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Les travaux menés dans le cadre du projet national FastCarb ont exploré l’influence de l’utilisation des granulats recyclés carbonatés sur la fabrication des bétons, leur microstructure et leur durabilité. Les résultats montrent que les granulats recyclés carbonatés ont un comportement très similaire à celui des granulats recyclés non carbonatés. Les granulats recyclés carbonatés peuvent être utilisés dans les bétons selon les mêmes règles de l’art que celles définies dans les textes normatifs actuels (NF EN 206/CN notamment), elles-mêmes issues des recommandations du projet national RECYBETON., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 40 No 3 (2022): Special Issue - FastCarb 2022

Dans le contexte du projet Fastcarb, cet état de l’art vise à apporter un éclairage sur les différents mécanismes physico-chimiques gouvernant le processus de carbonatation en température. Trois paramètres, tous impactés par l’augmentation de la température, sont abordés de manière découplée : les transferts et équilibres hydriques, le transport de CO2 et l’évolution des propriétés de solubilité du CO2 et des phases hydratées. Concernant les transferts hydriques, il en ressort que les propriétés physiques de l’eau et les propriétés de transport (perméabilité et diffusivité) évoluent de manière à favoriser les transferts sous forme gazeuse. De fait, si la diffusion gazeuse du CO2 est intrinsèquement peu impactée par la température, la baisse avec la température de degré de saturation en eau du matériau à l’équilibre à une humidité relative donnée, va augmenter fortement la diffusivité. La température affecte aussi la solubilité des réactifs. Dans le cas de l’eau pure, le CO2 et les principaux hydrates (portlandite et CSH) sont moins solubles à haute température. Dans le cas d’une eau chargée comme l’eau interstitielle du béton, l’effet de la température sur les solubilités est en revanche beaucoup plus complexe du fait du couplage entre les différents phénomènes de dissolution gazeuse et solide., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 40 No 3 (2022): Special Issue - FastCarb 2022

La carbonatation accélérée des granulats recyclés (RCA) est envisagée pour améliorer leurs propriétés. Plusieurs phénomènes physico-chimiques et mécaniques se produisent durant la carbonatation d’un mortier de ciment. Pour les étudier, des échantillons de mortier sont soumis à la carbonatation accélérée afin de suivre l’évolution de leur retrait en fonction du degré de carbonatation. Dans un premier temps, la carbonatation de la portlandite et la précipitation de la calcite dominent et sont accompagnés d’un léger retrait de carbonatation. Par la suite, la carbonatation des C-S-H devient prépondérante conduisant à la formation de vatérite et d’aragonite ainsi qu’au développement un fort retrait de carbonatation favorisant l’apparition de microfissures., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 40 No 1 (2022): Special Issue - RUGC 2022

Les opérations de dragage des sédiments dans les voies navigables sont nécessaires pour maintenir de bonnes conditions de navigabilité. Un des « points sensibles » dans la gestion à terre des sédiments concerne le volume considérable qu’ils représentent, d’où l’étude de la possibilité de valorisation de ces sédiments vers des filières adaptées. La stabilisation des sédiments fins nécessite la plupart du temps un traitement préalable, souvent par ajout de liants hydrauliques (chaux, ciment). Malgré tout, aucune étude ne s’est réellement intéressée sur l’optimisation de ce mode de traitement par rapport aux caractéristiques physico-chimiques des sédiments, à la nature du liant mais aussi à la filière de valorisation identifiée. Nous nous intéressons donc à cet aspect dans la présente contribution. A cette fin, nous proposons une approche statistique basée sur une analyse de régression multivariée qui permet d’identifier parmi les paramètres relatifs aux caractéristiques des sédiments et au type de liant, ceux qui ont un impact significatif sur la résistance en compression. 7 paramètres sont alors identifiés : la teneur en matière organique, l’indice de plasticité, la teneur en eau et les quantités des additifs (ciment, chaux, fumée de silice, cendres volantes, sable). Les résultats de l’analyse ont mis en évidence que la teneur en matière organique, l'indice de plasticité et la teneur en eau du mélange sédiment-liant contribuent à faire baisser la résistance mécanique. En revanche, le ciment a été identifié comme le meilleur additif., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 35 No 1 (2017): Special Issue - RUGC 2017 Nantes

La corrosion induite par les ions chlorure est l’une des principales causes de la dégradation précoce des constructions en béton armé. L’estimation du temps d’initiation de la corrosion dépend de la modélisation de la chloration qui demeure une tâche complexe. Notre travail consiste donc en une méta-modélisation du mécanisme de chloration pour prendre en compte des incertitudes des paramètres du matériau et climatiques, en vue d’une évaluation du risque de corrosion. Le méta-modèle se repose sur une approximation par polynômes de chaos qui se base sur la méthode de régression. Afin d’étudier l’efficacité du méta-modèle, deux structures exposées à deux types caractéristiques d’exposition et de climat (zone de marnage à Brest et zone continentale à Strasbourg) sont considérées. Les premiers résultats obtenus montrent que le méta-modèle permet de gagner beaucoup de temps de calcul par rapport au calcul classique tout en gardant la précision du modèle déterministe. L’analyse de sensibilité par indices de Sobol permet de relever l’importance de chaque paramètre pour le temps d’amorçage de la corrosion. De plus, différents scénarios climatiques sont également pris en compte afin d’évaluer l’effet du réchauffement climatique sur la probabilité d’initiation de la corrosion des structures en béton armé., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 35 No 1 (2017): Special Issue - RUGC 2017 Nantes

