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International audience; L'impression 3D de mortiers cimentaires attire l'attention de nombreux industriels et chercheurs. Cependant, les mortiers imprimables en 3D consomment de grandes quantités de ciment et de sables naturels. Il est donc urgent de trouver des matériaux alternatifs. Les granulats de béton recyclé (GBR) en particulier les sables pourraient constituer une solution intéressante pour l'impression 3D. Le contrôle de l'eau efficace (Eeff) est primordial pour assurer le contrôle du comportement rhéologique des mortiers pour l'impression 3D. L'utilisation du sable recyclé après 24 heures d'immersion semble être le moyen le plus simple pour contrôler l'eau efficace du mortier, néanmoins cette démarche n'est pas facile à mettre en oeuvre sur site. Ainsi, une méthode simple basée sur un test d'affaissement est utilisée afin de quantifier l'absorption d'eau réelle en fonction de l'état d'humidité initial du sable. Quatre sables recyclés avec différents coefficients d'absorption d'eau (WA) sont utilisés. Des essais d'absorption sont tout d'abord réalisés après 15 minutes et 24 heures d'immersion. Les résultats montrent que plus de 90% d'absorption se produisent dans les 15 premières minutes. Ensuite des essais d'étalement du mortier réalisé avec le sable saturé pendant 15 minutes sont comparés avec la même composition de mortier réalisé avec un sable sec. Les résultats montrent des étalements équivalents pour les deux cas. Ainsi, environ 90% de la capacité d'absorption du sable recyclé est atteinte dans le mortier réalisé avec un sable recyclé sec.

International audience; L'utilisation des granulats recyclés dans l'élaboration des bétons et mortiers est une solution très attractive pour diminuer l'impact environnemental du secteur de la construction, notamment, la surexploitation des ressources naturelles granulaires et les quantités importantes des déchets de déconstruction. D'autres initiatives sont proposées pour diminuer le coût économique et environnemental du secteur de bâtiment comme l'impression 3D permettant de proposer à la fois un nouveau mode de construction et un procédé de mise en oeuvre des bétons. Malgré les avantages de l'impression 3D, l'utilisation de quantités importantes de ciment et de sable reste un inconvénient majeur. L'enjeu ici est d'utiliser des sables recyclés pour les mortiers et bétons imprimables. En effet, le comportement des granulats recyclés et la robustesse des formulations des matériaux sont liés à leur capacité d'absorption importante et la quantité de pâte de ciment adhérente. L'objectif est d'étudier le comportement à l'état durci des mortiers à base de sable recyclé fin pour à la fois caractériser les matériaux et valider la méthodologie de formulation des mortiers imprimables. La démarche consiste à remplacer le volume de sable naturel par un sable recyclé avec un volume de pâte constant. Deux mortiers à base de sable recyclé sont considérés en comparaison avec celui à base de sable naturel. Ce travail s'inscrit dans le cadre du projet Interreg CIRMAP, qui s'intéresse à développer des mortiers imprimables à base de granulats recyclés fin par impression 3D pour la fabrication de mobilier urbain. Les résultats montrent l'efficacité de la méthode de formulation utilisée, et l'effet du sable recyclé sur les propriétés physiques et mécaniques des mortiers.

