Dissertations / Theses: 'Composites de ciment – Perméabilité'

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Mercado, Mendoza Hugo Ramiro. "Transferts aqueux à travers les matériaux cimentaires partiellement saturés." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1722/.

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Abstract:

Les propriétés de diffusivité ont une importance capitale dès lors que la durabilité de tout ouvrage fait à base d'un matériau cimentaire est concernée. A son tour, l'influence de la microstructure des matériaux cimentaires sur les propriétés de transfert est avérée et dépend à la fois des caractéristiques du matériau lui-même mais aussi de son vécu et des conditions d'environnement. En conditions de fonctionnement, le matériau cimentaire n'est que très rarement dans un état de saturation complète. Depuis de nombreuses années la communauté scientifique a mis en exergue le manque de données expérimentales sur la diffusion aqueuse en milieu insaturé. L'objectif essentiel de ce travail de recherche consiste en la détermination du coefficient de diffusion d'une espèce ionique à travers des matériaux cimentaires partiellement saturés. Une approche fondée sur l'analogie entre diffusion ionique et conduction électrique - établie par la relation de Nernst-Einstein - et sur le concept de facteur de forme, a été ici mise en oeuvre. Ainsi, un protocole expérimental basé sur l'essai de spectroscopie d'impédance électrochimique, ainsi qu'une procédure d'analyse des mesures, par application d'un modèle électrique de la microstructure des matériaux, ont été développés. Une étape de validation a été effectuée au moyen d'un essai électrocinétique sur des matériaux saturés. Le caractère géométrique du facteur de forme qui reflète la configuration du réseau poreux, indépendamment de la force ionique et de la composition de sa solution porale, a été mis en évidence. Le coefficient de diffusion de l'ion chlorure a été calculé en conséquence, montrant la pertinence de la méthode proposée. Cette méthode a permis de déterminer le coefficient de diffusion d'une espèce ionique au travers de différents matériaux partiellement saturés. Il a été montré que le facteur de forme dépend aussi du degré de saturation du matériau. De même, le coefficient de diffusion s'avère une grandeur intrinsèque du matériau, via son réseau poreux et son état hydrique, et de l'espèce diffusante. Les profils d'évolution du coefficient de diffusion en fonction du degré de saturation ont montré l'existence de voies préférentielles pour le transfert d'espèces ioniques à travers les matériaux. Ces voies semblent être associées, en toute logique, aux principaux modes poraux ainsi qu'à la porosité ouverte totale du matériau
The diffusivity properties are of great importance as far as the durability of a construction made of cement-based materials, such as a particular solution for radioactive waste disposal, is concerned. Besides, the influence of material microstructure on transfer properties is recognized and ensues both from the characteristics of the material itself as well as from its history and environment conditions. In service conditions, cement-based materials are seldom at a fully saturated state. The scientific community has long since ascertained the lack of experimental data on aqueous diffusion in non-saturated medium. The main purpose of this work is to determine de diffusion coefficient of an ionic species through partially saturated cement-based materials. An approach has been proposed on the basis of the analogy between ionic diffusion and electrical conductivity - given by the Nernst-Einstein relationship - and the formation factor concept. Accordingly, an experimental programme based on the electrochemical impedance spectroscopy test, together with a data analysis procedure using an electrical model of material microstructure, have been developed. A first validation study has been carried out by means of an electrokinetic test on saturated materials. The geometric character of the formation factor, reflecting the pore network configuration whatever the pore solution ionic force or composition, has been shown. As a consequence, the diffusion coefficient of chloride ion has been calculated, highlighting the suitability of the proposed method. This method has allowed to determine the diffusion coefficient of an ionic species through several partially saturated materials. It has been observed that the formation factor depends also on the material saturation level. Thus, the diffusion coefficient turns out to be an intrinsic parameter of the material, through its pore network and its solution content. The shapes of evolution of the diffusion coefficient as a function of saturation level have shown the existence of leading paths for ionic species transfer through materials. In a logical way, these paths seem to be related to the main pore modes, but also to the total open porosity of the material

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Mougel, Éric. "Mise au point d'un composite ciment-bois dont les variations dimensionnelles vis-à-vis des variations d'humidité sont contrôlées." Nancy 1, 1992. http://www.theses.fr/1992NAN10405.

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Abstract:

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.

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Abdalla, Aly Hussein. "Optimisation et performance des bétons incorporant de la poudre de verre comme un remplacement partiel du ciment Portland." Mémoire, Université de Sherbrooke, 2012. http://hdl.handle.net/11143/6146.

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Abstract:

L'utilisation des ajouts cimentaires tel que, la fumée de silice, les cendres volantes et les laitiers est une activité courante au Canada en raison des conditions climatiques sévères. Au Québec, ces matériaux ne sont pas disponibles, ce qui implique leur transport sur des distances considérables. La poudre de verre est un matériau pouzzolanique fabriqué au Québec et présente ainsi l'avantage de remplacer partiellement ces matériaux cimentaires. Il est rapporté qu'un taux de remplacement partiel de 20% du ciment portland par la poudre de verre a des effets bénéfiques sur le développement des propriétés mécaniques et sur la durabilité du béton. Le taux d'incorporation optimal de la poudre de verre peut varier en fonction du rapport E/L, le dosage en liant et leur interaction. Il est difficile de déterminer l'effet de l'interaction entre lés paramètres de formulation sur les propriétés du béton par les méthodes conventionnelles. Alors, un plan factoriel composite à deux niveaux a été conçu pour déterminer l'effet des trois facteurs, ainsi que de leurs interactions sur les résistances en compression et la perméabilité aux ions chlore aux différents âges. Les facteurs modélisés dans ce plan factoriel sont; le rapport E/L, le taux d'incorporation de verre et le dosage en liant (kg/m [indice supérieur 3] ). Tous les modèles statistiques sont valides pour des rapports E/L entre 0,35 et 0,60, des pourcentages de la poudre de verre entre 10% et 40% et des dosages en liant entre 335 kg/m [indice supérieur 3] et 415 kg/m [indice supérieur 3]. Des mélanges de validation sont utilisés pour évaluer la fiabilité des modèles proposés. Le rapport entre les valeurs prédites et les valeurs mesurées se situe entre 0,83 et 1,15 ce qui indique une bonne fiabilité des modèles proposés. Le rapport E/L est le paramètre qui a le plus d'influence sur la résistance en compression à tous les âges et sur la perméabilité aux ions chlores à 28 jours. Par contre, le taux d'incorporation de la Poudre de verre a le plus d'influence sur la perméabilité aux ions chlore à 56, 91 et 180 jours grâce à la réactivité pouzzolanique de la poudre de verre. Des courbes iso-réponses sont établis pour comprendre l'évolution des propriétés du béton en fonction des différents paramètres de formulation. Elles montrent que l'incorporation de 20% de la poudre de verre aux bétons formulés avec un rapport E/L de 0,45 procure une perméabilité aux ions chlores inférieure à 1500 Coulombs à 56 jours. Cette valeur de perméabilité peut être obtenue à 56 jours en remplaçant 30% du ciment par la poudre de verre quelque soit le rapport E/L considéré. Une valeur de la résistance en compression à 28 jours de 35 MPa peut être obtenue en utilisant des bétons formulés avec un rapport E/L de 0,45 et incorporant 20% de poudre de verre. Cette valeur de la résistance à 28 jours peut être obtenue aussi avec des bétons formulés avec un rapport E/L de 0,42 et contenant 30% de poudre de verre. Des mélanges binaires et ternaires proportionnés avec un rapport E/L de 0,45 et incorporant de la poudre de verre affichent des bonnes propriétés mécaniques, ainsi que des bonnes caractéristiques de durabilité dans les milieux agressifs. Ces bétons développent des gains significatifs des propriétés mécaniques entre 28 et 91 jours. L'utilisation de la poudre de verre comme un ajout cimentaire alternatif présente une avenue très intéressante pour avoir des bétons durables et économiques.

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Al-Mohamadawi, Ali Abdullah Hassan. "Contribution à l'étude de l'impact de l'environnement vis-à-vis d'éco-matériaux lignocellulosiques." Thesis, Amiens, 2016. http://www.theses.fr/2016AMIE0040/document.

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Abstract:

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
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

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Al-Mohamadawi, Ali Abdullah Hassan. "Contribution à l'étude de l'impact de l'environnement vis-à-vis d'éco-matériaux lignocellulosiques." Electronic Thesis or Diss., Amiens, 2016. http://www.theses.fr/2016AMIE0040.

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Abstract:

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
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

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Benkemoun, Nathan. "Contribution aux approches multi-échelles séquencées pour la modélisation numérique des matériaux à matrice cimentaire." Phd thesis, École normale supérieure de Cachan - ENS Cachan, 2010. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00657311.

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Abstract:

L'objectif principal de cette thèse est de développer un modèle numérique capable de proposer une représentation fine des phénomènes de fissuration pour les matériaux quasi-fragiles à matrice cimentaire. Dans ce sens, l'échelle pertinente retenue est l'échelle mesoscopique. L'échelle mesoscopique est ici de l'ordre du centimètre et le matériau peut être considéré comme bi-phasique (agrégats inclus dans un mortier, contenant lui même des inclusions de taille inférieure). Par ailleurs, de part la diversité des phénomènes de fissuration pour les matériaux quasi-fragiles comme le béton, il est nécessaire de mettre en place un modèle capable de représenter explicitement les fissures à l'interface agrégats/mortier et/ou dans n'importe quelles des deux phases (agrégats et mortier). La modélisation numérique des phénomènes de fissuration proposée s'inscrit, ici, dans le cadre de la méthode des éléments finis à discontinuité forte. Plus précisément, la fissure est ici définie comme l'apparition d'une discontinuité de déplacements ou encore d'une zone d'épaisseur nulle dans laquelle toutes les déformations sont localisées. Elle correspond au cas extrême des bandes de localisation observées dans les sols ou les roches avec une largeur des bandes tendant vers zéro. Par ailleurs, le modèle proposé intégre aussi une discontinuité faible (discontinuité de déformations) afin de capturer les hétérogénéités sans que le maillage soit contraint. Finalement le but est d'intégrer ce meso-modèle dans le cadre d'une approche multi-échelle séquencée permettant le transfert des informations du niveau mesoscopique vers le niveau macroscopique ou au moins sa borne inférieure, le Volume élémentaire Représentatif. Cette approche séquencée permet, par exemple, de déterminer une surface de rupture macroscopique (dans l'esprit d'une fonction seuil) intégrant les principales caractéristiques des matériaux cimentaires.

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Pham, Ngoc Phuong. "Rubberized cement-based composite as material for large surface applications : effect of the rubber-cementitious matrix bond." Thesis, Toulouse 3, 2018. http://www.theses.fr/2018TOU30077.

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Abstract:

