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Comportement rhéologique et mécanique des mortiers à base de polymères et de granulats recyclés

PHC : Utique
Codes du projet : 14G1112 -- Campus N° 30602QB
Domaine : Sciences de l'ingénieur (SI)
Intitulé : Comportement rhéologique et mécanique des mortiers à base de polymères et de granulats recyclés
Porteur(s) : GHORBEL Ilhem, DHAOUI Wadia
Date de début : 01/01/2014
Date de fin : 31/12/2016

La durabilité des matériaux employés en génie civil est remise en question par le vieillissement physico-chimique de matériauxcimentaires, vieillissement provoqué par des contraintes climatiques, par la pollution, … Afin d’améliorer la tenue des bétons etmortiers aux agressions environnementales, la matrice cimentaire peut être remplacée, dans certains cas, totalement oupartiellement par un polymère. Le béton qui en résulte est désigné par béton de résine. La classification des bétons de résine aété publiée pour la première fois en 1986 et se décline en deux grandes catégories. Dans la première le liant est entièrementpolymérique alors que dans la deuxième le liant cimentaire est modifié par des polymères. Dans cette dernière catégorie onretrouve le béton imprégné de résine et le béton modifié par un polymère. A titre d’exemple l’utilisation des bétons de résine dansle secteur agricole et agro-alimentaire constituerait une solution de rechange économiquement viable et intéressante sur le planenvironnemental. En effet, les bétons hydrauliques qui sont, traditionnellement, utilisés pour la réalisation de structures telles queles silos d’ensilage ou les fosses à lisier, sont sujets à des attaques chimiques sévères à l’origine de leur dégradation parfissurations, de délaminage, …., nécessitant des réparations fréquentes. L’utilisation des bétons de résine offre l’avantaged’améliorer la résistance de ces structures avec une diminution du coût de l’entretien d’une part et de l’impact environnementald’autre part.En parallèle, la tendance de la consommation de granulats est en forte croissance. A titre d’exemple de 1991 à 1996 laconsommation annuelle en granulats naturels était de 5tonnes/habitant pour la Tunisie et de 7,1 tonnes/habitant pour la France.Cette forte croissance est à l’origine de l’épuisement des ressources naturelles. De surcroit, l’exploitation des carrières pour enextraire des granulats, tout en contribuant à l’essor économique et industriel d’un pays, est à l’origine de répercussions néfastessur l’environnement car elles sont des sources de pollution atmosphérique et sonore. De ce fait l’utilisation de granulats issus dela déconstruction de bâtiment en substitution totale ou partielle des granulats naturels contribuera à diminuer l’impactenvironnemental et permettra de répondre aux directives européennes en matière de valorisation des déchets inertes.Les études recensées dans la littérature montrent que les bétons de résine sont caractérisés par des résistances mécaniques à latraction, une résistance aux attaques par certaines solutions acides et vis-à-vis du gel-dégel modéré importantes comparés auxbétons hydrauliques. En effet, l’incorporation des polymères dans les bétons et mortiers conduit à des bétons moins perméables,ayant une bonne adhérence granulat-liant mais susceptibles aux déformations différés par comparaison aux bétons hydrauliques.Pour les bétons de résine, la matrice cimentaire est remplacée totalement par une matrice organique conduisant aux bétons àmatrice organique, caractérisés par une mauvaise ouvrabilité limitant leur large diffusion, ou partiellement menant aux bétonsmodifié.

Objectifs

Le projet a pour objectifs de • Obtenir une formulation de béton de résine qui possède la plus grande ouvrabilité , à travers l’incorporation de diluants actifs, touten répondant à des critères mécaniques, de durabilité et de coût.• Etudier la compatibilité du polymère-ciment et étude des propriétés mécaniques des mortiers à granulats recyclés qui enrésultent.Introduire les aspects analyse de cycle de vie de ces matériaux et estimer leur potentiel en matière de valorisation en fin de vie La création d’une dynamique de recherche-développement dans le domaine des Bétons de résine(BMO et BM) ainsi que la formation de jeunes chercheurs (thèses et mastères) pour renforcer legroupe « Béton-Polymère » en Tunisie est une considération très importante. Ceci dit, l’actionproposée dans ce projet, compte tenu des potentialités existantes aura pour objectifs de:• Contribuer de façon expérimentale et théorique à l’obtention d’une formulation de béton derésine, BMO, qui possède une bonne ouvrabilité tout en répondant à des critères de résistancemécanique, de durabilité et de coût. Une attention particulière sera donnée aux aspects analyse decycle de vie de ces matériaux (thèse N°1).• Etudier le comportement de bétons modifiés par un polymère et la compatibilité entre lespolymères et deux types de ciments. Les granulats utilisés pour la fabrication des bétons seront issusdes déchets de la déconstruction. L’objectif est d’étudier la possibilité de valoriser ces déchets touten maintenant intacte la durabilité des bétons vis-à-vis des attaques par des solutions acides (thèseN°2).

