvre différents traitements du granulat, de l'interface granulat-liant et de la matrice ciment, et permettant d'obtenir un matériau répondant aux objectifs technologiques et économiques fixés.

De façon à réduire les problématiques de circulation causées par la construction et l'entretien des ponts, les dalles de pont préfabriquées sur leur pleine épaisseur sont une alternative prometteuse à la dalle de béton conventionnel. Ce mémoire présente le développement d'un système de dalles de pont préfabriquées nervurées en béton de fibres métalliques (BFM). L’utilisation de BFM permet des dalles plus minces avec un poids beaucoup plus léger qui peut être intéressant pour certaines opérations. Le concept est d’abord validé par des tests sur des éléments de dalles et de poutres. Des essais en grandeur réelle sont ensuite effectués pour évaluer la performance de la dalle, des nervures et de deux types de joints de tablier. Il est conclu que la dalle proposée est adéquate pour supporter les charges de conception du code canadien et qu’elle peut être jusqu'à 50% plus légère qu'une dalle conventionnelle de 200 mm.

Ce travail est une contribution à l'étude des propriétés mécaniques de la pâte crue de béton cellulaire. La première partie présente le processus de fabrication et les propriétés du béton cellulaire autoclave. La deuxième partie, expérimentale et théorique, étudie les propriétés rhéologiques de la boue de sable composant majoritaire du béton cellulaire. Sollicitée en cisaillement, la suspension présente un seuil de contrainte, lie au frottement sec interparticulaire et s'écoule avec une viscosité tangente croissant avec la concentration en particules et la viscosite du fluide newtonien. La viscosite relative, rapport entre la viscosite de la suspension et celle du fluide solvant semble être indépendante de cette dernière. La troisième partie présente le travail relatif à la pate crue de béton cellulaire. Un nouveau dispositif, le vibroscope, a été mis au point au laboratoire. Il permet le suivi et la caractérisation mécanique du matériau durant sa prise. Des ondes planes de compression, a basses fréquences, sont générées dans la pâte, et trois capteurs de pression dynamique plonges dans le matériau permettent d'enregistrer les signaux. Les grandeurs obtenues (célérité, atténuation et rapport des contraintes normales dans deux directions orthogonales) caractérisent le comportement rhéologique. Ensuite, une approche par homogénéisation du fluide à bulles est développée. Elle conduit à la loi de comportement d'un fluide compressible isotrope, faisant intervenir une viscosité de cisaillement liée à la viscosité du fluide, et une viscosité de volume liée au cisaillement du fluide au niveau de la cellule sous sollicitation isotrope. Le vibroscope est adaptable à l'étude d'autres matériaux évolutifs, hétérogènes (béton mousse, mortiers,. . . ). Une phase gazeuse, même peu importante, suffit à générer une variation significative de la compressibilité en cours de prise

Un modele mathematique pour les transferts couples de chaleur et masse en milieux poreux non satures permettant la prise en compte des effets de l'hysteresis capillaire est utilise pour la simulation des processus de thermomigration dans un milieu sableux ferme et dans une paroi en beton cellulaire. Les resultats numeriques, obtenus a l'aide de la methode des volumes finis, sont compares avec les resultats experimentaux obtenus pour le premier cas. L'influence de l'hysteresis capillaire et les effets de temperature sont analyses

De par leurs faible coût, légèreté et propriétés thermiques, les co-produits lignocellulosiques ont reçu une attention particulière pour la fabrication de bétons légers. Cependant ces co-produits ne sont pas totalement compatibles avec une matrice cimentaire, d'où un retard de prise, des variations dimensionnelles élevées et des résistances mécaniques faibles des matériaux résultants. Pour pallier ces inconvénients, un procédé d'enrobage d'anas de lin avec différentes substances a été adopté. Les composites élaborés présentent des améliorations significatives de leurs comportement hydrique et résistances mécaniques avec une augmentation modérée de masse volumique apparente et de conductivité thermique. Les phénomènes de transfert d'humidité dans les composites obtenus peuvent influencer de manière significative leur durabilité et performance. En effet la plupart des matériaux utilisés dans le bâtiment sont poreux, contenant de l'eau sous forme vapeur ou liquide. La perméabilité à la vapeur d'eau, les isothermes de sorption et la capacité tampon à la vapeur d’eau ont donc été déterminées. Les résultats obtenus montrent la bonne performance hygrique des éco-composites élaborés. Trois tests de lixiviation ont été proposés pour identifier la spéciation chimique des matériaux et évaluer leurs relargages. Les conditions expérimentales ont été choisies pour simuler différents états des composites dans des environnements externes en service ou fin de vie. Le comportement à la lixiviation des composites élaborés diffère peu selon le traitement subi par les anas et la libération de substances toxiques n'a pas été mise en évidence<br>Due to their low cost, lightness and thermal properties, lignocellulosic byproducts received a particular attention, in the recent years, for manufacturing lightweight concretes. However, these byproducts are not fully compatible with the cement matrix, leading to setting delay, significant dimensional variations, and low mechanical strengths of the composites elaborated. To avoid such drawbacks, a coating process of flax shives using different substances has been adopted in this study. It leads to a reduction in treated shive water absorption compared to raw shives. The composites obtained exhibit significant improvements in hydrous behavior and mechanical strengths with moderate increase in the apparent bulk density and thermal conductivity. The phenomena of moisture transfer in the produced composites can significantly influence the durability and performance of them. In fact most of the materials used in the building area are porous, containing water as vapor or liquid. Therefore the water vapour permeability, sorption isotherms and moisture buffering capacity have been determined. The results obtained show the good hygric performance of the eco-composites elaborated. Three leaching tests have been proposed in this study to identify the chemical speciation of the materials and to evaluate their releasing into the environment. The experimental conditions of the leaching tests have been chosen to simulate different states of our composites in external environments in service or end of life. The leaching behaviour of the cement-based products elaborated differs little according to flax shive treatment and the leaching of toxic substances has not been identified