Les questions liées aux dragages se rapportent principalement au coût de ces opérations, mais qui demeurent néanmoins indispensables. Toutefois, cette solution n’est pas épargnée de se retrouver confrontée à un sérieux problème d’élimination des quantités de vase draguées. Ce même problème a été le précurseur de la politique de valorisation qui contribue certainement à l’amortissement des coûts liés au dévasement et à préserver l’environnement. Ce travail s’inscrit dans cette politique, il consiste à élaborer des bétons autoplaçants en substituant une partie du ciment par de la vase traitée thermiquement. Les résultats obtenus ont montré qu’une substitution allant jusqu’à 30% du ciment par de la vase calcinée dans des BAP semble réalisable tout en ayant des performances mécaniques proches voir meilleures à celles du BAP de référence., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 35 No 1 (2017): Special Issue - RUGC 2017 Nantes

L’attaque des chlorures et la carbonatation sont les mécanismes prédominants régissant la durée de vie des structures en béton armé. Afin d’évaluer la durée de vie de ces structures contre la pénétration du dioxyde de carbone, des ions chlorures et de l’humidité, un modèle physico-chimique est proposé. Le modèle est développé en prenant en compte le transfert multi-espèces d’ions agressifs, y compris la diffusion, la migration, l’activité chimique des ions, l’interaction entre les ions chlorures et la pâte cimentaire et la convection en fonction des conditions d’exposition. L’évolution de la microstructure due aux réactions de précipitation et de dissolution pendant le processus de carbonatation est pris en compte en suivant l’évolution de la porosité. Plusieurs applications du modèle sont développées pour prédire la durée de vie d’un béton poreux soumis à un environnement agressif contenant d’ions chlorures, du dioxyde de carbone et d’humidité. Les effets de la carbonatation et de la convection sur l’estimation du béton d’enrobage sont soulignés et analysés. Ensuite, le modèle numérique est comparé à un ensemble de résultats expérimentaux., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 35 No 1 (2017): Special Issue - RUGC 2017 Nantes

The objective of this paper is to propose a numerical model capable of coupling the transfer of chloride ions and cracking into concrete by developing a meso-macro numerical approach for the determination of macroscopic diffusivity tensors in heterogeneous quasi-brittle materials such as concrete. The strong discontinuity kinematics is added to take into account micro-cracking. The mesoscale coupling with the mass transport part is based on Fick’s Law of diffusion with a modified diffusion coefficient accounting for crack opening and aggregates by means of the experimental results of Djerbi et al. [DJE 08]. Then an upscaling process based on the work of Pouya et al. [POU 02] is used to provide a macroscale diffusivity (mean diffusivity tensor). Finally, the obtained mean diffusivity tensor has been employed to predict the corrosion initiation time to study the impact of mechanical cracking on service life of RC structures using Bazant’s physical models. The numerical results show an induced-anisotropy of the mean diffusivity tensor and obvious effect of the value of crack opening on the corrosion initiation time., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 34 No 1 (2016): Special Issue - RUGC 2016 Liège

Les opérations de dragage des sédiments sont nécessaires pour maintenir de bonnes conditions de navigabilité des ports et les voies navigables. La valorisation de ces sédiments est une alternative à l'immersion en mer et au stockage à terre. La stabilisation des sédiments fins nécessite la plupart du temps un traitement préalable, souvent par ajout de liants hydrauliques (chaux, ciment). Parmi les voies potentielles où les sédiments pourraient être valorisés, les filières matériau de remblai et de couche de forme routière sont les plus intéressantes du point de vue économique, environnementale et technique. La stabilisation des sédiments nécessite l’utilisation des liants hydrauliques comme le ciment et la chaux. L'utilisation intensive de ces liants, a un impact considérable sur l'environnement (émissions de CO2, la consommation d'énergie et de matières premières). Les géopolymères sont des liants alternatifs pour le ciment ordinaire. Dans la présente étude, les sédiments et les liants utilisés ont été caractérisés avant d'être mélangés. Après avoir mélangé les sédiments avec 5 à 15% de liants, ceux-ci ont été compactés dans des éprouvettes cylindriques puis testés à l’aide de l’essai d’aptitude au traitement. Les résultats ont montré que l’ajout de sable est nécessaire pour valoriser un sédiment très organique., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 36 No 1 (2018): Special Issue - RUGC 2018 St Etienne