La capacité de déformation améliorée et la résistance à la fissuration par retrait rendent les composites cimentaire caoutchoutés adaptés aux applications de grande surface telles que les chaussées et les rechargements minces adhérents à base cimentaire. Cependant, le défaut d'adhérence entre les agrégats de caoutchouc et la matrice cimentaire, bien connu, demeure nuisible aux propriétés mécaniques et de transferts de ces matériaux. De plus, en raison de la faible rigidité des granulats caoutchouc, il est universellement accepté une réduction de certaines propriétés mécaniques des composites caoutchoutés à base de ciment. Néanmoins, leurs propriétés de transfert pourraient être compétitives avec le mortier à base de granulats naturels si la liaison à l'interface caoutchouc-ciment est améliorée. Afin d'améliorer l'interface, les granulats caoutchouc ont d'abord été revêtus d'un copolymère styrène-butadiène et après densification complète de ce copolymère à la surface des agrégats caoutchouc, ils ont été incorporés au mélange cimentaire. Dans un premier temps, une analyse microstructurale utilisant la microscopie électronique à balayage (MEB), la spectrométrie de rayons X à dispersion d'énergie (EDS) et la diffraction des rayons X (DRX) a permis de préciser que la pâte de ciment adhérait fermement aux granulats caoutchouc revêtus de copolymère. Dans un second temps, les propriétés mécaniques et de transfert de ce mortier ont ensuite été comparées à celles du mortier témoin (granulats naturels) et de deux autres mortiers caoutchoutés dans lesquels l'un d'entre eux a été ajouté un désentraineur d'air pour produire un mélange caoutchouté ayant la même teneur en air que le mortier témoin. Les résultats ont démontré une interface améliorée du caoutchouc-ciment fournissant une amélioration significative des propriétés de transfert telles que la perméabilité à l'air et l'absorption capillaire d'eau. Cependant, la diminution des propriétés mécaniques (résistance à la compression et module d'élasticité) demeure en raison de la faible rigidité des granulats caoutchouc. Quant à la résistance à la traction et la résistance résiduelle post-pic témoignent d'une énergie de rupture plus élevées dans le cas de granulats revêtus du copolymère, démontrant un effet de pontage amélioré rendu possible par la liaison entre les granulats caoutchouc et la matrice de ciment. Cet effet de pontage a également contribué à améliorer la résistance des composites caoutchoutés à la fissuration par retrait empêché Afin d'étayer les effets d'une interface caoutchouc-ciment améliorée, la durabilité des mortiers caoutchoutés dans des environnements agressifs a été étudiée. En ce qui concerne l'attaque à l'acide acétique, une faible profondeur dégradée et une réduction de la perte de masse et de résistance à la compression des mortiers caoutchoutés revêtus de copolymère ont été observés par rapport au mortier témoin. Le mortier caoutchouté enduit de copolymère se comporte également mieux en empêchant la diffusion du sulfate de sodium dans le composite. La dégradation des mortiers dans des environnements agressifs a également été évaluée sur la base d'une variable d'endommagement. Il en ressort que les matériaux caoutchoutés revêtus de copolymère étaient plus durables que les matériaux non traités exposés à des environnements agressifs
Properties of improved strain capacity and high shrinkage cracking resistance make rubberized cement-based composites suitable for large surface applications such as cement-based pavements and thin bonded overlays. However, bond defect between rubber aggregates (RA) and cement matrix is well-known and detrimental to properties of rubberized cement-based materials. It is universally accepted a reduction in some mechanical properties of rubberized cement-based composites mainly due to low stiffness of RA. Nevertheless, their transfer properties could indeed be competitive with control mortar (without RA) if bond at rubber-cement matrix interface is improved. In order to enhance the interface, RA were firstly coated with styrene-butadiene copolymer and after complete densification of this copolymer on surface of RA, they were mixed with the pre-mixed cementitious mixture. Microstructural analysis using Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-ray Spectrometry (EDS), and X-Ray Diffraction (XRD) clarified that cement paste bonded firmly on copolymer-coated RA. Mechanical and transfer properties of this mortar were then compared to that of control mortar and two rubberized mortars in which one of them air-detraining admixture was added to produce rubberized mixture with the similar air content as the control mortar. Findings have demonstrated an enhanced rubber-cement matrix interface provided a significant improvement on transfer properties such as air permeability and water capillary absorption. However, a reduction in mechanical properties (compressive strength and modulus of elasticity) was still observed due to low stiffness of RA. Rubber coating appeared to limit the reduction in tensile strength and to result in a higher residual post-peak strength and fracture energy, demonstrating an improved material bridging effect made possible by the bond between RA and cement matrix. The bridging effect also contributed to improve resistance of rubberized composites to shrinkage cracking even under high restrained conditions. Based on above-mentioned characteristics, the study further investigated the durability of rubberized mortars under aggressive environments to observe the effects of RA incorporation and of an enhanced rubber-cement matrix interface. Regarding acetic acid attack, a low degraded depth and a reduction in loss of both mass and compressive strength of rubberized mortars, especially the one incorporating copolymer-coated RA, were observed compared to the ones of the control mortar. The coated rubberized mortar also behaves better in preventing sodium sulfate diffusion into the composite. The degradation of mortars under aggressive environments was also evaluated based on a damage variable, which was defined as a relative change in equivalent load-resisting area of mortar specimens between their original condition and at a given time when they were exposed to acid or sulfate solutions. From damage variable values, it can be concluded that coated rubberized mortar was more durable than the untreated one against aggressive environments. The durability of untreated and coated rubberized mortars under freeze-thaw cycles was also carried out and compared to that of control mortar. The rubberized cement- based composites were more resistant to freezing and thawing than the control one, especially in terms of dimensional expansion. The better performance can be attributed to high energy absorption of RA and to higher porosity, lower water capillary absorption and high strain capacity of rubberized mortars. Rubber coating, even reducing the permeability of rubberized cement-based composites, still remained high durability of their applications under frost environment

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Munzer, Charlotte. "Etude de l'action d'un bioadjuvant aux substances extracellulaires sur la microstructure et les caractéristiques de surface de pâtes cimentaires pour des bétons plus éco-respectueux." Thesis, Strasbourg, 2016. http://www.theses.fr/2016STRAD028/document.

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Abstract:

L’influence de l’incorporation d’un produit bio sourcé comme adjuvant dans les matériaux cimentaires tant à l’état frais qu’à l’état durci a été étudiée. La présence du bioproduit ne provoque pas de modifications sur les résistances mécaniques et sur la microstructure des pâtes de ciment (ATG/ATD et DRX). Des essais de caractérisation du réseau poreux de mortiers et pâtes cimentaires ont montré un effet du bioproduit sur la qualité de la peau des échantillons. Un protocole de réalisation et de conservation d’échantillons de pâte cimentaire a été mis au point afin de permettre différents essais sur des surfaces identiques dans le cas du projet « substances extracellulaires pour les bétons » impliquant des partenaires microbiologistes. L’étude de l’évolution de l’angle de contact dynamique d’une goutte d’eau posée sur des pâtes de ciment a montré que la présence du bioproduit favorise l’étalement au détriment de la pénétration de celle-ci au sein du matériau, en modifiant la tortuosité des capillaires de la matrice cimentaire. Une méthode d’analyse d’évolution de l’angle de contact en fonction du diamètre de la goutte a été développée et validée avec des données de la littérature. Cette technique originale a permis une détermination précise des angles d’avancée et de recul sur des substrats poreux
The influence of the incorporation of a product organically sourced in cementitious materials (at fresh and hardened state) was studied. The presence of the bioproduct does not cause changes on mechanical strength and on cement past microstructure (TGA / DTA and XRD). Porous network characterization tests on mortar and cement paste showed an effect of bioproduct on the quality of skin samples. A protocol of realization and conservation of cement paste samples was developed in order to allow various tests on same surfaces for the microbiologists partners of the « extra cellular substances for concrete » project. The study of the evolution of the dynamic contact angle of a drop of water placed on cement pastes showed that the presence of the bioproduct favored at the expense of spreading the penetration of water within the material, modifying the tortuosity of the capillaries of the cementitious matrix. An analytical method of drop behaviour (contact angle versus diameter) was developed and validated with literature data. This original technique allowed an accurate determination of the angles of advance and retreat on porous substrates

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Mimoun, Mostefa. "Etude de matériaux composites argile-ciment-fibres." Grenoble 2 : ANRT, 1987. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb37608074v.

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Chemloul, Lotfi. "Détermination expérimentale des diffusivités hydriques de matériaux de construction. Etude des facteurs d'influence." Toulouse 3, 1996. http://www.theses.fr/1996TOU30298.

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Abstract:

Apres un rappel du comportement physique de l'eau dans les materiaux particuliers que sont ceux a base de liant hydraulique tels que la pate de ciment durcie, les mortiers, nous presentons, brievement, le modele physique macroscopique permettant de decrire les transferts d'humidite en milieux poreux. L'objectif de ce travail est de determiner experimentalement les facteurs d'influence de la diffusivite hydrique, parametre essentiel du modele. Nous presentons, tout d'abord, pour des conditions isothermes et lorsque l'echange d'humidite se fait sous forme vapeur, l'influence de l'hysteresis. Nous comparons alors les diffusivites obtenues par calcul a partir des proprietes a l'equilibre et en regime permanent a celles obtenues en regime dynamique. Les resultats montent une bonne correlation. Nous avons ensuite etudie l'influence des cures thermiques, de la purete de l'eau sur le comportement en imbition et en sechage des materiaux. Les conclusions essentielles que l'on peut tirer sont: influence du traitement thermique sur l'etat initial ; faible influence de la purete d'eau ; grande influence du type de sollicitation hydrique alimentation liquide, sechage, alimentation vapeur. Ces differents elements ne sont pas encore pris en compte dans les modeles existants qui devront etre perfectionnes dans le futur

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Meziani, Hacène. "Comportements mécanique et hydraulique d'un mortier : étude expérimentale." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2002/50376-2002-133.pdf.

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Abstract:

Le présent travail s'intégre dans un vaste programme de recherche sur les matériaux cimentaires. Il s'agit en l'occurrence du projet géo "couplage fissuration-dégradation chimique dans les structures en béton" initié et piloté par trois organismes, l'ANDRA, le CEA et EDF. La mission essentielle de cet ensemble était de connaître l'influence de la fissuration sur la dégradation dans les matériaux cimentaires dans les conditions d'un stockage de déchets radioactifs. Notre contribution est de quantifier l'influence d'un chargement différentiel sur les propriétés de perméation d'un mortier. La pérennité d'un stockage est dictée par la résistance qu'oppose le matériau constitutif à la pénétration d'agents agressifs. La perméabilité est le plus souvent utilisée pour évaluer cette résistance. Donc le comportement mécanique du mortier est étudié sous charge hydrostatique et sous charge différentielle pour huit niveaux de pression et une mesure des variations de perméabilité (K) au gaz est faite avec le chargement. La première partie du mémoire est vouée à l'exposé des aspects liés aux mesures de K dans les milieux poreux. Après une revue succincte des outils de caractérisation d'une phase poreuse, l'accent est mis sur les difficultés associées aux fluides utilisés pour mesurer K. Dans la seconde partie, nous décrivons la méthodologie expérimentale adoptée en cette étude. On y développe les opérations nécessaires et on y présente la méthode de mesure de perméabilité employée. Dans la troisième partie, nous présentons et commentons les résultats expérimentaux obtenus. Les aspects mécaniques sont séparés des aspects hydrauliques. La première partie de ce chapitre est dédiée au comportement du matériau sous sollicitation isotrope, la seconde à son comportement sous chargement différentiel. La dernière partie complète le rapport par une étude comparative comparative sur quelques types de roches.

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Farha, M'hamed. "Conception de composites ciment-verre à porosité minimale." Lyon, INSA, 1990. http://www.theses.fr/1990ISAL0046.

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Abstract:

L'utilisation de. Sable dans les formulations des composites ciment verre (CCV) a commencé dans les années 70 afin de réduire le retrait de la matrice. A l'origine,le rapport sable/ciment était de 0. 3; avec le développement des équipements,ce rapport a été graduellement augmenté pour atteindre aujourd'hui la valeur l. Les CCV ainsi réalisés présentent une porosité ouverte importante ce qui,d'une part augmente leur perméabilité et, d'autre part, rend leur structure interne accessible à l'humidité et aux différents agents corrodants ou polluants de l'atmosphère. Le présent travail a pour objet la réduction de cette porosité. Une répartition granulaire de la silice suivant une droite en fonction de d ( d étant le diamètre des grains) permet d'obtenir une matrice à compacité maximale présentant des résistances initiales élevées. L'ajout de métakaolin et de carbonate de calcium améliore 1 rhéologie des pâtes et favorise l'obtention de pores fermées favorables à l’imperméabilité relative de la matrice cimentaire hydraté. L'emploi d'un fluidifiant(de type mélamine) et d'un accélérateur de prise et de durcissement permet des démoulages très rapides aussi bien en vibration qu'en projection, ce qui représente un intérêt économique non négligeable
[The glass fibre reinforced composites (GFRC) has been used since 1970 in order to reduce the shrinkage of the cementitious· matrix. First the sand/cement ratio was about 0,3 ; yet thanks to the development of the equipments it has been increased to reach l. Thus, the composites precasted as mentioned above are characterized by an important opened porosity. It increases their permeability. On the one hand and leaves their internal structure open to humidity and the various corrosive or polluting atmosphere on the ether one. The aim of this work was to reduce this porosity. The granular distribution of sand following a Dmax linear function (Dmax is the particle's maximal diameter) enables the obtention of a maximal compactness matrix characterized by high early strengths. The addition of metakaoline and calcium carbonate improves the pastes rheological behaviour and helps to the obtention of closed pores witch reduce the hydrated cemented matrix permeability. The use of super-plasticizer and quick setting and hardening additions permits fast demolding in vibration as well as in projection. This operation is of la considerable economical interest. ]

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Claudot-Loosveldt, Hélène. "Étude expérimentale des comportements hydraulique et poromécanique d'un mortier sain ou dégradé chimiquement." Lille 1, 2002. https://pepite-depot.univ-lille.fr/RESTREINT/Th_Num/2002/50376-2002-175.pdf.

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Abstract:

De nombreux ouvrages, à base de matériaux à matrice cimentaire sont soumis à l'action d'un fluide, laquelle peut générer des risques de dégradation plus ou moins importants. Cette dégradation peut être soit mécanique, soit d'origine hydraulique entraînant une lixiviation du matériau. La lixiviation des matériaux cimentaires par les eaux de ruissellement se manifeste essentiellement par la dissolution des principaux produits d'hydratation du ciment : la portlandite et les silicates de calcium hydratés. Cette dissolution entraîne une modification des propriétés physiques du matériau. Nous avons étudié l'évolution de certaines de ces propriétés en fonction de l'état de dégradation du matériau cimentaire. Nous avons donc, d'abord, caractériser le matériau cimentaire sain en tant que milieu poreux, par des mesures de porosité, de perméabilité avec différents fluides, et des paramètres poroélastiques. Ensuite, nous avons procédé à la dégradation chimique des échantillons de mortier. En laboratoire, les phénomènes de lixiviation par les eaux de ruissellement peuvent être simulés par immersion des échantillons dans une solution de nitrate d'ammonium concentrée. Il en résulte une cinétique de dégradation dépendant essentiellement de phénomènes de diffusion et fortement accéléré par rapport aux phénomènes réels. L'état de dégradation se mesure alors en terme d'épaisseur dégradée. Enfin, nous avons caractérisé le matériau cimentaire dégradé en tant que milieu poreux, en effectuant à nouveau des mesures de porosité, de perméabilité et des paramètres poroélastiques sur les échantillons plus ou moins lixiviés. La dégradation chimique du matériau cimentaire entraîne une perte de masse due à la dissolution des hydrates, une augmentation de porosité et donc de perméabilité, et une modification des paramètres élastiques et poroélastiques, plus difficilement mis en valeur sur des échantillons partiellement dégradés donc non homogènes.