Ce travail concerne les possibilites d'allegement des pates d'argile-ciment. Cet allegement peut etre accompli par des moyens chimiques, physiques ou bio-physiques. Trois techniques sont utilisees a cet effet: la premiere emploie la reaction entre l'aluminium pulverulent et la chaux liberee lors de l'hydratation du ciment. La deuxieme est basee sur la combinaison de composants de densites differentes. La troisieme s'appuie sur la creation de cellules gazeuses par l'intermediaire d'une reaction entre un reactif bio-chimique et l'oxygene de l'air. Dans chacun des cas, a ete effectuee, l'etude de l'influence des differents parametres de reactions sur les proprietes physico-mecaniques et thermiques des materiaux obtenus. Une modelisation permet de representer les caracteristiques des composites elabores en proposant des lois en fonction de la densite. L'interet de ces materiaux a ete mis en evidence par une generalisation des techniques d'allegement mises au point, a des poudres de compositions granulometriques et de natures mineralogiques differentes. De meme, une ouverture vers une industrialisation possible a necessite une etude d'echantillons de dimensions normalisees et d'elements constructifs en vraie grandeur. Pour ce dernier cas, nous nous sommes attaches essentiellement a leur comportement mecanique et thermique

Les matériaux de construction sont des matériaux poreux, et donc très sensibles à l’eau. Du fait de conditions thermique et hygrométrique ambiantes variables, ils sont le siège de plusieurs phénomènes : migrations de vapeur d’eau, changements de phase, humidification, séchage. Le couplage de tous ces phénomènes conditionnent ses propriétés thermiques et sa durabilité. A titre d’exemple, pour un béton de chanvre de type « mur » soumis à une hygrométrie de 75%, sa conductivité thermique augmente de 30% (forte conduction de l’eau). La mise en place d’une cellule d’échange a donc pour but de caractériser les performances hygrothermiques de trois matériaux de construction : le béton cellulaire autoclavé, le béton de chanvre et la brique à perforations verticales, en fonction des conditions ambiantes. L’étude s’appuie tout d’abord sur une approche expérimentale. L’objectif est de créer des gradients de T et HR en fonction du temps et ainsi mesurer la distribution en température et humidité relative dans la paroi ainsi que la reprise en eau du matériau lorsque celui-ci est soumis, sur la face en contact avec l’enceinte climatique, à des sollicitations statique et cyclique en T et HR. Ensuite, l’étape suivante consiste à modéliser le comportement des matériaux comme enveloppe grâce à un modèle de conduction thermique pure tout d’abord. Les grandeurs thermiques des matériaux (λ, ρ, c, hs et a) sont alors déterminées. Enfin, pour les bétons de chanvre, on doit procéder à une modélisation numérique des transferts couplés de chaleur et d’humidité afin d’analyser plus précisément l’influence des transferts de masse sur le comportement thermique<br>Building materials are porous materials, and therefore very sensitive to water. Due to variable hermodynamical ambient conditions, processes of energy and mass transfers between the ambient air and the material occur. These exchanges lead to important modification of their thermal properties and their durability. For instance, measurements of the thermal conductivity of Hemp Lime Concrete, placed in climatic chamber in which the relative humidity is 75%, show a variation of 30%. This PhD Thesis deals with the case of three porous buildin materials: Aerated Autoclaved Concrete (AAC), Hemp Lime Concrete (HLC) and Vertically Perforated Brick (VPB). The hygrothermal behaviour of these materials is studied with the experimental set-up called cell of exchange. This cell consists of test walls which are place between a climatic box and the laboratory. The scope of this experimental work is to create gradients of temperature and of relative humidity through the sample. So, the study aims to measure and characterise heat and mass flows in these materials. Ln a second part, simulation are performed to design, expiain and interpret the experimental results. They are done in COMSOL Multiphysics. Ln a first approach, only the heat equation in 1 D has been implemented in the toolbox. Comparisons between experimental and theoretical results gives us the therm properties of tested materials (ʎ,ρ,c,hs et a). The numerical modeling approach shows that, contrary to AAC or VPB, HLC involves a complex interaction between heat transport and mass transfer through the material. So, simulations on HLC are investigated through the problematic of phase change materials

De par leurs faible coût, légèreté et propriétés thermiques, les co-produits lignocellulosiques ont reçu une attention particulière pour la fabrication de bétons légers. Cependant ces co-produits ne sont pas totalement compatibles avec une matrice cimentaire, d'où un retard de prise, des variations dimensionnelles élevées et des résistances mécaniques faibles des matériaux résultants. Pour pallier ces inconvénients, un procédé d'enrobage d'anas de lin avec différentes substances a été adopté. Les composites élaborés présentent des améliorations significatives de leurs comportement hydrique et résistances mécaniques avec une augmentation modérée de masse volumique apparente et de conductivité thermique. Les phénomènes de transfert d'humidité dans les composites obtenus peuvent influencer de manière significative leur durabilité et performance. En effet la plupart des matériaux utilisés dans le bâtiment sont poreux, contenant de l'eau sous forme vapeur ou liquide. La perméabilité à la vapeur d'eau, les isothermes de sorption et la capacité tampon à la vapeur d’eau ont donc été déterminées. Les résultats obtenus montrent la bonne performance hygrique des éco-composites élaborés. Trois tests de lixiviation ont été proposés pour identifier la spéciation chimique des matériaux et évaluer leurs relargages. Les conditions expérimentales ont été choisies pour simuler différents états des composites dans des environnements externes en service ou fin de vie. Le comportement à la lixiviation des composites élaborés diffère peu selon le traitement subi par les anas et la libération de substances toxiques n'a pas été mise en évidence<br>Due to their low cost, lightness and thermal properties, lignocellulosic byproducts received a particular attention, in the recent years, for manufacturing lightweight concretes. However, these byproducts are not fully compatible with the cement matrix, leading to setting delay, significant dimensional variations, and low mechanical strengths of the composites elaborated. To avoid such drawbacks, a coating process of flax shives using different substances has been adopted in this study. It leads to a reduction in treated shive water absorption compared to raw shives. The composites obtained exhibit significant improvements in hydrous behavior and mechanical strengths with moderate increase in the apparent bulk density and thermal conductivity. The phenomena of moisture transfer in the produced composites can significantly influence the durability and performance of them. In fact most of the materials used in the building area are porous, containing water as vapor or liquid. Therefore the water vapour permeability, sorption isotherms and moisture buffering capacity have been determined. The results obtained show the good hygric performance of the eco-composites elaborated. Three leaching tests have been proposed in this study to identify the chemical speciation of the materials and to evaluate their releasing into the environment. The experimental conditions of the leaching tests have been chosen to simulate different states of our composites in external environments in service or end of life. The leaching behaviour of the cement-based products elaborated differs little according to flax shive treatment and the leaching of toxic substances has not been identified