The economic stakes related to the rising cost of fossil resources, their scarcity and the environmental impact inherent in their use lead the construction industry to move towards materials with low environmental impact. Resources from biomass are the main example, especially agricultural, including fibers from plant stems. Among these fibers, flax and hemp stand out because of their mechanical properties comparable to those of synthetic fibers and their availability in France.The thesis work aims to develop an innovative composite material by combining flax or hemp fibers and a cement or pozzolanic matrix. This material could be used in the form of thin layers in interior and exterior coatings. Its performance was analyzed in comparison with that obtained by adding polypropylene fibers. The latter are present on the market to reduce the sensitivity to cracking at a young age, to improve impact resistance and fire behavior.After defining the identity card of each type of fiber used, the thesis presents the elaboration of mortars and the influence of the incorporation of polypropylene and plant fibers on the rheology (flow time and spreading). Incorporated in a mineral binder based mortar, the vegetable fibers disturb the behavior of the mixture in the fresh state (absorption of part of the mixing water and resistance to movement between particles). The addition of water and superplasticizer maintains the characteristics of the reference mortar. On the other hand, the migration of extractives from the surface of the fibers into the matrix disturbs the hydration of the binder and slightly delays the setting of the material. The polypropylene fibers show a neutral effect on the workability of the material as well as on the hydration process.The remainder of the work addresses the susceptibility to cracking due to plastic shrinkage of composites at young ages. A heated and ventilated tunnel is used to produce severe environmental conditions and cracking is tested via two tests. The first test consists of pouring the mortar into a mold with elevations. The second uses a brick as a support for a thin layer in order to work under conditions close to reality. The results of these two tests are coherent and show that the presence of plant fibers considerably reduces the sensitivity of mortars to cracking. These tests are completed by the measurement of the free plastic shrinkage and the loss in mass with time.The characterization of composites in the cured state is then developed. The main point addressed is the evaluation of the impact resistance. A specific test has been developed using ultrasonic waves to detect cracking and rupture of the elements. The results show that the addition of fibers (polypropylene or vegetal) allows to improve the material's toughness by increasing the energy necessary to reach the rupture after cracking. To complete the mechanical identity card, the flexural and compressive strengths at several times are presented. Finally, water porosity tests and SEM observations accompany the previous characterizations.The whole of this work of thesis leads to simple rules of reinforcement of mortars by vegetable fibers allowing a replacement of the polypropylene fibers for an equivalent effectiveness., Les enjeux économiques liés à la hausse des coûts des ressources fossiles, leur raréfaction et les impact environnementaux inhérents à leur utilisation conduisent les acteurs de la construction à s’orienter vers des matériaux à faible impact environnemental. Les ressources issues de la biomasse sont alors au premier plan, agricoles notamment, dont les fibres provenant des tiges des plantes. Parmi ces fibres, le lin et le chanvre se démarquent en raison de leurs propriétés mécaniques comparables à celles des fibres synthétiques et de leur disponibilité en France.Le travail de thèse réalisé vise à développer un matériau composite innovant par l’association des fibres de lin ou de chanvre et d’une matrice cimentaire ou pouzzolanique. Ce matériau pourra être utilisé sous forme de couches minces en enduits intérieurs et extérieurs. Ses performances ont été analysées en comparaison avec celles obtenues par addition de fibres en polypropylène. Ces dernières sont présentes sur le marché pour réduire la sensibilité à la fissuration au jeune âge, améliorer la résistance aux chocs et le comportement au feu.Après avoir défini la carte d’identité de chaque type de fibre utilisée, nous présentons l’élaboration des mortiers et l’influence de l’incorporation de fibres polypropylènes et végétales sur la rhéologie (temps d’écoulement et étalement). Incorporées dans un mortier à base de liant minéral, les fibres végétales perturbent le comportement du mélange à l’état frais (absorption d’une partie de l’eau de gâchage et résistance au mouvement entre particules). L’ajout d’eau et de superplastifiant permet de maintenir les caractéristiques du mortier de référence. Par ailleurs, la migration des extractibles de la surface des fibres vers la matrice perturbe l’hydratation du liant et retarde légèrement la prise du matériau. Les fibres polypropylènes montrent un effet neutre sur l’ouvrabilité du matériau ainsi que sur le processus d’hydratation.La suite du travail aborde la sensibilité à la fissuration due au retrait plastique des composites au jeune âge. Un tunnel chauffé et ventilé est utilisé pour produire des conditions environnementales sévères et la sensibilité à la fissuration est testée via deux essais. Le premier consiste à couler le mortier dans un moule présentant des surélévations. Le second se sert d’une brique comme support pour une couche mince afin de travailler dans des conditions proches de la réalité. Les résultats de ces deux essais sont cohérents et montrent que la présence des fibres végétales réduit de façon considérable la sensibilité des mortiers à la fissuration. Ces essais sont complétés par la mesure du retrait plastique libre et la perte de masse au cours du temps.La caractérisation des composites à l’état durci est ensuite développée. Le point principal abordé est l’évaluation de la résistance à l’impact. Un essai spécifique a été développé utilisant les ondes ultrasonores pour repérer la fissuration puis la rupture des éléments. Les résultats montrent que l’ajout de fibres (polypropylène ou végétales) permet d’améliorer la ténacité du matériau en augmentant l’énergie nécessaire pour atteindre la rupture après fissuration. Pour compléter la carte d’identité mécanique, les résistances en flexion et en compression à plusieurs échéances sont présentés. Enfin, les essais de porosité à l’eau et les observations au MEB accompagnent les caractérisations précédentes.L’ensemble de ce travail de thèse aboutit à des règles simples de renforcement des mortiers par des fibres végétales permettant un remplacement des fibres de polypropylène pour une efficacité équivalente.

