Méthodes avancées et analyses multi-échelles pour l’étude de l’auto-cicatrisation des fissures dans les matériaux cimentaires - Archive ouverte HAL Access content directly
Theses Year : 2015

Advanced multi-scale methods and analyses to study crack self-healing in cementitious materials

Méthodes avancées et analyses multi-échelles pour l’étude de l’auto-cicatrisation des fissures dans les matériaux cimentaires

Abstract

Cracks in cementitious materials lead to loss of mechanical and impermeability properties. Thus, developing self-healing concrete may be a means to make substantial savings. In this work, we have focused on characterising natural self-healing phenomenon, by ongoing hydration or calcite precipitation, using coupled experimental and modelling analysis. Three-point-bending tests, scanning electron microscope observations and micro-indentation tests were performed on mortar specimens. The main factors influencing the mechanical regains were thus identified. Experimental work was supplemented by the implementation of two mechanical models at complementary scales. In the second part, new non-destructives techniques (3D microscope, coda wave interferometry) have been developped to monitor healing. Finally, a reactive transport model has been introduced to study healing by calcite precipitation alongside the influence of the environmental conditions.
Les fissures entrainent des pertes de résistance et d’imperméabilité dans les structures à base de matériaux cimentaires. De ce fait, le développement du phénomène d’auto-cicatrisation apparait comme un moyen de réaliser d’importantes économies. Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la caractérisation de l’auto-cicatrisation naturelle, par poursuite d’hydratation et/ou précipitation de calcite, grâce à des analyses croisées entre expérimentation et modélisation. Des essais de flexion trois points sur mortiers, des observations microscopiques au microscope électronique à balayage et des tests de micro-indentation ont permis de dégager les principaux facteurs influençant les regains mécaniques. Ces essais ont été complétés par le développement de deux modèles mécaniques à des échelles complémentaires. Dans la seconde partie, de nouvelles techniques non-destructives ont été développées (microscope 3D, analyse de la coda) pour le suivi du phénomène. Enfin un modèle de transport réactif a été mis au point pour étudier la précipitation de calcite et l’influence des conditions environnementales.
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Dates and versions

tel-01334587 , version 1 (21-06-2016)

Identifiers

  • HAL Id : tel-01334587 , version 1

Cite

Benoit Hilloulin. Méthodes avancées et analyses multi-échelles pour l’étude de l’auto-cicatrisation des fissures dans les matériaux cimentaires. Génie civil. Ecole Centrale de Nantes (ECN); Université de Gand, 2015. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01334587⟩
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