Ce travail est consacré à l'étude du séchage combiné convection-micro-ondes, le matériau choisi pour l'étude étant un béton cellulaire. Il comporte une partie théorique et une partie expérimentale. D’un point de vue théorique, deux points sont plus particulièrement discutés: la formulation du terme source volumique d'énergie et la modélisation des transferts de chaleur et de masse avec prise en compte du gradient de pression totale de la phase gazeuse. D’un point de vue expérimental, des mesures de perte de masse, de la quantité d'eau évacuée sous forme liquide, des températures et pressions internes ont été réalisées et sont comparées aux résultats théoriques. En parallèle, une étude a été menée sur le phénomène d'expulsion du liquide observable en début de séchage assisté par micro-ondes. Une expérience de drainage a été mise au point. Le modèle testé dans les mêmes conditions donne de bons résultats quantitatifs. En final, le logiciel est utilisé comme un outil d'optimisation, pour quantifier les gains de temps et d'énergie apportés par l'utilisation des micro-ondes en début et en fin de séchage

Après une étude bibliographique traitant des matériaux expansés de nature organique ou minérale utilisés au sein des matériaux de construction, la première partie de ce travail concerne la caractérisation expérimentale et la recherche de critères de rupture et d'expressions de calcul prévisionnelles d'une mousse de verre. Le comportement anisotrope et orthotrope du matériau est particulièrement influencé par les conditions d'expansion et pat les densités relatives de chaque formulation. La seconde partie traite des applications de ce matériau en temps qu'élément d'âme dans des plaques et des poutres "sandwich". A partir d'un modèle expérimental, une méthode de calcul permet d'optimiser le choix et le dimensionnement de l'âme en fonction des conditions de frettage et du retrait induits par les matériaux de parement. Tette recherche définit les limites. D'utilisation de la mousse minérale au sein d'éléments de poutres multicouches soumises à des chargements de flexion<br>This work enter in the general plan of the Va1orisation of an alveolar material in the construction domain. From a bibliographical shedy keting the properties polymeric and mineral of expansed materials, fabrication technicals and realizing elements of these material under a from of sandwich structure, our aim in this research consist in characterizing and to evaluating the potential of a glass foam in the construction domain. This papered memory is composed of three parts: -The first part treat the acknowledgement and the identification of behaviour laws of glass foam for simple loading conditions (tensile, compression,shear) or combined (bending). The dependant parameters of the material's nature and the technical fabrication are, from one hand, the density and from ether hand, the expansion. We show that the anisotropic factors leaded to the technical fabrication and the non conformity of behaviour laws which depend of the configuration mode of the structure and of the the materiel properties. For this, we propose prospective calculus expressions to evalidate the material's elastic behaviour in function of his density and we define of limited stresses from rupture criteria under the quadratic form. The second part of this study is consecrated to the analysis of materials behaviour, either under structural elements form or not a structural. With regard to the first application we propose an original experimental method and a simple principal of exploitation witch permit to eva1uate the internal stresses for induced by the stratification of external coating of a polymeric origin. After validating this method, from the analysis of pathology behaviour of panels and of the cal cul results using the finites elements method, we propose to approach foe the optimisation of the dimensional of composites plates: -The first possibility consist, for a type of coating material, to search a thickness and a foam density compatible, -The second consist to decease the shrinkage of surface polymeric material

Les bétons légers, formés des fibres de bois et d’une pâte de ciment Portland, constituent une nouvelle alternative à explorer pour réduire l’impact environnemental des bâtiments. Ils sont utilisés dans la construction durable, comme des éléments secondaires, pour leurs performances thermiques, hydriques et mécaniques. Cependant, la généralisation de leur utilisation dans le bâtiment ne sera rendue possible sans résoudre certains verrous scientifiques liés à leur caractérisation et à leur formulation. Le présent travail s’inscrit dans cet objectif. Il s’agit de contribuer à la caractérisation de ces bétons légers à base des fibres de bois à travers l’expérience et la modélisation. Le module d’Young et la résistance à la rupture ont été mesurés par des tests de flexion et de compression. Un modèle numérique a été également développé pour prédire le comportement des éprouvettes en flexion et la réponse structurale des systèmes de coffrage permanent. La méthodologie numérique permet ainsi d’aider dans le choix des paramètres optimums pour une meilleure conception des panneaux de coffrage destinés à la construction. L’étude du comportement hygrothermique du matériau de construction bois-ciment a été abordée en s’appuyant sur l’expérience et la simulation. Les équations des transferts couplés de chaleur et d’humidité d’un milieu poreux ont été implémentées dans le logiciel Comsol Multiphysics®. En dernier, le modèle développé a été appliqué et validé sur plusieurs réponses dynamiques issues des tests hygrothermiques réalisés en interne. Les mesures des propriétés physico-thermique du matériau composite bois-ciment ont été ensuite intégrées dans le code Abaqus via une routine utilisateur Umatht dans l’objectif de simuler le comportement thermique à hautes températures des panneaux composites bois-ciment. Les profils des températures sont évalués et comparés à ceux des tests de carbonisation réalisés, à l’aide d’un panneau rayonnant, sur des échantillons exposés à un flux de chaleur uniforme de 6kW/m2. Les simulations montrent que le modèle développé est capable de prédire les profils de températures, la zone et la profondeur de la couche du charbon durant l’exposition au feu<br>Lightweight concretes made from wood fibres and Portland cement paste are a new alternative for the reduction of the environmental impact of buildings. They are used in sustainable constructions as secondary elements for their thermal, hydric and mechanical performance. However, the generalisation of their use is not possible without resolving certain scientific obstacles related to their characterisation. Hence the aim of the present work, which is to contribute towards their characterisation through experimentation and numerical simulation. The Young's modulus and tensile strength were measured through flexural and compression tests. A numerical model has also been developed to predict the behaviour of specimens under bending test as well as their structural response when used as permanent formwork. In particular, the model helps to choose the optimum parameters for a better design of the formwork system. The study of the hygrothermal behaviour of the wood-cement material was carried out using both experimental work and simulation. The equations of coupled heat and moisture transfers for a porous medium have been implemented in the Comsol Multiphysics® software. The developed model has been applied and validated on several dynamic responses resulting from hygro-thermal tests carried out in the laboratory. The obtained physico-thermal properties of the wood-cement composite material were then incorporated into the Abaqus code via a Umatht user subroutine to simulate its high temperature behavior. The temperature profiles are evaluated and compared with the charring tests performed using a radiant panel on samples exposed to a uniform heat flux of 6kW/m². The simulations show that the developed model is able to predict the temperature profiles, the area and the depth of the charred layer during fire exposure