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Magat, Julie. "Apport de l’Imagerie par Résonance Magnétique dans l’étude des mécanismes de structuration des matériaux cimentaires : application au suivi des modifications engendrées par le séchage." Paris Est, 2008. http://pastel.paristech.org/5182/01/Remerciements_jmagat_debut.pdf.

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Abstract:

L’objectif de ce travail est d’étudier les évolutions microstructurales des matériaux cimentaires au cours de l’hydratation et d’analyser les dégradations physico-chimiques de ces matériaux lorsqu’ils sont soumis au séchage. Ces évolutions sont caractérisées par les mesures de teneur en eau et de porosité qui sont des paramètres clés pour l’évaluation de la durabilité des matériaux. L’originalité du travail réside en l’utilisation de l’Imagerie par Résonance magnétique IRM. Nous présentons une synthèse bibliographique sur les matériaux cimentaires et sur l’IRM qui permet d’accéder à la densité protonique caractéristique de la teneur en eau et aux temps de relaxation qui donnent une information sur la distribution poreuse. Les résultats sont ensuite identifiés aux données obtenues par des techniques expérimentales du génie civil. Enfin deux problématiques inhérentes aux matériaux cimentaires qui sont l’analyse de l’hydratation et le couplage hydratation/séchage sont étudiées
The aim of the work is to study microstructural evolution of cementitious materials during hydration process and to analyse modifications due to drying effect. Two durability parameters are studied: water content and porosity. An original way for the investigation is to use Magnetic Resonance Imaging MRI. First, we present a bibliographic synthesis for cementitious materials and for MRI applied on porous media to analyse proton density linked to water content and relaxation NMR which gives information of pore size distribution. Then, results obtained with relaxation and MRI, are compared and identified with common destructive methods commonly used in civilengineering. Finally we analyze two important phenomena on cementitious materials: hydration process and hydration coupled to drying

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Elbouazzaoui, Othmane. "Caractérisation de la perméabilité transverse de nouveaux renforts multiaxiaux cousus pour composites structuraux." Saint-Etienne, EMSE, 2004. http://www.theses.fr/2004EMSE0003.

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Abstract:

Parmi les renforts secs utilisés actuellement dans l'industrie, les multiaxiaux cousus NC2 offrent les propriétés mécaniques les plus intéressantes résultant de leur excellente homogénéité. Malheureusement, cette homogénéité induit des difficultés d'infiltration de la résine, i. E. La perméabilité des NC2 est très faible. Dans ce travail, nous étudions essentiellement la perméabilité transverse des renforts NC2 en régime saturé, avec quelques résultats préliminaires en régime transitoire. Avec un montage spécifique, fiabilisé puis validé par des mesures de répétabilité, la perméabilité transverse de trois types de NC2 est caractérisée en régime saturé. Les résultats font apparaître systématiquement des perméabilités faibles, de l'ordre de 10-13m2, mais surtout un différentiel de perméabilité selon la face qui reçoit le fluide. Ce phénomène est tout à fait original, il est réversible et reproductible, l'écart de perméabilité entre les faces variant de 0,17 à 0,52 selon le matériau testé. L'étude en surface des trous de couture ne peut justifier ce phénomène ni même les différences de perméabilité entre les matériaux. Par contre, une mesure 3D de la structure complète des trous pourrait apporter des éclaircissements quant à ce différentiel. En régime transitoire, un montage spécifique utilisant des capteurs à fibres optiques pour détecter le front de fluide permet de confirmer le différentiel de perméabilité observé en régime saturé. Ces résultats permettent de plus de vérifier que la perméabilité diminue lorsque la fraction volumique de fibres augmente. Enfin, les perméabilités sont environ 8 fois plus élevées en régime transitoire. Des mesures complémentaires en régime saturé devront porter sur l'effet de la fraction volumique de fibres sur la perméabilité. En régime transitoire, les mesures doivent être fiabilisées. En complément de ces mesures, une étude morphologique plus systématique doit être entreprise afin d'apporter des réponses quant au différentiel de perméabilité observé pour les NC2
Among the dry reinforcements used industrially, the multiaxial knitted NC2 yield the best mechanical properties owing to their enhanced homogeneity. Unfortunately, this homogeneity induces some problems for the resin to infiltrate the reinforcements, i. E. NC2 permeability is very low. In the present work, we focus mainly on transverse permeability of NC2 reinforcements in saturated regime, with few preliminary results in transient regime. With a dedicated apparatus, validated with repeatability measurements, the transverse permeability of three types of NC2 is characterized in saturated regime. Results exhibit systematically very low permeabilities, of the order of 10 -13m2, but above all a differential in permeability depending on the face receiving the fluid. This odd phenomenon appears to be reversible and reproducible, the permeability difference varying from 0. 17 to 0. 52 depending on the material tested. Studying the superficial geometry of the stitching hole can neither justify this phenomenon, nor explain the permeability changes between the material types tested. On the contrary, a 3D measurement of the complete stiching hole geometry may bring some hints regarding the permeability differential. In transient regime, a specific apparatus using optical fibres to detect the fluid flow front permits to confirm the permeability differential observed in saturated regime. These results ammow to verify that permeabilities decrease for increasing fibre volume fractions. Finally, permeabilities are around 8 times greater in transient regime. Complementary measures in saturated regime should focus on the effect of the fibre volume fraction on the permeability. As for the transient regime, measurements must be made more reproducible. As a complement, a more exhaustive morphological study should be carried out to bring some answers concerning the permeability differential

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Abdelmoumen, Saïd. "Contribution à l'étude des déformations différées sous charge constante de composites ciment-caoutchouc." Amiens, 2009. http://www.theses.fr/2009AMIE0104.

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Abstract:

L’équipe IMAP du Laboratoire des Technologies Innovantes (LTI) a déjà réalisé plusieurs travaux qui ont apporté une grande contribution à la valorisation de déchets de caoutchouc provenant de pneus usagés. Cette activité présente un intérêt écologique certain et répond aux législations actuelles en matière de déchets. Les travaux antérieurs ont montré la faisabilité d’une association matrice cimentaire/granulats de caoutchouc, ont étudié le comportement physico – mécanique, hydrique et thermique, ont apporté des solutions au grand problème des matériaux cimentaires (peu déformables et très sensibles à la fissuration), et permis la mise au point d’un matériau capable de supporter des déformations importantes ce qui permet des applications plus durables. Ce travail s’inscrit dans la continuité de ces travaux. L’objectif est d’étudier le caractère différé du comportement de ces matériaux et d’établir des lois liant l’amplitude des déformations différées sous chargement de fluage et la déformation élastique aux caractéristiques des granulats et à leurs proportions. Le travail est composé de deux parties : La première partie est consacrée à la réalisation et l’analyse d’essais expérimentaux dans des conditions climatiques contrôlées, pour différents paramètres de formulation (taille des granulats, proportions volumiques des granulats et nature des granulats), différentes contraintes, différentes températures et différentes durées de cure. La deuxième partie est consacrée à l’écriture de modèles prédictifs des déformations différées pour permettre de formaliser l’influence de certains paramètres sur le comportement différé des composites étudiés. Le but est aussi de montrer une optimisation possible des essais expérimentaux rendus difficiles et contraignants par la complexité du matériau et la durée relativement longue de ce type d’expérimentation si l’on veut rendre compte de la durée de service du matériau. Les résultats expérimentaux sont confrontés aux résultats numériques ce qui permet également de mieux comprendre le comportement du matériau soumis à une charge constante en fonction du temps.

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Beraldo, Antonio Ludovico. "Généralisation et optimisation de la fabrication d'un composite biomasse végétale-ciment à variations dimensionnelles limitées vis-à-vis des variations de l'humidité." Nancy 1, 1994. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/SCD_T_1994_0076_BERALDO.pdf.

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Abstract:

Le but de notre travail sur les composites biomasse végétale-ciment a été, à la demande des industriels, de satisfaire aux trois paramétres suivants : a) masse volumique inférieure à 1200 kg par métre cube ; b) résistance à l'écrasement supérieure à 4 MegaPascal ; c) variations dimensionnelles, dans les conditions de la norme française, pour les bétons légers inférieures à 1 millimètre par métre. Pour se faire nous avons établi un protocole comportant quatre étapes : a) élimination des substances inhibitrices à la prise du ciment (Iavage à l'eau chaude à 80°C durant 2 heures) ; b) traitement de l'interface des particules de biomasse végétale (10% de bitume pulvérisé) ; c) ajout de substances minérales et/ou de certains additifs à la matrice ciment ; d) cure des éprouvettes à l'issue de leur fabrication (cycles de séchage et d'immersion dans l'eau) La durée d'atteinte de la stabilité dimensionnelle restant trop grande pour une application industrielle, nous avons cherché à la réduire, soit par des traitements de carbonatation, soit en minimisant la durée des étapes de séchage et d'immersion des éprouvettes. Sans avoir abouti à une solution optimale, nous pensons avoir mis en évidence l'influence des étapes de retrait et d'immersion dans l'eau sur l'atteinte de la stabilité dimensionnelle.

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Oriol, Madeleine. "Etude de la réaction pouzzolanique ciment-métakaolin par traitement micro-ondes : application à l’élaboration de composites ciment-fibres." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0053.

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Abstract:

La présente étude concerne l'hydratation par voie microondes de matrices cimentaires contenant du métakaolin et utilisées dans les Composites Ciment-Verre (CCV). Les conditions de traitement micro-ondes ont été optimisées et comparées aux résultats obtenus à température ambiante. La consommation de chaux a été mesurée par Spectrométrie Infra-rouge et Analyse Thermique Différentielle. Il a été démontré que l'activité pouzzolanique du métakaolin est plus importante sous champ micro-ondes, autorisant la -. Réduction de moitié de la quantité de métakaolin nécessaire pour consommer tout l'hydroxyde de calcium libéré par le ciment. Les caractéristiques mécaniques de mortiers et CCV ont été mesurées. Des résistances initiales élevées et une faible porosité peuvent être obtenues avec la technique de cure micro-ondes. Il apparaît que la température générée rapidement à l'intérieur même du matériau conduit à une accélération thermique de la prise. Une modification de la morphologie des hydrates a été observée au Microscope Electronique à Balayage
The present study deals with the microwave hydration of metakaolin lended cement used in Glass Fiber Reinforced Cement Composites (GRCC). Microwave treatment conditions have been optimized and compared to the results obtained with room temperature curing. Lime consumption has been measured by means of Infrared Spectrometry and differential Thermal Analysis. It was shown that the pozzolanic activity of metakaolin is enhanced by the microwave treatment, allowing halfway reduction of the necessary amount of metakaolin to consume the total calcium hydroxide generated by cement. Mortars and RCC mechanical characteristics have been measured. It was shown that high initial resistances and law porosity can be obtained with the microwave curing technique. It appears that the temperature generated inside of the material itself leads to the thermal acceleration of setting. A modification of hydrates morphology was observed by §canning Electron Microscopy

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Nunez, Romain. "Problématique de la mesure de la perméabilité transverse de pre-formes fibreuses pour la fabrication de structures composites." Saint-Etienne, EMSE, 2009. http://www.theses.fr/2009EMSE0028.

