Introduction en nano-ciments et en nano-bétons
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Date
2012
Authors
Journal Title
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Publisher
Université Mouloud Mammeri
Abstract
Si « le » béton est toujours un mélange de granulats, de liant et d’eau, sous le mot « béton » se cache en
réalité une multitude de matériaux d’usages différents. Un béton de voussoir n’est pas un béton de chape et encore
moins un béton architectonique de façade. Résistance, densité, aspect, maniabilité sont les principales
caractéristiques qu’il faut adapter à l’usage. Formuler un béton pour atteindre ces caractéristiques, c’est d’abord
maîtriser l’art du mélange de grains, de liquide et d’adjuvants. Cette maîtrise repose sur un mélange de bases
théoriques solides, d’approches semi-empiriques et sur le bilan raisonné d’une très grande pratique, de ce fait, les
matériaux cimentaires sont – et de loin – les matériaux les plus utilisés au monde. Ce sont essentiellement eux qui
façonnent notre environnement. Voies de circulation, ouvrages d’art et d’assainissement, bâtiments de toute nature,
édifices historiques, rien n’échappe à leur omniprésence. Comprendre et maîtriser leur mécanique et leur
physicochimie constitue un des enjeux majeurs du développement durable.
Cette étude nous a permis d’apporter les explications sur les avancés actuelles des nanomatériaux
tout en rappelant les principes et les différents phénomènes d’hydratation du ciment, en particulier celui de
Portland, celui-ci nous a permis la connaissance des différents constituants du ciment, ainsi que ses mécanismes
d’hydratation. Notre curiosité nous a commandé d’aller plus dans les détails, ce qui nous a conduits à étudier la
structure du matériau béton à l’échelle nano, en l’occurrence, le comportement mécanique et rhéologique de la pate
de ciment. Dans notre étude, le caractère multi-échelle de la microstructure des matériaux cimentaires est
approfondi. On peut y découvrir comment cette microstructure évolue dans le temps et, surtout, d’effectuer une
comparaison entre la microstructure d’un béton ordinaire et celle des bétons à ultra haute performance et des
nanobétons, ainsi comment elle est corrélable aux performances mécaniques. Cette présentation est également une
initiation aux « nanociments, et nanobétons », ces automates cellulaires qui permettent, d’une part, de comprendre
les phénomènes collectifs qui accompagnent l’hydratation et, d’autre part, de prédire avec un réalisme surprenant –
pour autant que les données de départ soient les bonnes – le développement de la microstructure, et des propriétés
mécaniques.
Lors de cette étude, une analyse par microscopie électronique à balayage « MEB » a été faite. Cette procédure
de caractérisation s’applique principalement aux pates de ciment. Elle permet d’obtenir des informations sur la
distribution spatiales des différentes phases de la pate de ciment (porosité, anhydres, et hydrates). Cette procédure
peut aussi être utilisée pour caractériser d’un point de vue qualitatif le matériau « béton », elle permet alors de
visualiser de manière comparative la microstructure de ce matériau.
Enfin, évoluer la relation avec des aspects du développement durable, et les exigences de l’heure en termes
de résistance, durabilité, économie, et énergie seront bien entendu mises en exergue.
Description
185 f.:ill.;30 cm.(+CD-ROM)
Keywords
Nanomatériaux, Matériaux : résistance
Citation
Structures et matériaux