Ce travail se place dans le contexte de l'ingénierie des matériaux de construction et la valorisation des ressources naturelles du CAMEROUN. Les pouzzolanes naturelles permettent de réaliser des bétons légers à la fois isolants et porteurs. L'étude de cette matière première, sur différents aspects (chimique, minéralogique, physique, réactivité avec la chaux, réactivité potentielle aux alcalis), montre que suivant les sites de prélèvement, certains granulats sont plus aptes à être utilisés en tant qu'ajout au ciment après un traitement mécanique, et d'autres comme simples granulats pour la confection des bétons. Les critères classiques de composition des bétons trans osés aux granulats de pouzzolane naturelle, et donc poreux, s'adaptent mal. Une méthode fondée sur l'indice des vides avec une représentation triangulaire du mélange fines, sable, granulat permet d'optimiser la formulation afin d'obtenir un matériau de construction répondant au triple critère fixé : légèreté, résistance mécanique et isolation thermique<br>This study concerns building materials engineering and Cameroon's natural resources. The use of pozzolans allows to elaborate light concretes both thermal insulating and strong. The study of this new material, about a few point of view (chemical, mineralogical, physical, reactivity with lime, potential reactivity with alkalis) shows that, depending) on whether the deposits, some aggregates are better to be used as an admixture for cement after a mechanical treatment and another ones as ordinary aggregates in elaboration of concrete. The aggregates of natural pozzolans are porous, so the classical theory of concrete composition can't be used. A method based on vacuum factor with a triangular diagram of mixture fillers, sand, aggregates, allows to optimize the formulation in getting building material according to the three set tests, lightness, mechanical strength and thermal insulation

Dans un bâtiment, les déperditions thermiques proviennent de diverses parties opaques (mur, toit et plancher) qui peuvent contenir du béton. Il est donc intéressant d'envisager des formulations de béton de structure avec des propriétés d'isolation thermique améliorées. L'utilisation de granulats légers, qui possèdent de bonnes propriétés thermiques grâce à leur structure poreuse, peut être une solution pour améliorer la capacité d'isolation des éléments en béton. Cette technique d'isolation répartie peut permettre d'éviter des dispositifs constructifs lourds tout en répondant aux exigences de la RT 2012. La présente étude a pour objectif d'optimiser le couple performance mécanique - capacité isolante des bétons de granulats légers. Elle repose sur une double approche expérimentale et numérique.Les bétons de granulats légers ciblés ont une masse volumique inférieure à 1500 kg/m3 et une résistance en compression supérieure à 25 MPa. L'influence de la nature des granulats légers, du taux de substitution du sable alluvionnaire par du sable léger, du rapport E/C et de l'ajout de fumée de silice sur les performances mécaniques et thermiques des bétons est étudiée afin de proposer des formulations adéquates pour une large gamme d'usage structurel. Le module d'Young, la résistance en compression, la conductivité thermique et la diffusivité sont mesurées sur 25 formulations de bétons de granulats légers. Le comportement thermique de ces différents bétons en fonction de facteurs climatiques, comme la température et le degré d'humidité est aussi examiné afin d'optimiser leurs propriétés d'isolation thermique. L'ensemble des résultats expérimentaux permet une meilleure compréhension de la relation entre la formulation des bétons de granulats légers et leur rapport performance mécanique / pouvoir isolant. En s'appuyant sur certaines mesures expérimentales, des modélisations numériques reposant sur des techniques d'homogénéisation permettent d'identifier des propriétés thermiques (conductivité thermique, chaleur spécifique) et mécaniques (module d'Young, résistance à la rupture) des granulats légers (gravillons et sables) difficilement mesurables expérimentalement. Connaissant les propriétés thermiques et mécaniques des différents constituants, des modélisations prédictives des comportements macroscopiques des bétons légers sont développées à partir de schémas d'homogénéisation pour des matériaux multi-phases polydisperses. Les outils développés sont comparés et validés par confrontation aux mesures expérimentales pour les différentes familles de bétons de granulats légers étudiés. Ils permettront par la suite d'alléger les coûts et délais des campagnes expérimentales de mise au point des formulations. La modélisation, sur une année, des transferts thermiques à travers une enveloppe de bâtiment en béton de granulats légers permet de quantifier l'amélioration des performances thermiques des bétons de granulats légers par rapport à un béton classique.