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Abstract:

L'étude porte sur l'établissement d'une méthodologie de mesure de la perméabilité transverse de préformes fibreuses. Les pièces de grandes dimensions et/ou fortes épaisseurs tendent à être produites par des procédés où la résine liquide s'écoule à travers l'épaisseur d'un renfort sec, sous l'action d'une dépression (Liquid Resin Infusion ou LRI). L'optimisation du procédé exige la connaissance et la maîtrise de la perméabilité du milieu fibreux, ce qui a justifié cette étude. L'analyse bibliographique montre que la mesure de la perméabilité souffre d'une absence de normalisation et d'une description peu précise cette grandeur. Les principaux phénomènes à l'origine de dispersion, le race-tracking et la manipulation des échantillons, perturbent fortement les résultats. Les dispersions moyennes enregistrées par les différents protocoles de mesures employés sont de l'ordre de 20%. De même, le choix des matériaux utilisés varie suivant les publications. On observe une large utilisation des fibres de verre, qui permettent une bonne détection des fronts d'écoulement, mais ne correspondent pas aux fibres utilisées dans les pièces structurales. Concernant le fluide, une incertitude subsiste sur son influence sur les valeurs mesurées et conduit in fine à un panel de fluides très disparate. Enfin la description des protocoles de mesures expérimentales est souvent trop sommaire pour pouvoir comparer les différentes études. Un cahier des charges a donc été mis en place pour définir une méthodologie de mesure précise pour cadrer ce travail. Cette nouvelle approche s'appuie sur un nouveau montage de mesure de la perméabilité transverse, associé à la définition d'un protocole de mesure. Le choix des éléments mécaniques s'est basé sur le respect des dimensions visées ainsi que des conditions générales de sécurité applicables à son utilisation en milieu industriel. L'originalité est de proposer un bon contrôle de l'épaisseur de l'échantillon pendant l'essai et deux chambres co-cylindriques permettant de réduire l'influence du race-tracking. Le protocole de mesure a été spécialement développé pour réduire le nombre de manipulations des échantillons. La chaîne d'acquisition de mesures, outre les mesures de pression et de vitesse habituelles, utilise une méthode de mesure optique de l'épaisseur en temps réel dont les essais de validation ont montré une résolution conforme aux calculs d'erreurs effectués. Dans le but de valider cette approche expérimentale, la répétabilité ainsi que la reproductibilité ont été caractérisées. Le choix du matériau de calibrage s'est porté sur un tissu d'arrachement, dont la rigidité de la structure, due à son motif d'armure toile, limite l'erreur intrinsèque à la nature textile du renfort sur la mesure finale. Les résultats ainsi obtenus estiment la répétabilité et la reproductibilité de cette approche à respectivement 1. 6% et 5. 5%. L'analyse du facteur humain sur les résultats obtenus montre des valeurs moyennes globalement identiques, mais les dispersions enregistrées varient suivant l'expérience de l'opérateur à appliquer le protocole de mesure. Quatre types de renforts fabriqués à base de fibre de carbone ont été testés : un satin de 5 décochement 1, un sergé 2x2, une nappe multi-axiale à base de nappes unidirectionnelles et un tissu appelé quasi unidirectionnel, où les fils de chaînes sont en fibres de verre suivant une contexture très faible. Chacun de ces tissus est caractérisé géométriquement puis testé suivant le protocole établi. Les résultats montrent qu'un tissé possède une plus grande perméabilité transverse que les nappes unidirectionnelles (de l'ordre de deux ordres de grandeur), mais l'ajout de trous de passage, notamment les fils de couture, peut permettre de ramener la valeur de ces derniers au même niveau que les tissés. Concernant la caractérisation de la dispersion, un nouveau paramètre, la densité de points de blocage, associé à la déformabilité du motif d'armure, montre que plus cette densité est élevée, plus les dispersions enregistrées sont faibles. La mesure de la perméabilité transverse de tissés dont la densité de points de blocage est faible sera donc, de par la nature même du renfort, l'objet d'une dispersion importante. Outre le développement et la caractérisation d'une nouvelle approche expérimentale, cette étude a montré que la réduction de la dispersion sur ce type de mesures est difficile, puisque la nature même du renfort induit une grande partie de dispersions observées. La problématique serait d'utiliser des modèles numériques qui puissent simuler cette dispersion en fonction du type de renfort utilisé, en conservant cependant la moyenne obtenue par mesures expérimentales suivant une norme à définir. L'approche expérimentale ainsi que le tissu de calibrage utilisés dans cette étude pourraient ainsi fournir un support bien défini de comparaison
This study deals with the reduction of the measurement scatter of the through-thickness permeability of fibrous performs in industrial environment. Now, large-sized or thick composite parts of aircraft tend to be manufactured by forcing the resin through the thickness of preforms, the resin flow being driven by a depression (Liquid Resin Infusion process, or LRI). The optimization of the process requires to assess and control the permeability of the fibrous media. First, the literature shows that the permeability parameter clearly suffers from a lack of standards. The main identified causes inducing some scatter are the race-tracking phenomenon and the sample handling. Present experimental studies reveal a scatter higher than 20% in average on the permeability values. A large panel of materials is used in tests that prevents from any reliable synthesis. We observe a frequent use of glass fibre preforms, which generally allow a good detection of the fluid flow, but extensions to carbon fibres utilized in structural parts might be hazardous. Regarding the test fluid, some doubt remains about its specific influence, that leads to the use of various fluids in papers. Most of the time, the experimental operating instructions are not so clear to allow any inter comparison. This present approach is based on a new through-thickness permeability measurement device, combined with precise experimental operating instructions. The mechanical parts have been designed according to dimensional and safety specifications required in industrial environment. The main advances basically rely on the good control of the sample thickness all along the measurement process and the reduction of the race-tracking effect by using two co-cylindrical fluid chambers. The experimental protocol has been specially developed to reduce the number of operations needed to handle the sample. The fluid pressure, velocity and the thickness of the perform, derived form optical measurements, are continuously monitored. Repeatability and reproducibility tests have been performed to check the experimental approach. A peel ply has been chosen as a reference fabric, because of the rigidity of its plain weave pattern, that reduces the intrinsic error due to the textile feature of the sample. The repeatability and reproducibility have been shown to be 1,6% and 5,5% respectively. The human factor analysis shows that mean values measured by different operators can be very closed, but the scatter is dependant of the user's own experience to follow the guidelines. Finally, four carbon fibre fabrics have been tested : a 5x1 harness satin, a 2x2 twill fabric, a multi axial fabric based on unidirectional fabrics and a quasi unidirectional fabric, with glass fibres along the weft direction. Each of these fabrics has been geometrically defined and tested. Results show that woven fabrics exhibit a lower through-thickness permeability than unidirectional based fabrics (about two orders of magnitude), but adding holes in those latter, like stitching holes, can reduce this difference. Concerning the analysis of scatter, a new parameter, the locking point density, associated with the deformability of the fabric pattern, shows that the higher this density is, the lower the scatter is. The through-thickness permeability measurement of woven preforms with a low locking point density will therefore lead to some scatter of the results. The work reveals that scatter reduction of permeability measurements is still a challenge, because of the intrinsic nature of the textile samples. Links with numerical models that can simulate the structural scatter should be made in the future, the present setup and the reference fabrics would be useful to provide well-based comparisons

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Houssais, Loïc. "Conception et élaboration d'un banc de test infrarouge pour études à haute température de matériaux composites : application aux bétons de bois à matrice argileuse." Amiens, 2004. http://www.theses.fr/2004AMIE0418.

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Siebold, Alain. "Contribution à l'étude des interfaces dans les composites à matrice ciment." Mulhouse, 1998. http://www.theses.fr/1998MULH0545.

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Abstract:

L'objectif de l'étude était de comprendre comment les propriétés interfaciales entre des granulats et un ciment pouvaient être affectées par une modification de la surface des granulats ou de la microstructure de la zone de transition dans les mortiers et bétons, puis de déterminer l'influence de telles modifications sur les propriétés massiques de composites à matrice ciment. Les propriétés de surface des granulats ont été déterminées en utilisant et développant une méthode fondée sur l'équation de Washburn, qui relie l'angle de contact d'un liquide à la cinétique d'ascension de ce liquide à travers une colonne de poudre compactée. Nous avons montré, en particulier, le caractère hydrophobe prononcé des poudres modifiées par greffage de différents organosilanes, notamment à chaînes alkyle. Nous avons ainsi pu mettre en évidence que les propriétés de surface des granulats modifient le développement de la microstructure au voisinage des renforts, ce qui a des conséquences non seulement sur la résistance de la zone de transition entre granulat et ciment (analysée par un test de clivage), mais également sur les propriétés massiques des mortiers (résistance en compression). Cette conclusion est d'importance car une modification des caractéristiques de surface des granulats peut éventuellement se produire in situ dans un mortier lorsque des molécules d'adjuvant s'adsorbent sur ces granulats.

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Bouhrara, Driss. "Comportement mécanique en rigidité et à rupture d'un matériau composite fibres-ciment." Lyon 1, 1993. http://www.theses.fr/1993LYO10261.

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Abstract:

Le present travail vise a apporter une contribution a l'etude du comportement mecanique en rigidite et a rupture d'un materiau composite fibres-ciment. La premiere partie, a caractere bibliographique, positionne la recherche tant du point de vue scientifique que technologique: difficultes de caracterisation de ces materiaux heterogenes, difficultes de modelisation du comportement en deformation des structures mettant en uvre ces composites, difficultes de mise en uvre de ces materiaux dans le contexte classique du genie civil. La seconde partie est consacree a l'elaboration de techniques experimentales originales aptes a identifier les differentes constantes elastiques et le comportement en rigidite des composites fibres-ciment. Dans le cas de formulations de composites modeles elaborees suivant des procedures de transformations industrielles, l'analyse experimentale est particulierement originale vis-a-vis de l'etude du comportement en deformation de plaques soumises a des chargements multiaxiaux et vis-a-vis de la representation graphique polaire apte a decrire les facteurs d'anisotropie propres au materiau. Vis-a-vis de la rupture, apres une analyse fine des mecanismes d'endommagement ou des causes de ruines des composites fibres-ciment, la recherche porte sur la validation d'un element fini fissurant apte a modeliser le comportement ultime des composites doues d'un comportement fragile soumis a des conditions de chargement uni et multi-axial. La derniere partie, synthese et conclusion, est consacree a l'analyse critique des methodes experimentales et numeriques mises en uvre, a une confrontation de la performance de ces methodes vis-a-vis de celles retenues a partir de l'etude bibliographique

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Deschryver, Laurent. "Résistance à la fissuration des composites fibres ciment : rôle joué par les fibres." Paris, ENMP, 1989. http://www.theses.fr/1989ENMP0162.

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Abstract:

L'effet des fibres sur le comportement d'une éprouvette entaillée de ciment renforce par des fibres se traduit par la stabilité de la propagation de la fissure. Le principal mécanisme responsable de cet accroissement de la résistance à la fissuration, au cours de la propagation, est la microfissuration en avant de la pointe de la fissure. Ce phénomène est lie à la nature de la matrice cimentaire, matériau heterogene contenant de nombreux défauts se propageant pendant le changement. Ses effets peuvent être calcules par la mécanique linéaire de la rupture, appliquée aux microfissures. Une étude statistique, basée sur le concept de faisceau des fibres, permet d'établir les relations entre les propriétés des fibres et la résistance à la fissuration des ciments renforces par des fibres

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Labbani, Fayçal. "Contribution à l'étude d'un composite cimentaire à base de déchets de caoutchouc : influence des variations de températures sur son comportement mécanique." Amiens, 2006. http://www.theses.fr/2006AMIE0605.

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Abstract:

Le présent travail apporte une contribution sur le plan expérimental à l’étude du comportement d’un composite cimentaire à base de déchets de caoutchouc, issus de l’industrie automobile, sous l’effet des variations de température. Dans un premier temps, nous faisons une synthèse bibliographique sur les différentes filières de valorisation de ces déchets. Cette étude a montré qu’actuellement, aucune filière existante n’est capable de résorber l’énorme quantité de ces déchets. Afin de préserver l’environnement, la recherche de nouvelles voies de valorisation paraît nécessaire. Des études sur leur recyclage dans les matériaux de construction en les incorporant dans une matrice cimentaire, sous forme de granulats, ont été effectuées. Ces travaux ont montré la faisabilité d’association matrice cimentaire / granulats de caoutchouc ainsi que l’intérêt de ces inclusions dans l’amélioration de la déformabilité et du comportement thermo-hydrique de ces composites.

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Tchamba, Jean Claude. "Contribution à l'étude expérimentale du comportement des matériaux cimentaires au jeune âge : pression, rhéologie et perméabilité." Lorient, 2008. http://www.theses.fr/2008LORIS112.