International audience; From the introduction of legislation during the Second Empire to grant authorisations to emigration agents and monitor their activities, the number of applications to practise remained stable during the second half of the 19th century, despite the increase in departures. This chapter examines the cases that prompted further police investigations. It is the life courses that will be studied here, with agents Lagoanère, Lévy and Depas facing serious charges that illustrate the vulnerability of emigrants. Then, in the 1870s, Jules Mortier was chosen by foreign authorities to encourage emigration to Peru. After 1880, the Colson agency took over the Bordeaux area, in particular to send migrants to Chile. At the end of the century, procedures were streamlined and the files of emigration agents were reduced to authorisations to practice and the reimbursement of guarantees.; A partir de la legislación del Segundo Imperio con Napoleón III, para conceder autorizaciones a los agentes de emigración y controlar sus actividades, el número de solicitudes se mantuvo estable durante la segunda mitad del siglo XIX, a pesar del aumento de las salidas. En este capítulo se examinan los casos que dieron lugar a investigaciones policiales desde Burdeos. Se examinan aquí las biografías de los agentes marítimos Lagoanère, Lévy y Depas enfrentados a graves acusaciones, que ilustran la vulnerabilidad de los emigrantes. Luego, en la década de 1870, Jules Mortier fue elegido por las autoridades peruanas para fomentar la migración a Lima. Después de 1880, la agencia Colson se dedicó a enviar migrantes a Chile desde Burdeos. A finales del siglo, los tramites se simplificaron y los documentos de los agentes de emigración se limitaron a autorizaciones para ejercer y a devolución de fianzas.; À partir de la mise en place d’une législation sous le Second Empire pour accorder des autorisations aux agents d’émigration et surveiller leurs activités, le nombre de demandes d’exercer ce métier est demeuré stable au cours de la seconde moitié du XIXe siècle, malgré l’accroissement des départs. Le présent chapitre s’intéresse aux cas qui ont motivé les enquêtes de police plus poussées sur Bordeaux. Ce sont les parcours de vie qui seront étudiés ici, les agents Lagoanère, Lévy et Depas faisant l’objet de graves accusations qui illustrent la vulnérabilité des émigrants. Puis, dans les années 1870 Jules Mortier est choisi par les autorités étrangères pour favoriser l’émigration au Pérou. Après 1880, l’agence Colson occupe la place bordelaise en particulier pour envoyer des migrants au Chili. À la fin du siècle, les procédures sont allégées et les dossiers des agents d’émigration réduits aux autorisations d’exercer et aux remboursements des cautionnements.

International audience; This study identifies 51 finger-shaped stone pestles preserved in both archaeological deposits and museums within a geographical area that includes the ancient province of Gallia Narbonensis as well as the region of Nice to the east and Lyon to the north. It provides an opportunity to take stock of the origin of these grinding utensils, their distribution in the Greco-Roman world and the nature of their possible uses over an extended period, from the 5th c. BC to the 3rd c. AD. The catalogue is supplemented by 28 examples from Pompeii (Italy), which serve as a point of reference for typological comparison and enrich our understanding of the repertoire of existing forms.; Cette étude recense 51 broyeurs en pierre en forme de doigt conservés dans les dépôts archéologiques et les musées d’une aire géographique qui comprend l’ancienne province de Narbonnaise ainsi que la région de Nice à l’est et celle de Lyon au nord. Elle donne l’occasion de faire le point sur l’origine de ces ustensiles de broyage, sur leur diffusion dans le monde gréco-romain et leurs utilisations possibles pendant une longue période qui va du Ve s. av. J.-C. au IIIe s. apr. J.-C. En complément du catalogue sont présentés 28 exemplaires provenant de Pompéi (Italie), qui servent de référentiel typologique et permettent d’enrichir le répertoire des formes.