Les bétons auto-plaçants (BAP) sont des bétons spéciaux, très maniables, homogènes et stables qui se mettent en place sous le seul effet de la gravité. Grâce à leurs nombreux avantages, les bétons auto-plaçants (BAP) sont aujourd'hui considérés comme étant l'une des innovations les plus marquantes des deux dernières décennies dans le domaine du béton. Plus de 50 % des produits à démoulage différé sont réalisés en BAP. Parallèlement, les bétons légers sont maintenant intégrés dans le contexte normatif et leur utilisation dans l'industrie est croissante du fait notamment de la nouvelle réglementation thermique pour les bâtiments. Ce contexte ouvre la voie aux bétons auto-plaçants légers (BAPL) dont l'utilisation constitue une solution innovante pour répondre encore mieux, aux problématiques de légèreté, d'efficacité énergétique des bâtiments et de productivité. Cependant, la différence de densité entre les granulats légers et la pâte d'une part et le pouvoir absorbant des granulats légers d'autre part, compliquent davantage la formulation et la production des bétons auto-plaçants légers. De plus, les méthodes existantes qui sont pour la plupart empruntées aux méthodes de formulation de BAP traditionnels restent empiriques.Cette thèse vise donc la mise au point d'une méthode de formulation plus rationnelle pour composer des bétons auto-plaçants légers et durables. Cette approche de formation des BAPL est construite autour d'un ensemble de données cohérent dont l'indice de serrage de l'empilement et sur la quantification expérimentale des phénomènes tels que l'absorption dans la pâte de ciment et la ségrégation. A partir de cette méthode, différentes gammes de BAPL sont proposées pour répondent aux critères du cahier des charges en termes de masse volumique réelle sèche et de résistance à la compression. Sa mise en œuvre a permis de simuler et de réaliser des formules de bétons auto-plaçants légers de sable normal (BAPLSN) de classes d'étalement allant de SF1 à SF3, de classes de masse volumique D1.8 et D2.0 et de classes de résistance allant de LC35/38 à LC50/55. Elle a également permis d'explorer les bétons auto-plaçants légers de sable léger (BAPLSL) qui peuvent constituer une solution innovante pour l'industrie du béton dans le contexte de la nouvelle réglementation thermique pour les bâtiments<br>Self compacting concrete (SCC) is generally known as the concrete capable of filling up the given structure only using its self weight without any need for vibration and compaction during pouring process. On the other hand, the structural lightweight concrete (LWC) has emerged due to its lightness and all the advantages related to lower thermal insulating characteristics. The two materials open way to the lightweight self compacting concrete (LWSCC) in order to combine the favorable properties of LWC with those of SCC.However, the difference in density between the lightweight aggregate and cement paste complicate the mix design and production of LWSCC. Furthermore, existing mix design methods which are mostly borrowed from SCC design methods are empirical. Therefore, this thesis aims to develop a rational mix design method for suitable lightweight self-compacting concrete. This approach is built around a set of coherent data whose compaction index of granular skeleton and on the experimental data such as water absorption in the cement paste and segregation. From this method, different ranges of LWSCC are proposed to meet the requirements of the specification in terms of dry density and compressive strength. Its implementation was used to simulate and formulate LWSCC of workability classes from SF1 to SF3, density class from D1.8 to D2.0 and resistance class from LC35/38 to LC50/55. The mix design method also explored the total lightweight self compacting concrete (TLWSCC) that may constitute an innovative solution for the concrete industry in the context of the new thermal regulations for buildings

Ce travail traite de l’auto-cicatrisation bactérienne de béton C35/45 de classe de consistance de S4 et une classe d'environnement d’exposition XF3.Un adjuvant bactérien a été incorporé à la formulation avec une concentration de 105 cellules/ml. Il est constitué de Bacillus Subtilis de peptone et d’extrait de levure. On montre que l’incorporation de l’adjuvant bactérien entraîne une diminution de la porosité et de la perméabilité aux gaz, une augmentation des résistances mécaniques, du module dynamique et une amélioration de la durabilité. Une auto-cicatrisation complète des échantillons micro fissurés a été observée à 44 jours. La validité de l'utilisation du modèle EuroCode 2, pour prédire l’acquisition des résistances au cours du temps, a été vérifiée et validée. Cependant on observe, qu’après 90 jours de cure, l’effet de l’adjuvant bactérien sur les propriétés étudiées s’estompe, phénomène dû au passage des bactéries d’un état actif à un état inactif et par conséquent d’une forme végétative à un état sporulé. Ainsi, l’utilisation de ce type d’adjuvant bactérien ne permettra pas la réparation des structures qui s’endommagent après quelques années de leur mise en service. La méthode, dite « indirecte », semble la mieux appropriée dans ces cas de figure. La bactérie est, alors, immobilisée avec des nutriments dans d'autres matériaux poreux. On propose d’utiliser les granulats légers de type argile expansée. Une étude préliminaire, conduite dans ce travail, consiste à trouver le % de granulats légers à incorporer dans la formulation du béton sans en affecter les propriétés d’usage. Pour ce faire une étude a été réalisée sur le mortier du béton équivalent. Six mortiers ont été élaborés en faisant varier le taux de substitution du sable naturel par le sable leger, Tv (0, 10%, 25%, 50%, 75%, 100%). Elle a conduit à l’établissement de relations entre les propriétés du mortier et sa résistance à la compression ainsi que sa masse volumique, cette dernière propriété étant reliée au taux d’incorporation, Tv, ainsi que la masse volumique du sable.On démontre que Tv=10% est la fraction volumique optimale de granulats légers. Un béton incorporant 10% de granulat léger a été élaboré et ses caractéristiques comparées au béton de contrôle. On montre que le béton incorporant 10% de granulat léger peut être utilisé comme un béton de structure<br>This work deals with bacterial self-healing of concrete of C35 / 45 resistance class, S4 consistency class and an XF3 exposure environment class.A bacterial adjuvant was included in the formulation with a concentration of 105 cells / ml. It consists of Bacillus Subtilis peptone and yeast extract. It is shown that the incorporation of the bacterial adjuvant results in a decrease in porosity and gas permeability, an increase in mechanical strength, dynamic modulus and an improvement in durability. Complete self-healing of micro fissured specimens was observed at 44 days. The validity of the use of the EuroCode 2 model, to predict the acquisition of resistances over the time, was verified and validated. However, it is observed that after 90 days, the effect of the bacterial adjuvant on the studied properties reaches a steady state, due to the passage of bacteria from an active state to an inactive state and therefore of a form vegetative to a sporulated state. Thus, the use of this type of bacterial adjuvant will not allow the repair of damaged structures after a few years of their service life. The so-called "indirect" method seems the most appropriate in these cases. The bacterium is, then, immobilized with nutrients in other porous materials. It is proposed to use expanded clay type aggregates.A preliminary study has been conducted in order to find the percentage of lightweight aggregates to incorporate in the concrete formulation without affecting the properties of use. Hence, six mortars were elaborated by incorporating different volumetric rates of lightweight sand (0%, 10%, 25%, 50%, 75% and 100%). Relationships between the mechanical and thermal characteristics and the compressive strength as well the density of mortars were established. The density was related to the rate of incorporation, Tv, as well as the density of the sand.It is exhibited that Tv = 10% is the optimum volume fraction of lightweight sand. A concrete incorporating 10% of lightweight aggregate has been formulated and its characteristics compared to control concrete. It is shown that concrete incorporating 10% light aggregate can be used as structural concrete