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Abstract:

L’avènement des Bétons Autoplacants a apporté d’importantes évolutions dans le secteur du Bâtiment et des Travaux Publics, notamment l’apparition de coffrages complexes destinés à recevoir les volumes importants de béton. Cependant, les outils de caractérisations expérimentales encore empiriques n’ont pas connu le même essor et se cherchent encore. Le travail réalisé est une contribution expérimentale permettant de caractériser le comportement des matériaux à matrice cimentaire à l’état frais notamment les BAP. L’objectif est de suivre l’évolution des contraintes de structuration et des paramètres intrinsèques (particulièrement le seuil de cisaillement) de ces matériaux avant, pendant et après la mise en œuvre. Des expérimentations de pressions interstitielles couplées à de la rhéologie ont été effectuées sur des pâtes de ciment et des bétons à température constante (20°C). Les mélanges étudiés ont été fabriqués avec le même ciment. L’approche consiste entre autre à croiser les résultats obtenus à l’aide d’une colonne coffrante, d’un rhéomètre de laboratoire pour mieux cerner le comportement des matériaux testés. Une première campagne d’essais a permis de s’intéresser aux problèmes de reprises des contraintes de cisaillement aux parois à l’aide de trois dispositifs pour déterminer les contraintes de structuration. Un essai sur colonne permettant de mesurer la pression interstitielle et la pression verticale est réalisé. De plus, une étude portant sur les contraintes aux interfaces a été menée en s’appuyant sur l’évolution de la masse apparente d’une plaque immergée dans les matériaux étudiés. Enfin, des essais de mesure de retrait endogène ont été menés en parallèle avec les essais sur la colonne. Dans un second temps, un rhéomètre rotatif, à géométrie Vane couplé à des capteurs de pressions interstitielles a été développé pour décrire les caractéristiques rhéologiques de ces matériaux. Le but est de suivre l’évolution de l’aptitude à l’écoulement du matériau. Dans ce contexte, l’évaluation des paramètres intrinsèques selon le modèle de Bingham a été réalisée. Les résultats montrent l’influence des paramètres de la composition sur les propriétés rhéologiques. Enfin, du fait de notre interrogation sur l’évolution des propriétés de transfert lorsque le matériau frais est au repos, une campagne expérimentale visant à caractériser la perméabilité d’une pâte de ciment fraîche par le biais d’essai œdomètrique et de filtration est présentée. Nous mesurons ainsi précisément les tassements du matériau sous charge en conditions drainantes ainsi que l’évolution des perméabilités lors de la maturation d’une pâte de ciment
The advent of the Self Compacting Concretes brought important evolutions in the sectors of building behaviour of materials with cementing matrix in a fresh state in particular self compacting concrete. The objective is to follow the evolution of the constraints of structuring and the intrinsic parameters (particularly the threshold of shearing) of these materials, before, during and after the implementation. Experiments of pore water pressures coupled with rheology were carried out on pastes cement and concretes at constant temperature 20° C. The studied mixtures were manufactured with same cement. The approach among other things consists in crossing the results obtained using a casing column, of a rheometer of laboratory for better determining the behaviour of materials tested. A first trial run made it possible to be interested in the problems of recoveries of shear stresses the walls using three devices to determine the constraints of structuring. A test on the column making it possible to measure the pore water pressure and the vertical pressure is carried out. Moreover, one study relating to the constraints with the interfaces was undertaken while being based on the evolution of the apparent mass of a plate immersed in studied materials. Lastly, the dimensional checks of endogenous withdrawal were carried out in parallel with the tests on the column. In the second time, a rotary rheometer, with Vane geometry coupled to interstitial pressure pick-ups was developed to describe the rheological characteristics of these materials. The aim is to follow the evolution of the flow property of material. In this context, the evaluation of the intrinsic parameters according to the model of Bingham was carried out. The results show the influence of the parameters of the composition on the rheological properties. Lastly, because of our interrogation on the evolution of the properties of transfer when the fresh material is at rest, an experimental campaign aiming at characterizing the permeability of a cement paste fresh by device of test oedometric and filtration is presented. We thus precisely measure compressing of material under load in conditions draining as well as the evolution of the permeabilities during the maturation of a cement paste

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Alberto, Mario Michaque Miguel. "Faisabilité de composites bois-ciment destinés à la construction de maisons au Mozambique." Nancy 1, 2001. http://www.theses.fr/2001NAN10059.

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Cherubin-Grillo, David. "Caractérisation et modélisation du comportement mécanique d'une plaque ondulée en composites ciment/verre." Clermont-Ferrand 2, 2001. http://www.theses.fr/2001CLF21283.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans un projet de substitution de l'amiante par la fibre de verre dans certains produits du bâtiment tels que la plaque ondulée de recouvrement. Selon une démarche d'optimisation, il s'agit ici de proposer une modification de la microstructure du matériau constitutif permettant de réduire le coût global de la plaque sans dégrader les propriétés mécaniques. La plaque d'étude présente une microstructure fortement hétérogène. Une caractérisation mécanique du matériau constitutif a été envisagée. Elle doit respecter des critères normalisés de dimensionnement. Pour un essai normalisé, l'étude expérimentale et la simulation du comportement mécanique d'une plaque ondulée ont été abordées. L'étude du matériau a révélé la sensibilité des propriétés mécaniques des composites ciment/verre à divers paramètres microstructuraux. Elle a mis en évidence une modification significative de la morphologie des porosités dans la matrice cimentaire avec la quantité et le format des microrenforts, un effet notable est obtenu sur la résistance de la matrice à la 1ère fissuration. Elle a monté également que d'autres paramètres, tels que la quantité, le format ou lorientation des renforts plus longs, ont une influence significative sur la limite à rupture du composite. L'étude expérimentale de la plaque a été menée en essai normalisé de flexion 3 points sens long. Une instrumentation spécifique a permis d'identifier les propriétés mécaniques représentatives de son comportement telles que la LOP locale et la LOP apparente. Elle a montré que l'endommagement naît et se développe essentiellement dans le creux des ondes sollicité en traction, il progresse par multifissuration. La rupture catastrophique provient de la coalescence de fissures dans la région de contrainte maximale. L'étude a révélé le creux d'onde comme région de 1ère fissuration. Pour la modélisation mécanique de la plaque ondulée, les propriétés matérielles sont déduites d'essais pratiqués sur des échantillons de plaque. La simulation a validé, notamment dans les régions de contrainte maximale, le seuil de 1ère fissuration identifié lors de l'étude expérimentale ainsi que la loi de comportement bilinéaire anisotrope injectée dans le modèle pour représenter la réponse du matériau. Une modification de la microstructure du matériau peut ainsi être considérée via les paramètres de la loi de comportement. Ce modèle simple à mettre en oeuvre permet d'étudier le comportement de la plaque à microstucture modifiée.

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Cheumani, Yona Arnaud Maxime. "Étude de la microstructure des composites bois/ciment par relaxométrie RMN du proton." Thesis, Bordeaux 1, 2009. http://www.theses.fr/2009BOR13827/document.

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Abstract:

La relaxométrie RMN bas champ du proton (20 MHz) a été utilisée au cours de ce travail pour étudier d’une part, les phénomènes mis en jeu dans les composites bois/ciment (CBC) lors de la phase d’hydratation, et d’autre part, le comportement des composites durcis conditionnés en atmosphère humide ou immergés dans l’eau. Dans une première partie, la relaxométrie a permis de suivre simultanément la transformation de l’eau évaporable en hydrates, et l’évolution de la microstructure du ciment, tout au long de la prise. Elle a également permis d’observer les transferts d’eau entre la matière végétale et la matrice de ciment et d’évaluer la compatibilité entre les différentes essences de bois et le ciment. Dans une deuxième partie, l’impact de certaines modifications chimiques du bois ou de la matrice sur l’hydratation du ciment a été étudié. Différents comportements ont été observés en fonction des fonctions chimiques greffées à l’intérieur du bois ou de l’adjuvant chimique incorporé dans la matrice. Enfin, dans une troisième partie, le comportement des composites durcis vis-à-vis de l’eau, ainsi que leurs performances mécaniques, ont été évalués
In this work, low field proton NMR relaxometry (20 MHz) was applied to study wood-bonded cement composites hydration and the behaviour of hardened composites conditioned in humid atmosphere or immersed in water. In a first part, relaxometry was used to simultaneously follow the transformation of evaporable water into hydrates and the microstructure development during cement setting and hardening. This technique was also used to observe water transfer from wood to the cement matrix and to evaluate wood cement compatibility. In the second part, the influence of wood or matrix chemical modification on cement hydration was studied. Different behaviours were observed depending on the chemical group grafted unto wood or the chemical admixture added to the matrix. In the third part, the effect of moisture and the mechanical properties of hardened composites were evaluated

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Vallée, Franck. "Durabilité des composites polymères/ciment : application au cas des enduits minces sur isolants." Grenoble INPG, 1999. http://www.theses.fr/1999INPG0138.

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Abstract:

L'etude du vieillissement des composites polymeres/ciment induit par des contraintes d'ordre climatique est proposee en vue d'ameliorer la durabilite de ces materiaux. Elle est abordee par le biais d'un domaine restreint qu'est l'isolation thermique par l'exterieur (ite). La perte de souplesse des enduits au cours des phases de vieillissement ne peut s'interpreter par la degradation du polymere dans un milieu particulierement agressif pour lui. Par contre, la post-hydratation du ciment, initialement peu hydrate, explique le developpement d'une matrice minerale rigide au sein du composite. Cette faible hydratation initiale resulte d'une evaporation d'eau tres rapide, encore favorisee par l'adsorption de macromolecules organiques (ethers cellulosiques, particules de latex, tensioactifs,) qui creent une barriere hydrophobe autour du grain de ciment. Le systeme de stabilisation du latex joue un role de tout premier ordre dans l'interaction polymere/ciment. Cette derniere est le fruit d'une forte affinite entre les sites polaires de chacune des phases. Une molecule polyfonctionnelle aura ainsi tendance a s'adsorber a plat sur le grain de ciment et fera davantage obstacle a l'hydratation. Ce type de configuration favorise le developpement d'une matrice constituee d'une phase organique continue dans laquelle les particules minerales sont emprisonnees. Les contraintes hygrothermiques que subit le materiau au cours de son existence conduisent au developpement d'hydrates tres cristallises (ettringite, aluminates cubiques) et de csh sous forme fibreuse qui confinent le polymere dans une porosite tres fine. L'investigation d'une utilisation de liants hydrauliques particuliers ressort comme une voie interessante a suivre.

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Nauleau, Élodie. "Évolution au cours du temps des propriétés physiques et mécaniques des matériaux cimentaires d’un puit géothermique basse énergie." Thesis, Paris Est, 2013. http://www.theses.fr/2013PEST1132/document.

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Abstract:

Tout au long d'un puits géothermique basse énergie (jusqu'à 2000 mètres de profondeur), du ciment est utilisé dans les espaces annulaires entre les tubages et les formations géologiques environnantes. Son rôle est de garantir les étanchéités, la tenue mécanique des couches et la protection du tubage. La qualité et la tenue dans le temps de ces ciments sont importantes. Compte tenu du gradient géothermique, des circulations d'eau chargée en éléments chimiques au sein de l'aquifère et des fortes contraintes dues à la profondeur, l'hydratation du ciment est susceptible d'être influencée significativement. En effet, ces facteurs peuvent à long terme contribuer à une dégradation prématurée du puits. L'objectif de ce travail est d'étudier les effets des conditions environnementales des puits géothermiques (la température, la pression et les concentrations en NaCl) sur les propriétés physiques et mécaniques des pâtes de ciment en passant par une étude microstructurale poussée. Pour cela, plusieurs coulis de ciment ont été échantillonnés sur un chantier géothermique en Ile de-France. Sur ce chantier, le coulis ciment de classe G et le coulis de ciment allégé en bentonite sont utilisés tout au long du puits. Les pâtes de ciment durcies réalisées en laboratoire ont été étudiées en utilisant une méthodologie basée sur des mesures non destructives (vitesse du son, fréquence de résonance, perméabilité) et destructives (module de Young, résistance à la compression, conductivité thermique). Les propriétés thermiques et physico-mécaniques des pâtes de ciment durcies issues de ces mesures ont été couplées à des observations microstructurales par diffraction de rayon X, par microscopie électronique à balayage et par porosimétrie par intrusion de mercure. Les résultats ont montré que les analyses microstructurales sont corrélables avec les propriétés physico-mécaniques et qu'elles sont de bons indicateurs de l'état de ces ciments dans les puits. Ce travail de thèse propose une méthodologie de mesure fiable. En effet, les nombreux essais réalisés et leurs analyses ont permis de déterminer les relations qui permettent de prédire la résistance à la compression des pâtes de ciment d'un puits géothermique. Enfin et quels que soient les paramètres environnementaux appliqués, des relations empiriques ont pu être proposées. Ces dernières, en reliant les résultats de méthodes non destructives avec ceux de méthodes destructives permettront de déterminer les propriétés des pâtes de ciment d'un puits géothermique sans passer par des essais destructifs
In low energy geothermal wells (up to 2000 meters deep), cement is used in the annular space, between the casing and surrounding geological formations. Its role is to ensure the zonal isolation, the mechanical strength of the layers and the protection of the casing. The quality and stability over time of these cements are important. Given the geothermal gradient, water circulations loaded in chemical elements in the aquifer and strong confining stresses due to the depth, cement hydration is likely to be significantly influenced. Indeed, these factors may in the long term contribute to premature degradation of the well. The objective of this work is to examine the effects of environmental conditions of geothermal wells (temperature, pressure and concentrations of NaCl) on the physical and mechanical properties of cement pastes and microstructural inverstigations. Several grouts were sampled on a geothermal project in Ile de France. On this project, the class G cement grout and cement with bentonite grout are used throughout the well. Hardened cement pastes prepared in the laboratory were studied using a methodology based on non-destructive (ultrasonic wave velocity, resonance frequency, permeability) and destructive measurements (Young's modulus, compressive strength, thermal conductivity). Thermal and physico-mechanical properties of hardened cement pastes from these measures were coupled with microstructural observations by X-ray diffraction, scanning electron microscopy and mercury intrusion porosimetry. The results showed that the microstructural analyses concur with the physico-mechanical properties and are good indicators of the state of the cement in the well. This thesis proposes a reliable testing methodology. Indead, many tests and analyses provide relationships that predict the compressive strength of cement pastes a geothermal well. Finally, and irrespective of the environmental conditions applied, empirical relationships have been proposed. These link relations the results of non-destructive methods with those from destructive tests and can be used to determine the properties of cement pastes without carrying out destructive tests in geothermal wells

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Pascal, Serge. "Comportement mécanique de composites mortier-polymère." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0851.