International audience

Currently, the latest technique being introduced to the construction field is known as Additive Manufacturing or 3D printing. Many challenges encounter this technique, notably the fresh and hardened state properties of the cementitious material used for 3D printing; and the reinforcement strategy to provide ductility and tensile capacity for structural elements.This thesis deals with the effect of the material’s fresh state properties on the hardened state and mechanical response of 3D printed elements. Initially, the work has started by formulating new printable mixes and testing their rheological properties; in particular their thixotropic behavior, depending on the material’s yield stress variation over a certain period of time. After then, the results were linked to the mechanical and hardened state performance of 3D printed elements. Thus, a better understanding of the effect of certain chemical and mineral admixtures on the thixotropic behavior of the mix was carried out. Then, the relation between the material’s rheology and thixotropic behavior with the bond developed between printed layers and reinforcing bars has been exposed, and the effect of the layers direction with respect to the steel bar on the quality of the bond was further assessed. At last, this research includes a microstructural characterization of 3D printed materials, as well as a durability assessment of the printed elements performance when subjected to sulfuric acid attacks.More precisely, the yield stress evolution so-called thixitropic behavior was measured for different printable mixes over a certain period of time using the fall-cone penetrometer; and the effect of some chemical and mineral additives was considered. Herein, it was found that the material variables influence the structuration rate of the mix, but in different magnitudes. In particular, the addition of HRWR, Limestone filler and water content decrease the structuration rate of the material, whereas VMA increases it. Afterwards, the effect of the material’s rheology, printing method and layers direction with respect to steel bar, on the developed link have been studied through a series of pull-out tests done over printed elements made either manually using a laboratory device or using an automated printer. Herein, different mixes with different workabilities and thixotropic behaviors were used. Alongside, concrete layers were printed either parallel or perpendicular to the steel bar. The overall results showed that printed samples were able to develop an acceptable bond strength in comparison with the mold casted specimens. Implicitly, these results indicated first that the manual printing can be considered as a preliminary testing method to simulate the work of an actual printer; second, the material’s rheology did not majorly affect the bond with steel bars; third, parallel printed layers to the steel bar can still provide better bonding with it in comparison to that attained by the samples having perpendicular printed layers. As for the microstructural and durability assessment of 3D printed samples, different mixes were used to cover a wider range of material properties. Here, 3D printed samples were exposed to different concentrations of sulfuric acid, and the microstructure of the degraded and non-degraded samples was assessed. The results showed that concrete samples whether printed or not have the same performance when subjected to acid attack. In particular, printed samples did not show any sign of inter-layer weaknesses, neither at a micro nor macro scales. However, the only difference between a printed specimen and a non-printed one is that printed samples have a more spread pore size distribution and morphology, which is caused by printing parameters used.; La fabrication additive