Dans le domaine de l’isolation thermique du bâtiment, les évolutions réglementaires (RT2012)et normatives (NF BPE : Béton à Propriétés Thermiques, septembre 2016) incitent à évoluer vers des bétons isolants et structurels (BIS). La maîtrise de leur conductivité thermique est primordiale. Il est possible, en plus de faire appel à un squelette granulaire léger, de jouer sur la nature de la pâte en utilisant des inclusions qui apporteraient un pouvoir isolant supplémentaire : les cénosphères. Dans un contexte de facilité de mise en oeuvre, à ces propriétés est rajouté le critère auto plaçant des bétons. On parle alors de Bétons Isolants Structurels Autoplaçants (BISAP). La maitrise et la validation de ces nouvelles formules dans le respect d’une approche prescriptive a nécessité la caractérisation des matériaux à différentes échelles (de l’inclusion à l’échelle de l’ouvrage) en développant des approches expérimentales et numériques. Leur comportement à l’état frais et à l’état durci a été analysé. Les conductivités thermiques mesurées placent ces nouveaux bétons dans la catégorie Bétons Isolants Structurels au sens du nouveau référentiel. Le modèle numérique développé permet d’approcher correctement les valeurs expérimentales. D’autre part, la sensibilité des BISAP incorporant des cénosphères à plusieurs indicateurs de durabilité (porosité accessible à l’eau, perméabilité,carbonatation et retrait) a également été étudiée. L’influence des microsphères est plus ou moins notable en fonction du mécanisme abordé<br>In the field of building thermal insulation, regulatory (RT2012) and standards (NF BPE: Béton à Propriétés Thermiques, September 2016) evolutions are encouraging the use of insulating structural concrete (BIS). The control of their thermal conductivity is essential. It is possible, in addition to using lightweight aggregates, to modify the composition of the cement paste by using hollow inclusions (fly ash cenospheres) to bring an additional thermal insulating potential. In a context of improved workability, to these properties is added the criterion of self-compacting concrete. The validation of these new formulas required the characterization of materials at different scales (from inclusion scale to building scale) by implementing experimental and numerical approaches. Their properties at fresh and hardened state were analyzed. The measured thermal conductivities place these new concretes in the Category of Structural Insulating Concrete in the sense of the new standard. The developed numerical model allowed approaching the experimental measurements correctly. The effect of cenospheres’ incorporation into cement paste on several durability indicators was also characterized

Les bétons légers, formés des fibres de bois et d’une pâte de ciment Portland, constituent une nouvelle alternative à explorer pour réduire l’impact environnemental des bâtiments. Ils sont utilisés dans la construction durable, comme des éléments secondaires, pour leurs performances thermiques, hydriques et mécaniques. Cependant, la généralisation de leur utilisation dans le bâtiment ne sera rendue possible sans résoudre certains verrous scientifiques liés à leur caractérisation et à leur formulation. Le présent travail s’inscrit dans cet objectif. Il s’agit de contribuer à la caractérisation de ces bétons légers à base des fibres de bois à travers l’expérience et la modélisation. Le module d’Young et la résistance à la rupture ont été mesurés par des tests de flexion et de compression. Un modèle numérique a été également développé pour prédire le comportement des éprouvettes en flexion et la réponse structurale des systèmes de coffrage permanent. La méthodologie numérique permet ainsi d’aider dans le choix des paramètres optimums pour une meilleure conception des panneaux de coffrage destinés à la construction. L’étude du comportement hygrothermique du matériau de construction bois-ciment a été abordée en s’appuyant sur l’expérience et la simulation. Les équations des transferts couplés de chaleur et d’humidité d’un milieu poreux ont été implémentées dans le logiciel Comsol Multiphysics®. En dernier, le modèle développé a été appliqué et validé sur plusieurs réponses dynamiques issues des tests hygrothermiques réalisés en interne. Les mesures des propriétés physico-thermique du matériau composite bois-ciment ont été ensuite intégrées dans le code Abaqus via une routine utilisateur Umatht dans l’objectif de simuler le comportement thermique à hautes températures des panneaux composites bois-ciment. Les profils des températures sont évalués et comparés à ceux des tests de carbonisation réalisés, à l’aide d’un panneau rayonnant, sur des échantillons exposés à un flux de chaleur uniforme de 6kW/m2. Les simulations montrent que le modèle développé est capable de prédire les profils de températures, la zone et la profondeur de la couche du charbon durant l’exposition au feu<br>Lightweight concretes made from wood fibres and Portland cement paste are a new alternative for the reduction of the environmental impact of buildings. They are used in sustainable constructions as secondary elements for their thermal, hydric and mechanical performance. However, the generalisation of their use is not possible without resolving certain scientific obstacles related to their characterisation. Hence the aim of the present work, which is to contribute towards their characterisation through experimentation and numerical simulation. The Young's modulus and tensile strength were measured through flexural and compression tests. A numerical model has also been developed to predict the behaviour of specimens under bending test as well as their structural response when used as permanent formwork. In particular, the model helps to choose the optimum parameters for a better design of the formwork system. The study of the hygrothermal behaviour of the wood-cement material was carried out using both experimental work and simulation. The equations of coupled heat and moisture transfers for a porous medium have been implemented in the Comsol Multiphysics® software. The developed model has been applied and validated on several dynamic responses resulting from hygro-thermal tests carried out in the laboratory. The obtained physico-thermal properties of the wood-cement composite material were then incorporated into the Abaqus code via a Umatht user subroutine to simulate its high temperature behavior. The temperature profiles are evaluated and compared with the charring tests performed using a radiant panel on samples exposed to a uniform heat flux of 6kW/m². The simulations show that the developed model is able to predict the temperature profiles, the area and the depth of the charred layer during fire exposure