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Abstract:

L'objectif de ce travail était d'apporter une meilleure compréhension de l'influence des latex sur les propriétés mécaniques des mortiers. Par ailleurs, nous avons modélisé leur comportement afin de réaliser des simulations numériques d'un "essai-métier". Pour cela, nous avons tout d'abord élaboré des composites mortier-styrène butadiène avec un rapport massique polymère sur ciment variant de 0 à 15 %, tout en contrôlant l'effet entraîneur d'air du latex et l'hydratation du ciment. Nous souhaitons obtenir des matériaux présentant peu de différences vis-à-vis de ces deux paramètres. Nous avons ensuite réalisé des analyses sur les pâtes à l'état frais (air occlus, temps de prise, conductivité électrique) comme à l'état durci (DRX, spectroscopie infrarouge, porosimétrie au mercure) afin de vérifier si leurs phases minérales étaient effectivement de même nature. Nous avons également étudié la façon dont les phases polymère et minérale étaient agencées. La caractérisation mécanique des matériaux a été réalisée à partir d'essais de compression uniaxiale et de flexion trois points. Nous avons montré en particulier que la percolation de la phase polymère en un réseau continu améliore la résistance mécanique des composites en flexion trois points. Le comportement endommageable des composites est décrit à l'aide d'un modèle développé par Dragon (A. ) et Halm (D. ). Ce modèle s'est avéré pertinent pour décrire le comportement mécanique de nos matériaux. Finalement, il a été appliqué avec succès à la simulation d'un "essai-métier". Ce travail offre une meilleure compréhension de l'influence des latex sur les propriétés mécaniques des composites mortie-polymère. De plus, les nombreuses analyses microstructurales réalisées apportent des résultats complémentaires sur l'influence de ces additifs sur : l'hydratation du ciment, la porosité, et l'agencement du polymère au sein de la phase minérale.

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Kanaan, Charbel. "Contribution à l'étude de la perméabilité des matériaux polymères multicouches pour l'optimisation des réservoirs pour carburants." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2006. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL/2006_KANAAN_C.pdf.

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Abstract:

Les réservoirs pour carburants sont constitués d'une paroi barrière multicouche visant à limiter les pertes dans l'environnement. L'objectif ultime de ce travail réalisé en collaboration avec Arkema est de pouvoir prévoir la perméabilité d'une telle paroi pour en optimiser la structure. Après avoir développé une métrologie automatisée originale adaptée aux films barrières, les propriétés de perméabilité et de sorption de mélanges liquides Ethanol/i-Octane/Toluène dérivés d'une essence modèle ont été mesurées pour chacun des matériaux de la paroi multicouche : polyéthylène, liant, Orgalloy®-FT104 et EVOH. La modélisation des lois de diffusion a ensuite été réalisée pour chaque matériau selon un modèle dans lequel la diffusivité varie avec la fraction volumique globale des solvants. A partir des paramètres obtenus pour les monocouches, la perméabilité des bicouches PE/liant a finalement pu être prédite, étape clé dans la modélisation ultime de la perméabilité d'une paroi multicouche
Fuel tanks are made of a multi-layer polymer barrier to limit fuel emission into the environment. The ultimate objective of this work in collaboration with Arkema is to be able to predict the permeability of this multi-layer barrier for optimizing its structure. After having developed an original automated metrology adapted to barrier materials, the permeability and sorption properties of liquid mixtures Ethanol/i-Octane/Toluene derived from a fuel model were measured for each polymer of the multi-layer barrier, i. E. Polyethylene, binder (modified PE), Orgalloy®-FT104 and EVOH. The modelling of the diffusion laws was then achieved for each material according to a model in which diffusivity varies with the total volume fraction of solvents. The permeability of double-layered films PE/binder was eventually predicted on the basis of the parameters obtained for each mono-layers, which is a key step for the ultimate permeability modelling of multi-layer polymer barriers

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Ngolle, IV Moussole Albert Douglas. "Modélisation du comportement mécanique des composites ciment-fibres en tenant compte de la microstructure." Lyon, INSA, 1997. http://theses.insa-lyon.fr/publication/1997ISAL0068/these.pdf.

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Abstract:

Dans ce travail, un nouveau modèle analytique du comportement mécanique en traction uniaxiale des composites ciment-fibres est élaboré. Les fibres sont courtes, de répartition homogène, d'orientation quelconque, probabiliste ou déterministe dans le composite sollicité par des charges statiques de courte durée. Le modèle proposé prend en compte les paramètres microstructuraux ainsi que la cinétique qualitative de dissipation qui est également modélisée dans cette étude. L'échelle structurale étant définie comme étant celle de la fibre, le composite est considéré comme un assemblage de cellules élémentaires fibro-matrice. Les champs de force et de déplacements dans la cellule élémentaire sont déterminés à l'aide du concept de la couche de cisaillement. Le passage des grandeurs microstructurales aux grandeurs macroscopiques (homogénéisation) s'effectue par un calcul de moyenne basé sur la mécanique des milieux continus, la théorie des probabilités et les transformations tensorielles. Deux caractéristiques essentielles de ce modèle triphasique sont la dépendance de ses équations de la cinétique qualitative de dissipation et l'intégration de la fonction de densité probabiliste d'orientation des fibres comme variable dans le modèle. La confrontation des résultats prédits par le modèle à l'expérimentation et à d'autres modèles permet de confirmer son bon caractère prévisionnel
A new analytical model for the mechanical behaviour of cement fiber composite under tensile load is proposed in this work. Short term static loads are considered. The fiber are short and with a homogeanous distribution in the composite. Their orientation angle can be probabilistic or deterministic. This model considers microstructural parameters and the qualitative dissipation of the composite. This latest is modelled in this study. The microstructural scale is the fiber scale. The composite is considered as a set of fiber-matrix cells. The shear lag concept is issued to determine the stress and strain fields in the unit cell. The homogenization process is an averaging process based on continuum mechanics, probabilistic and tensorial consideration. This model is triphasic and uses the probabilistic density function for fiber orientation as a variable, its equations depend on the qualitative dissipation kinetic of the composite. Comparing the model with experimental results and other existing models shows his good capacity to predict the composite behaviour

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Ngolle, IV Moussole Albert Douglas Pera Jean. "Modélisation du comportement mécanique des composites ciment-fibres en tenant compte de la microstructure." Villeurbanne : Doc'INSA, 2000. http://docinsa.insa-lyon.fr/these/pont.php?id=ngolle_iv_moussole.

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Dudek, Christophe. "Étude de matériaux hyperfréquences innovants : des microfils nanocristallisés aux composites magnétiques artificiels." Tours, 2006. http://www.theses.fr/2006TOUR4011.

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Abstract:

Cette thèse définit des améliorations et propose de nouveaux concepts dans le domaine des matériaux magnétiques hyperfréquences en utilisant une approche plurielle de la perméabilité dynamique. Le développement de microfils ferromagnétiques gainés de verre nanocristallisés à base de fer a permis d'obtenir, pour la première fois, une réponse magnétique significative jusqu'à 4 GHz à 350°C. La conception et la mesure d'un nouveau matériau magnétique artificiel associant des motifs inductifs en cuivre et un matériau ferromagnétique ont montré la possibilité d'obtenir une réponse hyperfréquence significative sur une large bande jusqu'au GHz. Enfin, une approche mécanique de la perméabilité, a mis en évidence les possibilités offertes par des systèmes combinant matériaux magnétiques et éléments mécaniques. Ceci a conduit à la définition d'un concept d'inducteur vibrant sous champ magnétique dont les résultats en termes de gain par rapport aux inducteurs classiques sont très prometteurs
This thesis concerns the development of new concepts in the microwave's magnetic materials field. Based on a multiple approach of the dynamic permeability, several attempts have been carried out. On the one hand, the study of nanocrystallized ferromagnetic glass-coated microwires has led, for the first time, to significant permeability levels up to 4 GHz at 350°C. On the other hand, a new type of metamaterial made of ferromagnetic core combined with copper helices has exhibited a large band microwave permeability. Eventually, the analysis of the magnetic response of magnets as part of mechanical systems has evidenced the concept of vibrating inductor in a magnetic field. This new technology seems to offer great potential gains

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Khazma, Mahmoud. "Contribution à l’optimisation de composites cimentaires à base de coproduits du lin : procédés de traitement de la matière végétale et de la matrice ; impact de ces procédés sur les propriétés des composites élaborés." Amiens, 2008. http://www.theses.fr/2008AMIE0125.

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Abstract:

Ce travail est effectué au sein de l’équipe ingénierie des matériaux et procédés (IMaP) au Laboratoire des Technologies Innovantes de l’Université de Picardie Jules Verne. Le but principal est de trouver de nouvelles voies de valorisation des co-produits du lin et notamment sur l’utilisation des anas (paille) de lin dans une matrice cimentaire. Les anas utilisés présentent comme inconvénient de ralentir la prise du ciment en gênant l’hydratation. Ces phénomènes sont dus à leur caractère hydrophile d’où l’intérêt des traitements hydrophobisants mis en place durant cette thèse. Les anas traités ont été caractérisés par différentes méthodes (MEB, FTIR, diminution de leur caractère hydrophile…) et les répercussions de ces traitements sur l’hydratation du ciment et les caractéristiques physico-chimiques des composites élaborées ont été détaillées et quantifiées. La deuxième voie explorée dans cette thèse est le traitement de la matrice par des molécules issues de la biomasse. Les caractéristiques des composites obtenues après la réalisation des traitements optimisés montrent un aspect compétitif comparés avec des composites préparés avec des granulats végétaux commerciaux
This work is done in the processes and materials engineering group of the Laboratory of innovating technologies of the University of Picardy Jules Verne. The main goal of this work is the valorization of vegetables’ byproducts, specifically the use of flax shives as aggregates in cementitious matrix. Flax shives, like all lignocellulosic materials, are known by their high hydrophilic properties. During concrete confection, shives absorb mixing and inhibit the cement hydration. To optimize their use, these shives must be hydorphobisated. Treated shives are characterized by SEM, FTIR, water absorption…. Then, the impact of these treatments on the hydration of cement matrix and the physico-chemicals characteristics of composites are quantified and evaluated. The second way explored in this thesis is the matrix treatment. These treatments are done using molecules extracted from the biomass. The elaborated composites show a high competitive properties in comparison with composites prepared with commercial vegetables aggregates

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Ghabezloo, Siavash. "Comportement thermo-poro-mécanique d'un ciment pétrolier." Phd thesis, Ecole des Ponts ParisTech, 2008. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00403940.

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Abstract:

Dans un puits pétrolier, une gaine de ciment est coulée entre la roche réservoir et le cuvelage d'acier. Cette gaine de ciment a un rôle primordial dans la stabilité et l'étanchéité des puits pétroliers. Durant les différentes étapes de la vie d'un puits, depuis le forage jusqu'à l'exploitation et finalement l'abandon du puits, le ciment est soumis à différentes sollicitations mécaniques et thermiques. Ces sollicitations peuvent endommager le ciment et dégrader ses propriétés mécaniques et sa perméabilité et par conséquent modifier sa contribution dans la stabilité et l'étanchéité du puits. La connaissance du comportement de ce ciment dans des conditions de fond de puits (hautes températures, fortes pressions) et de son évolution au cours du temps est essentielle pour l'analyse de fonctionnement du puits pendant l'exploitation et aussi pour garantir son étanchéité pour le stockage et la séquestration des gaz à effet de serre dans des réservoirs pétroliers abandonnés. C'est dans ce but qu'est développée cette étude sur la caractérisation du comportement thermo-poro-mécanique des ciments pétroliers sous fortes contraintes pour des températures entre 20 et 90°C. Les paramètres poro-mécaniques du ciment et leurs variations avec l'état de contraintes et la température ont été évalués dans un programme d'essais de compression isotrope drainés, non drainés et sans membrane. Un phénomène de dégradation des propriétés élastiques a été observé dans les essais. Les observations microscopiques ont montré que cette dégradation est provoquée par la microfissuration du matériau y compris sous chargement isotrope. La bonne compatibilité et la cohérence des paramètres poro-mécaniques obtenus montrent que le comportement de ciment peut être décrit dans le cadre de la théorie des milieux poreux. Les essais poro-mécaniques ont été couplés avec une évaluation de la perméabilité du ciment sous chargement en régime transitoire. Des essais déviatoriques ont été également réalisés pour étudier l'endommagement du matériau sous chargement déviatorique. Lorsqu'un puits pétrolier est soumis à de rapides variations de températures, les déformations et la surpression interstitielle qui en résultent peuvent porter atteinte à l'intégrité du puits. Ce phénomène de pressurisation thermique induit lors d'un chauffage en conditions non-drainées est dû à la différence entre le coefficient d'expansion thermique du fluide interstitiel et celui de la matrice solide. Une étude préliminaire, théorique et expérimentale a été menée sur un grès. Les effets des déformations mécaniques et thermiques du système de drainage lors d'un essai de chauffage non-drainé ont été analysés et une méthode simple a été développée pour apporter une correction aux valeurs de pressions interstitielles mesurées. Le comportement thermique du ciment a été étudié expérimentalement dans les essais de chauffage drainés et non-drainés et le coefficient de pressurisation thermique ainsi que les coefficients d'expansion thermique drainé et non-drainé du ciment ont été évalués. Le coefficient de pressurisation thermique a été évalué à 0.6 MPa/°C, ce qui montre l'importance des changements de contraintes effectives que peut occasionner un brusque changement de température. L'anomalie du comportement thermique du fluide interstitiel du ciment a été attribuée à son confinement dans les pores de très petite taille et cette anomalie a été étudiée à partir des résultats expérimentaux. En complément de travail sur le comportement du ciment, une étude expérimentale a été menée sur la loi de contrainte effective qui contrôle la perméabilité d'un calcaire et un modèle conceptuel basé sur la micro-texture du matériau a été proposé.