ou impression 3D est la technique la plus récente introduite dans le secteur de la construction. De nombreuses questions restent posées, notamment la maîtrise des propriétés à l'état frais et durci du matériau utilisé, et la stratégie de renforcement pour fournir la ductilité et les capacités structurelles des éléments.Cette thèse traite de l’effet des propriétés à l’état frais du matériau sur l’état durci et sur la réponse mécanique des éléments imprimés. Le travail a commencé par la formulation et la caractérisation rhéologique de nouveaux mélanges imprimables. La thixotropie des mortiers, c’est à dire de la variation du seuil de cisaillement au cours du temps, a été particulièrement étudiée et permet une meilleure compréhension de l'effet de certains adjuvants chimiques et minéraux sur la vitesse de structuration du mélange. Ensuite, la relation entre la rhéologie du matériau et la liaison développée avec les armatures a été explorée, en tenant compte de la direction des couches par rapport à la barre sur la qualité de la liaison. Enfin, cette recherche comprend une caractérisation microstructurale des matériaux imprimés, ainsi qu'une évaluation de la durabilité des éléments imprimés lorsqu'ils sont soumis à des attaques d'acide sulfurique.Plus précisément, l'évolution du seuil de cisaillement a été mesurée pour différents mélanges imprimables sur une certaine période de temps à l'aide du pénétromètre à chute libre, et l'effet de certains additifs chimiques et minéraux a été examiné. Ici, il a été constaté que les paramètres de formulation influencent le taux de structuration du mélange, mais dans des amplitudes différentes. En particulier, l'ajout de superplastifiant, de filler calcaire et l’augmentation du dosage en eau diminuent le taux de structuration du matériau, alors que l’agent de viscosité l'augmente. Ensuite, l'effet de la rhéologie du matériau, de la méthode d'impression et de la direction des couches par rapport à la barre, sur la qualité de la liaison acier/béton imprimé a été étudié à travers des tests d'arrachement sur des éléments imprimés réalisés manuellement ou à l'aide d'une imprimante automatisée. Ici, différents mélanges avec des ouvrabilités et des comportements thixotropes différents ont été utilisés. Des couches parallèles et perpendiculaires à la barre ont été imprimées. Les résultats ont montré que les échantillons imprimés étaient capables de développer une contrainte d’adhérence acceptable par rapport aux échantillons moulés. Ces résultats indiquent également que l'impression manuelle peut être considérée comme une méthode d'essai préliminaire pour simuler le travail d'une imprimante, et que la rhéologie du matériau n’a pas eu d’effet majeur sur la liaison avec les barres. De plus des couches imprimées parallèlement à la barre présentent une meilleure liaison par rapport à celle obtenue pour les échantillons ayant des couches imprimées perpendiculairement. Concernant l'évaluation de la microstructure et de la durabilité des échantillons imprimés, différents mélanges ont été utilisés pour couvrir une large gamme de propriétés des matériaux. Ici, des échantillons imprimés ont été exposés à différentes concentrations d'acide sulfurique et la microstructure des échantillons dégradés et non dégradés a été évaluée. Les résultats ont montré que les échantillons qu'ils soient imprimés ou non, ont les mêmes performances contre une attaque acide. En particulier, les échantillons imprimés n'ont montré aucun signe de faiblesse entre les couches, ni à une échelle micro ni à une échelle macro. La différence majeure entre un échantillon imprimé et un échantillon coulé est que les échantillons imprimés ont une distribution et une morphologie de la taille des pores plus étalées, ce qui est causé par les paramètres d'impression utilisés.