La gestion des déchets agricoles et la promotion de matériaux de construction durables offrent de nombreux avantages considérables. En intégrant des pratiques durables dans le secteur de la construction, nous avons la capacité de réduire notre empreinte écologique en limitant l'exploitation excessive des ressources naturelles.La recherche menée dans la présente étude vise à développer un béton et un mortier de ciment structurels allégés avec des agrégats organiques de grignons d’olive. Deux types d’agrégats ont été utilisés selon qu’ils soient mélangés ou non avec des margines. L'objectif principal de cette étude est l’évaluation expérimentale des propriétés mécaniques et thermiques des éprouvettes de béton et de mortier allégés par rapport aux éprouvettes de béton et de mortier ordinaires. Elles ont été préparées en utilisant des agrégats des grignons d’olive à l’état sec et saturé, avec un pourcentage de substitution de sable naturel variant de 0% à 15%. Les résultats ont montré que la formulation optimale pour la production d’un béton allégé consiste en 5% d’agrégats de grignons d’olive à l’état sec et mélangés avec les margines. Cette formulation, offre de meilleures propriétés mécanique, notamment une résistance à la compression de 25 MPa, une résistance à la traction de 4,61 MPa et un module d'élasticité dynamique de 44,39 GPa. En plus, le matériau réalisé présente une masse volumique sèche réduite entraînant une diminution d’environ 5,69% par rapport au béton de référence.Pour le mortier de ciment, les meilleurs résultats ont été obtenus avec un mélange contenant 5% d’agrégats de grignons d’olive à l’état sec et mélangés avec les margines. Les résultats ont montré un effet marginal sur la résistance à la compression (Rc), atteignant 33,50 MPa, et ce après 28 jours de durcissement. Cependant, pour le béton et le mortier, l'analyse microstructurale a révélé une faible adhérence entre les agrégats de grignons d’olive et la matrice cimentaire au niveau de la Zone de Transition Interfaciale. Les tests expérimentaux ont montré également que l'augmentation de la teneur en agrégats de grignons d'olive réduit la vitesse de propagation des ultrasons et le module d'élasticité dynamique du béton et du mortier allégé ainsi que leur maniabilité tout en augmentant leur porosité.En ce qui concerne les propriétés thermiques des matériaux élaborés, l'incorporation d'agrégats de grignons d'olive a entraîné une amélioration de la résistance thermique. Dans le cas du béton allégé avec 5% d’agrégats de grignons d’olive à l’état sec et mélangés avec les margines, la conductivité thermique (λ) est passée de 1,3 W/m.K (pour l’éprouvette témoin) à 0,86 W/m.K. Dans le cas du mortier de ciment contenant 5% d’agrégats de grignons d’olive à l’état sec et mélangés avec les margines, la conductivité thermique (λ) est passée de 1,1 W/m.K (éprouvette témoin) à 0,87 W/m.K.En conclusion, cette étude a révélé que les matériaux élaborés et testés dans les conditions de laboratoires répondent aux normes requises pour une utilisation générale dans le bâtiment<br>The management of agricultural waste and the promotion of sustainable building materials offer many considerable benefits. By integrating sustainable practices into the construction sector, we have the ability to reduce our ecological footprint by limiting the excessive exploitation of natural resources. The research conducted in this study aims to develop a lightweight structural concrete and cement mortar using organic olive pomace aggregates. Two types of aggregates were used, depending on whether they were mixed with or without olive mill wastewater. The main objective of this study is to experimentally evaluate the mechanical and thermal properties of lightened concrete and mortar specimens in comparison with ordinary concrete and mortar specimens. They were prepared using dry and saturated olive pomace aggregates, with a percentage substitution of natural sand ranging from 0% to 15%. The results showed that the optimal formulation for producing lightweight concrete consists of 5% dry olive pomace aggregates mixed with olive mill wastewater. This formulation offers better mechanical properties, including a compressive strength of 25 MPa, a tensile strength of 4.61 MPa, and a dynamic modulus of elasticity of 44.39 GPa. Additionally, the resulting material has a reduced dry bulk density, leading to a decrease of approximately 5.69% compared to the reference concrete. For cement mortar, the best results were obtained with a mixture containing 5% dry olive pomace aggregates mixed with olive mill wastewater. The results showed a marginal effect on compressive strength (Rc), reaching 33.50 MPa after 28 days of curing. However, for both concrete and mortar, microstructural analysis revealed weak adhesion between olive pomace aggregates and the cement matrix at the Interfacial Transition Zone. Experimental tests also showed that increasing the content of olive pomace aggregates reduces the ultrasound propagation velocity and the dynamic modulus of elasticity of lightweight concrete and mortar, as well as their workability, while increasing their porosity.As regards the thermal properties of the developed materials, the incorporation of olive pomace aggregates led to an improvement in thermal resistance. In the case of lightweight concrete with 5% of dry olive pomace aggregates mixed with olive mill wastewater, the thermal conductivity (λ) decreased from 1.3 W/m·K (for the control specimen) to 0.86 W/m·K. In the case of cement mortar containing 5% of dry olive pomace aggregates mixed with olive mill wastewater, the thermal conductivity (λ) decreased from 1.1 W/m·K (control specimen) to 0.87 W/m·K. In conclusion, this study revealed that the materials developed and tested under laboratory conditions meet the required standards for general use in construction

