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EFFET D’UN REVÊTEMENT DE DIOXYDE DE ZIRCONIUM SUR LA DURABILITÉ DES FIBRES DE LIN EN MILIEU CIMENTAIRE

Date :
Cet événement est passé.
Type :
Soutenance de thèse
Lieu :
Local C1-3114 de la Faculté de génie

Description : Doctorant: Lina Boulos
Directeur: Mathieu Robert
Codirecteur: Arezki Tagnit-Hamou
Président du jury à être confirmé

Résumé : « Le but de ce projet de recherche est de promouvoir la construction éco-durable en remplaçant les fibres normalement utilisées dans le béton (métallique, synthétique, verre etc.) par des fibres naturelles issues de la production régionale. Le caractère innovant de ce projet se situe ainsi aux niveaux environnemental et économique puisqu’il permettra non seulement de réduire significativement l’impact sur l’environnement mais aussi de valoriser les ressources naturelles locales et d’optimiser l’économie de la région.

Au Canada, les fibres de lin, considérées résidus de la production de la graine de lin, ne sont actuellement pas exploitées. Cependant, à l’échelle mondiale, un grand nombre de travaux ont été réalisés sur l’utilisation de ces fibres pour le renforcement des matrices cimentaires. Ces travaux publiés se concentrent majoritairement sur l’étude des propriétés mécaniques de ces nouveaux composites biosourcés ainsi que sur leur perte en performance au cours du temps. En effet, malgré leurs nombreux avantages, les fibres naturelles cellulosiques sont sensibles au milieu humide et alcalin que constituent les matrices cimentaires, ce qui limite leur durabilité et la performance de leurs composites dans le temps.

Différents traitements de fibres ont été proposés par des chercheurs afin d'améliorer la durabilité des fibres naturelles dans le ciment. Ces différents traitements consistent à diminuer la nature hydrophile des fibres cellulosiques afin de réduire le risque de dégradation en milieu cimentaire. Cependant, cela ne suffit pas car ces traitements de surface sont instables vis-à-vis de l'hydrolyse alcaline et n’offrent pas une bonne performance à long terme. Il existe donc un besoin de développer une nouvelle méthode de traitement des fibres cellulosiques permettant de limiter l’absorption d’eau tout en protégeant les fibres de toute dégradation pouvant avoir lieu en milieu cimentaire. Par conséquent, la surface des fibres de même que le lumen doivent être revêtue/imprégné d’un matériau dense et résistant en milieu alcalin.

D’où tout l’intérêt de ce projet de recherche portant sur l’amélioration de la durabilité des fibres de lin par l’utilisation d’un procédé sol-gel permettant de recouvrir ces dernières d’un film mince de dioxyde de zirconium (ZrO2) et d’imprégner leur lumen de nanoparticules de ZrO2. En effet, un revêtement au ZrO2 possède les propriétés requises permettant de protéger efficacement les fibres cellulosiques en milieu cimentaire.

Les résultats ont montré une diminution du caractère hydrophile des fibres de lin traitées au ZrO2 et une amélioration significative de leur durabilité en milieu cimentaire. De plus, ce revêtement constitué de nanoparticules a permis d’optimiser l’interface fibre-ciment en favorisant l’hydratation du ciment à la surface des fibres. Ainsi, les résultats de ce projet permettent la fabrication de composites cimentaires renforcés de fibres de lin à durabilité améliorée. »