• Langue : Français
• Discipline : Génie civil
• Identifiant : 2019LILUI112
• Type de thèse : Doctorat
• Date de soutenance : 12/12/2019

Résumé en langue originale

L'évaluation et la prédiction de la durabilité des matériaux à base de ciment nécessitent la connaissance des isothermes de sorption à différentes températures. L’objectif de cette étude est de modéliser les isothermes de désorption des matériaux cimentaires et leur évolution en fonction de la température.Ce travail vise principalement à développer un modèle avec des paramètres reliés au type de matériau, à sa formulation, et à ses caractéristiques microstructurales, hydriques et thermodynamiques.Le réseau poreux est divisé en deux parties principales en se basant sur l'état de l'eau présente : capillaire ou adsorbée.La première partie est la porosité capillaire constituée de deux modes poreux, les grands et les petits pores capillaires. La condensation capillaire lors de la désaturation est modélisée par le modèle de Kosugi bimodal, les paramètres sont déduits à partir des courbes de porosité par intrusion de mercure en considérant une distribution log normale de chaque mode de pores.La deuxième partie est la porosité d'adsorption constituée des micropores et de la couche adsorbée aux parois des pores capillaires, elle est fixée à partir de la porosité à l'eau et la porosité par intrusion de mercure en considérant également une distribution log normale des pores.Le processus de désorption de la couche adsorbée est modélisé par le modèle de BSB à trois paramètres.Le paramètre Wm est déduit à partir de la courbe de distribution fixée à différentes températures, il représente l'effet de la modification du réseau poreux et des propriétés de l'adsorbat avec la température.Les paramètres C et k représentent l'effet de la thermodynamique ; ils sont fixés pour chaque type de matériau à partir des données expérimentales, en considérant une évolution exponentielle en fonction de la température.La combinaison des deux modèles permet la prédiction des courbes d'isotherme de désorption des matériaux cimentaires aux températures modérées sans avoir recours au calage des paramètres.Des isothermes expérimentales sont réalisées pour la validation du modèle combiné.

Résumé traduit

The evaluation and prediction of the durability of cement-based materials require knowledge of sorption isotherms at different temperatures. The objective of this study is to model the isotherms of desorption of cementitious materials and their evolution as a function of temperature.This work is mainly devoted to the development of a model with parameters related to the type of material, its formulation and its microstructural, hydric and thermodynamic characteristics.The porous network is divided into two main parts based on the condition of the water: capillary or adsorbed.The first part, the capillary porosity, consists of two porous modes, the large and small capillary pores. Capillary condensation during desaturation is modelled by the bimodal Kosugi model, the parameters being deduced from the mercury intrusion porosity curves considering a lognormal distribution of each pore mode.The second part is the adsorption porosity consisting of the micropores and the layer adsorbed to the walls of the capillary pores, it is fixed from the water porosity and the mercury intrusion porosity also considering a lognormal distribution of the pores.The desorption process of the adsorbed layer is modelled by the three-parameter BSB model.The parameter W_m is deduced from the distribution curve fixed at different temperatures, it represents the effect of the modification of the porous network and the properties of the adsorbate with temperature.The parameters C and k represent the effect of thermodynamics; they are fixed for each type of material based on experimental data, considering an exponential evolution as a function of temperature.The combination of the two models allows the prediction of the isothermal desorption curves of cementitious materials at moderate temperatures without the need for parameter calibration.Experimental isotherms are performed for the validation of the combined model.