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Chafei, Sawsen. "Influence de différents traitements sur les comportements rhéologique et mécanique d'un composite cimentaire mortier-fibres de lin." Caen, 2014. http://www.theses.fr/2014CAEN2035.

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Abstract:

L’objectif de ce travail est d’eviter la rupture catastrophique d’un mortier cimentaire incorporant des fibres de lin en lui conferant une resistance croissante avec la longueur de fissure. La strategie mise en Œuvre est l’amelioration de la compatibilite fibre-matrice en adaptant la formulation par differents traitements appliques aux fibres et / ou a la matrice. Dans la premiere partie de cette etude les effets de ces traitements sur les proprietes des fibres sont evaluees par des caracterisations chimique, physique et mecanique des fibres de lin traitees par rapport aux fibres brutes. Ensuite, les traitements appliques a la matrice cimentaire sont evalues. Les melanges formules, composes de fibres traitees et/ou la matrice traitee, ont ete caracterises a l’etat frais afin d’apprecier l’impact des traitements sur la consistance des melanges, la prise et l’hydratation cimentaire. La derniere partie du memoire est devolue a l’analyse des consequences des traitements sur les proprietes mecaniques, physiques et microstructurales des composites cimentaires
The objective of this study is to avoid catastrophic failure of a cement mortar incorporating flax fibers by conferring it an increasing resistance rising with the crack length. The implemented strategy is to improve the fiber-matrix compatibility by adapting the formulation by different treatments applied to fibers and / or matrix. In the first part of this study the effects of these treatments on fiber properties are evaluated by chemical, physical and mechanical characterization of the treated flax fibers versus raw fibers. The treatments applied to the cement matrix are also evaluated. The formulated mixtures, composed of treated fibers and / or matrix with additive were characterized in the fresh state to assess the impact of treatments on the consistency and the setting of the mixture, and the cement hydration. The last part of the work is devoted to analyzing the effects of these treatments on the microstructure, physical and mechanical properties of the cement composites

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Sedan, David. "Etude des interactions physico-chimiques aux interfaces fibres de chanvre/ciment : influence sur les propriétés mécaniques du composite." Limoges, 2007. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/84a25f18-1c55-4565-bd8f-a95fa2e7ea73/blobholder:0/2007LIMO4055.pdf.

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Abstract:

L’utilisation des fibres de chanvre dans une matrice cimentaire confère des propriétés intéressantes aux composites. La compréhension des mécanismes d’interactions entre les fibres et la matrice cimentaire est indispensable afin de mieux appréhender le comportement mécanique du composite. Les fibres de chanvre, par une forte teneur en pectine, fixent sur leur surface les ions calcium Ca2+ et les ions hydroxydes OH-. On observe un déficit en ions hydroxydes et calcium dans la phase interstitielle, entraînant une inhibition des hydrates de silicate de calcium (CSH) et, par conséquent, induisant des retards de prise. Le milieu alcalin, imposé par le ciment, élimine les sucres circulants à la surface des fibres et dégrade les hémicelluloses, ce qui permet d’augmenter la rugosité des fibres. Cependant, la quantité de sucres ou acides lixiviés dans de telles pâtes semblent trop faible pour avoir une influence sur le milieu. La fixation des ions calcium à la surface des fibres se traduit par une forte adhésion entre ces dernières et la matrice cimentaire. Il en résulte une amélioration des propriétés mécaniques du composite. Ces composites possèdent une grande souplesse ainsi qu’une plus grande résistance en flexion que le ciment seul, caractéristiques très intéressantes pour certaines applications du bâtiment
The use of hemp fibres in a cement material gives interesting properties to composites. The understanding of the interactions between the fibres and the cement matrix is essential to study mechanical behaviour of such composites. Hemp fibres, by a high content of pectins, fix calcium Ca2+ and hydroxyle OH- ions on their surface. A lack of hydroxyle and calcium ions is observed in the interstitial phase, which implies an inhibition of calcium silicate hydrates (CSH) responsible for the delay in setting time. Chemical attack of the fibres surface by an alkaline and calcium rich media, as cement paste, degrades hemicelluloses contained in the fibres and seems to roughen the surface. Quantities of sugars or uronic acids released by the fibres are too little to have an effect on the chemical properties of the solutions. Calcium ions fixation on hemp fibres surface implies a strong adhesion between them and cement matrix. So, an improvement of the mechanical properties of the composite is observed. The fibres network in composites permits an increase of the flexural strength associated to a rise of the displacement to rupture. Such composites could be consequently interesting in building applications

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Laidoudi, Boubker. "Contribution à la valorisation des déchets de caoutchouc dans une matrice cimentaire : caractérisation physico-thermique et évaluation des performances à différents degrés d'humidité. Etude expérimentale et modélisation." Amiens, 2005. http://www.theses.fr/2005AMIE0524.

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Turki, Mohamed. "Valorisation des granulats de caoutchouc et de fillers dans un mortier cimentaire : étude microstructurale et caractérisation expérimentale." Amiens, 2010. http://www.theses.fr/2010AMIE0106.

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Abstract:

Les travaux présentés concernent l’élaboration d’un nouveau type de composite cimentaire, à base de granulats de caoutchouc. Il s’agit d’évaluer l’influence de ces granulats de caoutchouc sur les propriétés physico-mécaniques et hydriques des composites cimentaires élaborés. L’étude des propriétés hydriques des composites montre l'intérêt de l’ajout des granulats de caoutchouc dans la matrice cimentaire. Cet ajout permet de réduire énormément le retrait au séchage et au gonflement. Ces deux paramètres influent de façon importante sur la durabilité de ces matériaux, et par la suite ils constituent un facteur limitant de la fissuration. L’examen du comportement physico-mécanique a révélé certaines propriétés notamment, un allégement du composite, provoquant une baisse significative de la résistance à la compression. Une étude complémentaire a permis de corréler la microstructure avec les propriétés mécaniques des composites cimentaires élaborés. L’ajout de fillers siliceux et calcaires dans la matrice cimentaire contenant des particules de caoutchouc permet de corriger partiellement les baisses des résistances mécaniques. Les valeurs trouvées restent compatibles avec l’utilisation du composite comme isolant. Par ailleurs, on note que la baisse de la résistance à la flexion est moins importante que celle à la compression. Les mesures du module d’élasticité statique et dynamique montrent que le composite devient de plus en plus déformable en augmentent la proportion de granulat de caoutchouc formant ainsi un matériau à haute déformabilité
The work present the development of a new type of cementitious composites containing rubber aggregates. The evaluation of the influence of rubber particles on the physical, mechanical and hydric properties of mortar is developed. The study of the hydric behaviour of these composites reveled the importance of the addition of rubber aggregates in cement paste. The skrinkage and swelling derease considerably. These parameters have an important influence on the durability of these materials, and then they are a limiting factor in the cracking. In addition, the physical and mechanical properties decreases significatively when the percentage of crumb rubber increase in the matrix. A complementary study to describe microstructure allows making a correlation between them. Eventually, the addition of siliceous and limestone fillers in mortar-rubber aggregates composites permit in part to reduce the decrease of mechanical strength of specimens. The decrease of flexural strength is less than compressive strength. The measure of the elastic modulus (dynamic and static) revelled an important deformability of the specimens when the percentage of substitution with rubber particle rises

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Benazzouk, Amar. "Contribution à la valorisation de déchets de caoutchouc : composites cimentaires à base de caoutchouc compact et cellulaire." Amiens, 2002. http://www.theses.fr/2002AMIE0214.

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Gantois, Renaud. "Contribution à la modélisation de l'écoulement de résine dans les procédés de moulage des composites par voie liquide." Toulouse 3, 2012. http://thesesups.ups-tlse.fr/1652/.

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Abstract:

Les procédés de moulage des composites par voie liquide représentent des solutions très attractives sur le plan industriel, car ils permettent de réaliser des pièces complexes et de grandes dimensions à bas coûts. Néanmoins, ces procédés demandent une bonne maîtrise des mécanismes d'imprégnation qui restent relativement difficiles à anticiper. Le travail s'articule autour d'une étude expérimentale et numérique, visant à modéliser l'écoulement de la résine liquide dans le renfort fibreux pendant l'étape de remplissage. Le moyen d'essai développé est destiné à la mesure de la perméabilité, à la fois dans le plan et dans la direction transverse au renfort. L'étude numérique porte sur la simulation des écoulements macroscopique et microscopique. À l'échelle macroscopique, l'originalité du modèle proposé réside dans le couplage des méthodes BEM et Level Set, en 2D et 3D. À l'échelle microscopique, un solveur stationnaire BEM a été développé pour évaluer la perméabilité d'une microstructure fibreuse en 2D
Liquid Composite Molding (LCM) is more and more used in industry for its ability to produce complex and large parts at low cost. However, this process needs a special care to anticipate properly the impregnation of the fibrous reinforcement, which remains a challenging task important to achieve. This work is divided into an experimental and a numerical study. It aims to model the resin flow through the fibrous reinforcement occurring during the mold filling stage. An experimental setup has been designed to measure both plane and transverse permeabilities of the reinforcement. The numerical study is focused on the simulation of the flow at macroscopic and microscopic scales. At macro scale, our main contribution is the coupling between BEM and Level Set methods, which has been achieved for both 2D and 3D problems. At micro scale, a stationary BEM solver has been developed to evaluate the transverse permeability of a 2D fibrous microstructure

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Guéroult, Sébastien. "Analyse expérimentale de la saturation des milieux fibreux à double échelle de pores : application à la mise en oeuvre des matériaux composites par procédé RTM." Le Havre, 2012. http://www.theses.fr/2012LEHA0008.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension des mécanismes d’imprégnation en milieux fibreux à double échelle de pores. Comme tout procédé consistant en une injection de liquide dans une préforme fibreuse, le procédé RTM est susceptible de générer des défauts de type vide. Ces défauts peuvent provoquer un abattement des propriétés mécaniques finales. Afin de répondre à cette problématique de création de vides en cours d’infiltration, des dispositifs expérimentaux originaux ont été mis au point pour mesurer la saturation dans des milieux fibreux. Des capteurs ont été développés, basés sur les propriétés électriques des matériaux : la conductivité et la permittivité. Les résultats obtenus montrent une dépendance de la saturation vis-à-vis du nombre capillaire. Différents mécanismes de création et de transport des vides ont ainsi pu être analysés. Ces données ont ensuite été corrélées aux mesures de pression en fonction de la position. L’évolution de la pression capillaire a été prise en compte en fonction du nombre capillaire pour caractériser au mieux les infiltrations étudiées. L’ensemble des données obtenues sur la saturation et la pression sont combinées pour proposer une nouvelle analyse de la perméabilité des milieux fibreux à double échelle de pores. Deux notions de perméabilité sont validées, à savoir la perméabilité géométrique en tant que caractéristique intrinsèque de la préforme et la perméabilité relative comme caractéristique dépendante de la saturation
The objective of this thesis is to contribute to a better understanding of the mechanisms during the impregnation in a dual scale porous media. As any process consisting in an injection of liquid into a fiber preform, RTM process is prone to have void type defects. Those defects may lead to a reduction of the final mechanical properties. To address this problem of void creation during infiltration, original experimental devices have been designed to measure the saturation in fibrous media. Sensors have been developed based on the electrical properties of materials: conductivity and permittivity. The saturation results show a dependency with the capillary number. Different mechanisms for the creation and transport of voids have been highlighted. These data are then correlated with pressure measurements. The evolution of the capillary pressure as a function of the capillary number has been introduced to characterize properly the impregnations. The correlation of all the data concerning saturation and pressure allows us to propose a new analysis of the permeability in dual scale porous media. Two concepts of permeability are defined: the geometric permeability as an intrinsic characteristic of the preform and the relative permeability as a function of the saturation

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Mohamadou, Bassirou. "Contribution à la caractérisation mécanique de composites à base de ciment renforcé par fibres de verre." Lyon 1, 1994. http://www.theses.fr/1994LYO10022.