Résultats

Principaux résultats attendus de cette coopération.Ce projet s'inscrira pleinement dans la logique de développement scientifique et de la francophonie et permettra un échangeefficace Nord-Sud. Les partenaires engagés dans cette action sont d'une qualité scientifique reconnue et travaillent sur deschamps disciplainaires complémentaires mais riches et à m^me de s’enrichir mutuellement l’un de l’autre en vue de conduire àdes innovations scientifiques et technologiques dans le domaine du génie civil, de la chimie et synthèse des matériaux et del’environnement. L'approche adoptée et les résultats qui en découleront devraient présenter un caractère innovant.Les objectifs recherchés sont:- Scientifique:Développement des échanges scientifiques dans des domaines multidisciplinaires complémentaires permettant des avancéesfondamentales pour mettre en place des nouveaux matériaux durables et écologiques.Mise en commun des compétences et mutualisation des moyensPromouvoir la mobilité internationale des chercheurs et doctorantsLa réalisation de recherches alliant l’aspect fondamental et appliquées tendant à promouvoir la qualité scientifique et le transferttechnologique, à perfectionner les méthodes de calculs et procédés de mise en oeuvre.- Formation:Contribuer à la formation et l’encadrement des étudiants (Master et Thèse) et à l’accomplissement des projets des jeunesenseignants chercheurs (habilitation à diriger des recherches).Plus spécifiquement ce projet permettra:Aux partenaires tunisiens d’acquérir un savoir-faire expérimental sur les problèmes des bétons de façon générale et des bétonsde résine en particulier : formulation, rhéologie, retrait, durabilité, … . Cela sera réalisé à travers les stages de chercheurs juniors(doctorants) tunisiens dans les laboratoires français. Des missions de chercheurs seniors (enseignants-chercheurs) permettrontnotamment la coordination de cette coopération et un échange scientifique sur les sujets d’intérêt commun. Par ailleurs denouvelles formulations innovantes durables et respectueuses de l’environnement seront mises au point puis caractérisées etutilisées comme vecteur de diffusion au travers du bassin méditerranéen.Aux équipes françaises de développer une méthodologie et un outil permettant de rendre aisée la mise en oeuvre des bétons derésine, d’évaluer les compatibilités ciments-polymères physico-chimique pour optimiser et étendre leur utilisation. Ellesbénéficieront de la présence de jeunes doctorants dans le cadre du projet et renforceront leurs liens avec les pays du sud.

Informations supplémentaires

La notification d’acceptation nous ayant parvenue tardivement, avril 2014, et vu la lourdeuradministrative de part le contexte social et politique qui règne en Tunisie, la mise à disposition dessubventions n’a été possible qu’en octobre 2014. Ceci a crée une tension palpable puisque lesmobilités devraient être effectuées avant la fin de l’année civile. De ce fait les doctorantes ont dûavancer leurs frais de transport. Les missions des chercheurs permanents ont généré beaucoup detracas pour Mme DHAOUI pour les mêmes raisons.

Université Cergy Pontoise

Partenaire français
Cergy-Pontoise
http://www.u-cergy.fr

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Laboratoire de Mécanique et Matériaux du GénieCivil L2MGC


Responsable(s)
Ilhem GHORBEL - Laboratoire 2MGC - Cergy-Pontoise - Tél : 0134256886 - Email : elhem.ghorbel@u-cergy.fr

Faculté des Sciences Mathématiques, Physiques et Naturelles de Tunis

Partenaire tunisien
Tunis
http://www.fst.rnu.tn/

Laboratoire(s) ou unité(s) de recherche
Unité de Chimie Minérale Appliquée UCMA


Responsable(s)
Wadia DHAOUI - Unité de Chimie Minérale Appliquée - Tunis - Tél : 003325355574 - Email : wadia.ammar@planet.tn

Comportement Rhéologique et Ouvrabilité des Mortiers à Base de Résine Epoxyde

Cotutelle - These - En cours
Par : Amal BOURGUIBA
Début de thèse : 01/01/2014
Présenté le : 01/01/2018
A : En cours
Co-directeurs :
  • GHORBEL Ilhem
  • Université Cergy-Pontoise, Cergy-Pontoise
  • DHAOUI Wadia
  • Faculté des Sciences Mathématiques, Physiques et Naturelles de Tunis

Formulation, élaboration, comportement et durabilité des bétons modifiés par du latex

Cotutelle - These - En cours
Par : Nada LAAMIRI
Début de thèse : 01/01/2014
Présenté le : 01/01/2018
A : En cours
Co-directeurs :
  • GHORBEL Ilhem
  • Université Cergy-Pontoise, Cergy-Pontoise
  • DHAOUI Wadia
  • Faculté des Sciences Mathématiques, Physiques et Naturelles de Tunis

    Conférences et séminaires

    Effets de l’introduction d’un diluant sur les propriétés physiques et rhéologiques des mortiers à base de résine époxyde

    Rencontres Universitaires
    32èmes Rencontres Universitaires de Génie Civil
    A : Orléans, France
    Du : 04/06/2014
    Au : 06/06/2014
    Participants :
    BOURGUIBA Amal, GHORBEL Elhem, DHAOUI Wadia

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    PHC 01