L’optimisation des performances énergétiques du bâtiment et la réduction des émissions de CO2 générées par le secteur de la construction sont devenus des enjeux majeurs. Il s’agit non seulement de réduire considérablement les consommations d’énergie liées au chauffage et à la climatisation durant la période de fonctionnement des bâtiments mais aussi de choisir des matériaux à faible impact carbone en privilégiant l’utilisation de ressources renouvelables et locales. Ces dernières années ont vu naître un intérêt croissant pour les bétons de chanvre. Ces agromatériaux associent un granulat végétal issu de la tige du chanvre avec un liant minéral. Il en résulte un matériau isolant qui présente une certaine efficacité à réguler les variations de température et d’humidité. Considérés comme multifonctionnels, les bétons de chanvre constituent une alternative écologique aux enveloppes traditionnelles. Face aux matériaux à isolation répartie comme le béton cellulaire ou la brique dont l’impact carbone est élevé, les bétons de chanvre présentent l’inconvénient d’être peu résistants mécaniquement et sont de ce fait associés à une structure porteuse. Ce travail de thèse s’inscrit dans une démarche visant d’une part à diversifier la ressource végétale utilisée pour la confection des agromatériaux de construction en développant un béton innovant incorporant les balles de riz de Camargue et d’autre part à étudier certains procédés dans l’optique d’améliorer les performances mécaniques de ces matériaux après les premiers mois de cure. Le premier objectif a consisté à caractériser la balle de riz naturelle préalablement à son association avec un liant à base de chaux. Les caractéristiques propres au granulat de balles de riz se sont traduites par la fabrication d’un agrobéton moins dosé en eau et de densité apparente plus élevée que celle du béton de chanvre (en restant inférieure à 800 kg.m-3). La conductivité thermique du béton à base de balles de riz s’est montrée similaire à celle du béton de chanvre pour un ratio massique « liant/granulat (L/G) » identique. En revanche, les performances mécaniques en compression se sont révélées plus faibles pour le béton à base de balles de riz après 1 mois de cure à 20°C et 50%HR.Le second axe de travail s’est porté sur le suivi temporel des caractéristiques mécaniques et du durcissement du liant jusqu’à 10 mois de conservation soit à 20°C et 50%HR soit en conditions extérieures. Les bétons de chanvre se sont caractérisés par un gain de résistance en compression plus favorable que celui observé sur les bétons de balles de riz malgré une cinétique de durcissement du liant équivalente. Cette conservation naturelle a été comparée à une cure en carbonatation accélérée (CO2). Les résultats ont montré que ce procédé a permis d’obtenir une résistance en compression 2 mois après la fabrication des éprouvettes équivalente à celle obtenue après 10 mois de conservation à l’extérieur. Considérant que la résistance mécanique du béton à base de balles de riz est limitée par la liaison mécanique liant/particule, ce travail s’est porté également sur l’effet d’un traitement des particules à l’eau de chaux saturée. S’il s’est montré inefficace pour le béton de chanvre, il a permis d’améliorer la résistance en compression des bétons à base de balles de riz.Enfin, cette étude a traité de l’effet d’une cure humide (95%HR) et d’une élévation de température (50°C) sur le durcissement du liant et l’acquisition des résistances mécaniques à court terme. L’étude a été préalablement menée sur des mortiers de chaux. Les résultats ont montré que ce type de cure permet une très forte augmentation de la résistance mécanique du liant après 28 jours par un effet cinétique sur les réactions d’hydratation. Toutefois, ces conditions de cure ont entrainé une perturbation de la zone de transition entre le liant et la particule et par conséquent une dégradation des propriétés mécaniques des agrobétons<br>The improvement of building energy efficiency and the reduction of CO2 emissions from the construction industry have become a major issue over the last years. We need to cut the energy consumption linked to heating and cooling of buildings during their operating period but also to choose materials with low carbon footprint using renewable and local resources.Hemp concretes are more and more used in green construction. These bio-based building materials consist of hemp-derived aggregates mixed with mineral binders and water. These concretes have attractive insulating properties and present some effectiveness in buffering variations of temperature and humidity in buildings. Considered as a multifunctional material, hemp concrete can offer an eco-friendly alternative to traditional building envelopes but have the disadvantage of being very low strength. Unlike cellular concrete or clay bricks, hemp concretes cannot be used as load-bearing materials but for infilling walls with a wood timber frame. The aim of this thesis work is, on the one hand, to diversify plant aggregates used for the manufacturing of bio-based concretes by developing an innovative material based on local rice husk from the Camargue area and on the other hand to investigate some processes in order to increase mechanical strength of these materials after the first months of curing. The first objective of this work was to characterize rice husks prior to incorporating them in a lime-based mix. Intrinsic features of rice husks led to the manufacturing of a new bio-based concrete designed with a lower water content and a higher apparent density than hemp concrete (by remaining below 800 kg.m-3). Thermal conductivity of rice husk concrete was comparable to that of hemp concrete for a given « binder on aggregates (B/A) » mass ratio. Nevertheless, mechanical performances in compression have proved lower for the rice husk concrete after one month of hardening at 20°C and 50%RH. The second line of the work dealt with the evolution of mechanical properties and binder hardening over time. Specimens were cured during 10 months either at 20°C and 50%RH or exposed outdoors. Hemp concrete exhibited a higher compressive strength gain over time than that achieved for rice husk concrete despite a same hardening kinetics. This curing under natural carbonation was compared to an accelerated one (CO2 curing). Accelerated carbonation provided the opportunity to obtain the same compressive after 2 months than that reached after the outdoor exposure during 10 months. Considering that compressive strength of rice husk concrete is restricted by the bonding strength between the binder and the aggregates, this work also focused on the effect of a lime-water treatment of plant aggregates. This latter was not efficient for hemp concrete but increased compressive strength of rice husk concrete. Finally, the effect of a moist curing (95%RH) and elevated temperature (50°C) on binder hardening and strength development of bio-based concretes was investigated. This aspect was also studied on lime-based mortars. The results showed that this type of curing led to a strong increase of mechanical strength for the binder after 28 days due to kinetic effects on hydration reactions. Nevertheless, these curing conditions were detrimental to the transition zone between the binder and the plant aggregates and consequently counterproductive for the mechanical performances of bio-based concretes