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Abstract:

Le present travail concerne la caracterisation mecanique en traction, en compression, en cisaillement et en flexion des composites a matrice cimentaire renforcee par des fibres de verre (ccv). Les essais de flexion quatre points montrent d'une part que l'une des faces des eprouvettes est apparemment plus rigide que l'autre et d'autre part qu'il faut apporter une correction pour le calcul des modules secants du materiau. Les essais de traction ont montre qu'il n'y a pas de difference significative en terme de module secant et de limite elastique entre deux geometries d'eprouvettes prealablement definies. La rupture en compression n'a pas pu etre obtenue a cause d'une initiation de fissures sur les bords des eprouvettes. Une analyse par elements finis montre la limite de la flexion trois points comme moyen d'investigation de la resistance au cisaillement de ce materiau. La comparaison des resultats de la traction et de la flexion montre que l'effet de taille ne suffit pas a expliquer la difference entre la limite elastique en traction et en flexion. A partir des resultats de la flexion, les comportements de l'eprouvette en traction et compression sont construits pas a pas pour comparaison avec les essais directs. Inversement le comportement apparent de flexion est reconstruit a partir de la traction directe et d'une hypothese de reponse lineaire en compression. Les resultats montrent qu'il est impossible, pour ce materiau fragile, d'obtenir la loi de comportement en traction a partir des essais de flexion

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Marchand, Baptiste. "Performance et durabilité de traitements de puits de stockage de gaz à base de coulis de géopolymères." Thesis, Ecole centrale de Lille, 2019. http://www.theses.fr/2019ECLI0021.

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Abstract:

L’utilisation des géopolymères sous forme de coulis est investiguée dans le contexte des venues de solides dans les puits de stockage de gaz naturel. Il s’agit à la fois de consolider le massif de stockage, sans impacter significativement ses capacités de production de gaz. Les venues de solides sont, actuellement, prévenues par des solutions chimiques qui ont une efficacité limitée dans le temps et en présence d’eau.Nous avons mis au point un sable compacté (analogue au grès des réservoirs), et adapté une formulation de géopolymère (métakaolin activé au silicate de soude) de référence (1 Al2O3, 3,6 SiO2, 1 Na2O, 11 H2O). Nous avons dilué cette formulation pour obtenir une viscosité du même ordre que celle de l’eau. La granulométrie de la poudre commerciale a été affinée par broyage en phase humide, afin de garantit une bonne injectabilité au travers du sable compacté.À une échelle centimétrique tout d’abord, l’impact des coulis sur la consolidation et sur la perméabilité au gaz du sable sont quantifié par un essai de fluidisation. La résistance à l’eau des coulis de géopolymères a aussi été prouvée.À une échelle pluri-centimétrique, l’adéquation des coulis est quantifiée via un dispositif expérimental d’essai triaxial à rupture et par une mesure de perméabilité au gaz avant et après consolidation par le coulis.Les résultats obtenus sont concluants. L’impact des coulis de géopolymère sur la perméabilité au gaz du sable compacté est inférieur à 10%, comme requis par le cahier des charges industriel. La consolidation par coulis de géopolymère s’est révélée supérieure, de façon significative, à celle d’une solution chimique déjà utilisée in situ (polymère Polyacrylamide)
The use of geopolymer cements is investigated as grouts in the industrial context of sand production from natural gas storage wells. The aim is to reinforce the sandstone storage pocket, without impairing its gas transport ability. Sand production is currently hindered by chemical methods only efficient over a limited timeframe and in the absence of underground water seepage or brine.A compacted sand medium has been developed, which is analogous to in situ sandstones. A reference geopolymer cement has been adapted from a stoichiometry of (1 Al2O3, 3.6 SiO2, 1 Na2O, 11 H2O), made with sodium silicate alkali-activated metakaolin. The grout has been diluted to reach a viscosity on the order of that of water. The metakaolin powder granulometry has been refined by wet grinding, in order to guarantee adequate injectability of the geopolymer solid-liquid suspension.At a centimeter scale, the impact of geopolymer grouts has been quantified on both its consolidation ability and its gas permeability, using a fluidization experiment. The water resistance of geopolymer grouts has been proven at this scale.At a multi-centimeter scale, the adequacy of our geopolymer grouts is quantified using an experimental set-up developed from the typical triaxial failure test in soil mechanics. It follows a gas permeability test of compacted sand, before and after consolidation by the geopolymer grout. Our results have proven conclusive. In particular, the impact of geopolymer grouts is smaller than 10% on gas permeability, as required by the industrial specifications. Consolidation by geopolymer grouts is also significantly better than an existing chemical grout solution (based on Polyacrylamide)

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Attari, Allel. "Caractéristiques physiques et processus de migration de l'eau dans les matériaux à base de gypse et de minéraux argileux." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0094.

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Abstract:

Les plâtres sont, après consolidation, des matériaux essentiellement macroporeux (r > 1000 Å) donc constituent des milieux dans lesquels l'eau liquide peut facilement migrer. L'objectif du travail a été d'essayer de remédier à cet inconvénient en incorporant au plâtre avant consolidation des solides finement divisés; minéraux argileux de différents types (Kaolinite, Montmorillonite, Mica muscovite, Talc, Sépiolite et Attapulgite) ou liants particuliers constitués d'un minéral argileux thermiquement activé (Métakaolinite) additionné ou non d'hydroxyde de calcium ou de ciment portland artificiel. Le travail a permis de montrer que l'addition de certains des solides divisés précités ne modifiait pas sensiblement la cinétique d'hydratation (étude par calorimétrie isotherme) ni les résistances mécaniques (compression pure et traction par flexion) dans la mesure ou leur teneur n'excède pas 10% en masse dans le plâtre de départ. Mais tous abaissent la distribution des rayons de pores et, excepté le mélange "métakaolin-chaux", la vitesse de migration de l'eau dans le matériau à des degrés plus ou moins divers. Les résultats concernant ce dernier point ont été obtenus à l'aide d'un montage original permettant l'étude de la migration de l'eau sous charge vrujable. Une modélisation théorique du phénomène, basée sur une loi de Darcy modifiée, et prenant en compte les valeurs expérimentales des coefficients de perméabilité, des distributions des rayons de pores et de la porosité totale ouverte des matériaux, a pu être proposée. Ce travail a permis de définir sans ambiguïté le choix des ajouts répondant au problème posé
After hardening, β hemihydrate plasters are essentially macroporus materials (r>1000Å), then constitute media into which liquid water can easily migrate. The aim of the present work was to remedy such an inconvenient by incorporating into the material, before hardening; finely divided solids such as mineral clays (kaolinite, montmorillonite, muscovite, talc, sepioloite and attapulgite) or a thermally activated mineral clay (meta-kaolinite) added or not to calcium hydroxide or ordinary Portland cement. The research as allowed to point out that certain precited solids idi not sensitively modify either hydratation kinetics (investigation by isothermal calorimetry) nor both compressive and flexural strength, when the content of additive solids does not exceed 10% in weight in plaster. But all added solids decrease both the pore size distribution and , except for metakaolinite-lime addition, the water migration rate into the material. He results concerning the last point have been obtained by using an original experimental set allowing the study of water migration on variable hydraulic charge. A theoretical modelling of the phenomenon implying to take into account experimental values of permeability coefficient, pore size distribution and total open porosity of the material, has been proposed. The present work has allowed to define without any ambiguity, the choice of solid additives able to resolve the set problem

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Gimet-Bréart, Nathalie. "Description des évolutions physico-chimiques d'un ciment alumineux du jeune âge et au cours de son vieillissement : caractérisation ultrasonore in-situ en mode infini et en réflexion." Limoges, 2001. http://www.theses.fr/2001LIMO0004.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est d'etudier l'evolution physico-chimique d'une pate de ciment au jeune age (entre 0 et 24 heures) et au cours de son vieillissement (jusqu'a 5 mois). L'originalite de cette etude reside dans la caracterisation d'un ciment alumineux, qui se comporte tres differemment selon les conditions environnementales, par une technique ultrasonore en mode infini et en reflexion. Apres la mise au point de cette technique ultrasonore, l'accent est mis sur les correlations entre les donnees extraites des mesures in-situ et les donnees obtenues par des methodes ex-situ plus classiques (atd, atg et drx), permettant de connaitre les caracteristiques physico-chimiques du materiau. Les resultats experimentaux concernent un ciment alumineux secar71 (fabrique par la societe lafarge) et sa phase majoritaire (l'aluminate monocalcique ca). Une etude est realisee a temperature constante (20\c) et pour differentes dilutions (rapport massique e/c variant de 0,3 a 0,4) puis une seconde examine l'effet des differences de temperature (5\c, 20\c, 40\c et 60\c) sur le jeune age comme sur le vieillissement. Cette demarche permet de demontrer qu'au jeune age, les variations des parametres ultrasonores sont le reflet d'au moins un phenomene macroscopique : la duree de rigidification du materiau, et de deux phenomenes microscopiques : le processus a l'origine de la formation des phases hydratees (dissolution/precipitation) qui se deduit de l'evolution propre de la vitesse de propagation, d'une part, et le debut du changement morphologique des hydrates, information contenue dans le parametre coefficient de reflexion, d'autre part. Dans cette meme approche, il apparait qu'au cours du vieillissement, la variation de la vitesse de propagation est tres fortement liee a la microstructure du materiau (porosite, tortuosite) et a la nature des interfaces entre phases. L'ensemble des resultats obtenus met l'accent sur la pertinence d'une approche multi-echelle d'un materiau afin d'expliquer son comportement a court, moyen et long terme. Dans cette optique, le ciment est un exemple tres probant.

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Takla, Issam. "Comportement Thermo-Hydro-Mécanique d’un ciment pétrolier sous l’effet du CO2." Thesis, Lille 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LIL10037/document.

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Abstract:

Parmi toutes les solutions proposées pour réduire les émissions de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, la séquestration géologique du CO2 reste aujourd'hui l'alternative la plus sûre tant en terme de durée et de capacité de stockage qu'en terme de coût. Ce stockage de CO2 est une solution envisagée par l’industrie pétrolière. Ainsi, l’utilisation des puits de pétrole comme réservoirs géologiques est un nouveau domaine de recherche très important. Pour que la séquestration géologique soit efficace, il faut assurer la durabilité d’un tel type de stockage et vérifier ses risques éventuels à long terme. L’objet principal de cette étude est la caractérisation expérimentale des effets du CO2 et de dégradations chimiques, par fluides acides, sur le comportement mécanique multiaxial et sur les propriétés de transport d’un ciment pétrolier sous température (90°C). Elle s’intègre dans le cadre général du projet de séquestration des gaz acides (type CO2 et H2S) dans des réservoirs pétroliers. Cette action s’articule en particulier au sein du projet REGASEQ de TOTAL
Among all proposed solutions for reducing the emission of greenhouse effect gases, geological sequestration of CO2 is still the best solution because of its high storage capacity and low cost. This storage of CO2 is an expected solution by oil industry: using the petroleum wells as geological reservoirs is a very important and new research field. Durability of such storage has an importance to be predicted. The main objective of this study is to obtain experimental characterisation of the effect of CO2 and chemical degradation by acid fluids on the multiaxial mechanical behaviour and on transport properties in oilwell cement under high temperature (90°C). This study is integrated in a general project “REGASEQ “ for the sequestration of acid gases (type CO2 and H2S) in oil reservoirs developed by TOTAL E&P

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Bréard, Joël. "Matériaux composites à matrice polymère : modélisation numérique de la phase de remplissage du procédé R.T.M. et détermination expérimentale de la perméabilité d'un renfort fibreux." Le Havre, 1997. http://www.theses.fr/1997LEHA0006.

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Abstract:

L'objectif de ce travail est de contribuer à améliorer la maitrise des conditions d'imprégnation d'un renfort fibreux par une resine polymère dans les procedes d'élaboration de matériaux composites de type R. T. M. Les phénomènes impliqués dans l'écoulement de la résine dans le renfort sont étudiés de façon expérimentale et numérique. Ces études ont été focalisées sur le terme de perméabilité du milieu poreux constitué par le renfort. Un modèle numérique d'écoulement isotherme d'un fluide au travers d'un milieu poreux anisotrope et non déformable est proposé. Les variations de porosité du fait de la compressibilité du renfort ou du tassement des fibres au seuil du point d'injection ne sont pas prises en compte. Cependant, nous introduisons le calcul du déplacement d'un fluide à travers un milieu poreux saturé déformable afin que cet aspect soit utilisé qualitativement dans la discussion de nos résultats. Des données précises doivent être introduites dans les codes de calcul, par exemple la perméabilité dans le cas de notre étude. Afin de déterminer les perméabilités directionnelles d'un renfort anisotrope, divers dispositifs expérimentaux ont été mis en œuvre. Ceux-ci nous ont permis de déterminer la perméabilité dans une direction pour un écoulement unidirectionnel, dans les directions principales pour des écoulements plans ou spatiaux. Dans ce dernier cas, un dispositif original a été conçu ou l'écoulement de fluide dans le milieu opaque du renfort est suivi par radioscopie X. Une analyse des différents résultats expérimentaux permet de quantifier, d'expliquer et de justifier l'influence des multiples paramètres liés au type d'écoulement, aux conditions d'injection, à la géométrie du moule et à la structure du renfort. L'étude comparative et paramétrique des méthodes de mesure de perméabilité contribue à l'objectif de mise en place d'un dispositif de mesure simple et normalise couplée à une méthode d'analyse bien adaptée.

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Dissertations / Theses on the topic 'Composites de ciment – Perméabilité'

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