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Développement des bétons nano-modifiés aux performances améliorées

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

Description : Doctorant: Ousmane Ahmat Hisseine

Directeur de recherche: Arezki Tagnit-Hamou

Président du jury: Ammar Yahia

Résumé: La présente thèse de doctorat porte sur la toute première étude sur le développement de bétons nano-modifiés à performances améliorées en utilisant les filaments de cellulose (FC). Ces derniers sont des fibrilles à l’échelle nanométrique extraites à partir des fibres végétales et présentent des propriétés remarquables telles que la capacité de traction élevée, la grande surface spécifique, le caractère hydrophile, et la réactivité de surface. Dans cette étude, les FC sont valorisés comme un outil permettant d’améliorer les propriétés du béton dans ses trois principaux états (frais, durcissant et durci). En conséquence, trois applications ont été identifiées: (i) amélioration des propriétés du béton frais en utilisant le FC comme un agent modificateur de viscosité (VMA), (ii) amélioration des propriétés du béton durcissant en utilisant le FC comme un agent réducteur de retrait, et (iii) amélioration de la performance du béton à l'état durci en utilisant le FC comme un renforcement nanométrique. Pour une mise en valeur des différents apports des FC, ces derniers ont été utilisés dans des bétons à haute performance de type béton écrouissant. La conception de ce nouveau béton a suivi une nouvelle approche articulant l’optimisation de la compacité granulaire avec les modèles micromécaniques en ajoutant de la poudre de verre (PV). Ainsi, la PV provenant du concassage des bouteilles de verre a été incorporée en remplacement de la cendre volante (CV) – souvent utilisée dans cette application–de manière à optimiser la compacité de la matrice pour améliorer la résistance mécanique. Pa la suite, les FC ont été introduits comme un renforcement nanométrique permettant d’obtenir un béton renforcé à multi-échelle. Ainsi, des bétons écrouissant contenant jusqu’à 100% de PV en remplacement de CV ont été développés. Les résultats démontrent que les FC ont permis de nano-renforcer la matrice ainsi que d’améliorer les propriétés d'interface entre la matrice et les macro-fibres d'alcool polyvinylique (PVA), permettant ainsi d'améliorer le comportement d'écrouissage. Les formulations obtenues ont un caractère autoplaçant et présentent des performances mécaniques supérieures à celles des bétons écrouissants contenant la CV. Par ailleurs, cette recherche a aussi mis l’accent sur la compréhension de l’affinage de la microstructure par la PV et les CF.Le nouveau béton écrouissant développée dans le cadre de cette étude s’est vu bénéficié de deux aspects liés à l’éco-efficacité. Le premier concerne la valorisation du verre recyclé, contribuant ainsi à alléger le fardeau socio-économique important créé par l’enfouissement du verre de post-consommation. Le deuxième concerne la mise en exergue de la cellulose le polymère naturel le plus abondant et le plus renouvelable sur la planète vers le développement de bétons à haute performance (renforcés à multi-échelle) nécessaires pour des infrastructures en béton plus performantes.