Jastres-Nord, une des deux places fortifiées du plateau de Jastres (Ardèche), est un site majeur pour l’étude du passage de la Protohistoire à l’époque romaine à l’ouest du Rhône. L’évolution architecturale de ses trois remparts successifs marque une véritable rupture avec tous les modes de construction connus en Gaule avant l’époque augustéenne. Elle est en rapport avec la romanisation des élites et elle pose la question du statut juridique de ce site fortifié. Jastres-Nord, one of the two neighbouring forts on the Jastres plateau (Ardèche) is a major site in the study of the period between Protohistory and the Roman era to the West of the Rhône valley. The architectural evolution of the three successive ramparts constitues a rupture wih the modes of construction known in Gaul before the Augustan period. This is related to the romanization of the elite and the legal status of this hill-fort.

The work in this thesis is related to the durability of high-strength grouts, in a mechanical perspective. Numerous structures are subjected to fatigue loading during their lifetime such as offshore structures, wind turbines, road joints, airport runways or industrial floors.Despite the fact that this phenomenon is well known in steel structures, it can be noticed that for concrete structures and grouts, fatigue loading is rarely explicitly taken into consideration in the design codes. Furthermore, the information available in the literature concerning the phenomena influencing fatigue resistance and which determine the lifetime of structures, such as the number of cycles, the amplitude of stresses before failure, the frequency level applied are quite contradictory, in part because of the heterogeneous nature of the material.Thus, the aim of this thesis is firstly to analyze the damage induced by fatigue loading mainly in compression by means of different experimental methods. An important part of this study consists in identifying the parameters which have an influence on the fatigue life and the strain and stiffness evolution during loading. Among these parameters, the following are predominantly investigated : the loading frequency, the maximum stress applied, the temperature increase. Subsequently, alternative methods are proposed in order to evaluate the endurance limit and the fatigue life of grouts.A second part of this thesis consists in analyzing the influence of different mix components on the fatigue behavior. Different mixes have been developed with different aggregate types, in different grain fractions and an increased porosity level by entrained air and W/B. Therefore, the influence of the microstructure is examined and completed by different measuring techniques such as SEM-EDS, XRD, digital image correlation, infrared camera, mercury intrusion porosimetry and total water porosity.; Le travail de cette thèse concerne la durabilité d’un point de vue mécanique des mortiers haute performance. De nombreuses structures sont soumises à des efforts de fatigue au cours de leur durée de vie comme des structures offshore, joints de chaussée, pistes d’aéroport ou planchers industriels.Bien que ce phénomène soit assez connu pour les constructions métalliques, pour les ouvrages en béton et les mortiers, les chargements en fatigue sont rarement explicitement pris en compte dans les règles de dimensionnement. De plus, les éléments mentionnés dans la littérature concernant les phénomènes qui influent sur la résistance à la fatigue et qui déterminent la durée de vie des ouvrages, tels que le nombre de cycles, l'amplitude des contraintes avant rupture, niveau de fréquence appliqué sont assez contradictoires probablement en raison de la nature hétérogène du matériau. Ainsi, l’objectif de cette thèse est d'abord d’étudier l’endommagement par fatigue principalement en compression à l’aide de différentes méthodes expérimentales. Une partie importante de cette étude consiste à identifier les paramètres qui ont une influence sur la durée de vie et l'évolution de déformations et rigidité durant le chargement. Parmi ces paramètres, les suivants sont principalement étudiés : le niveau de fréquence, la contrainte maximale appliquée, l'élévation de température. Par la suite, des méthodes alternatives pour estimer la limite d'endurance et la durée de vie des mortiers sont proposées.Un deuxième volet de cette thèse consiste à analyser l’influence de différents paramètres de formulation sur le comportement à la fatigue. Des formulations ont été développés avec des granulats de nature différentes, fractions granulaires et augmentation de porosité par air entrainé et E/C. Ainsi, l'influence de la microstructure est étudiée et complétée par différentes techniques de mesure expérimentales comme MEB-EDS, DRX, corrélation d'images, caméra infrarouge, porosité mercure, porosité à l'eau.

Dans le nord de la Gaule, les calcaires du Lutétien sont utilisés pour les parements des bâtiments d’époque romaine. Pierres de taille et moellons bien équarris ont été soigneusement conservés dans les musées et les réserves archéologiques à l’instar des sculptures, des fûts de colonnes et des chapiteaux. Diverses roches ont été utilisées : du gypse, des meulières, des grès, des tufs calcaires, de la craie, des silex et plusieurs calcaires du Bassin parisien. Ces roches représentent la plus grande partie de la construction et sont issues des terrains proches des chantiers. Le choix et l’association de ces matériaux dans les murs peuvent varier suivant les périodes de construction des bâtiments. Des exemples pris à Meaux (site de La Bauve), Châteaubleau (Seine-et-Marne), Paris, Genainville (Val-d’Oise), Le Vieil-Évreux (Eure) et Bavay (Nord) illustrent cette diversité. L’observation du comportement des roches utilisées dans ces murs antiques permet de connaître la résistance de ces matériaux à l’érosion. Les maçons des époques successives ont-ils profité de ces leçons, ou ont-ils refait leurs propres expériences, comme c’est le cas pour les constructions en béton du xxe siècle ?

National audience

Ce travail est une contribution expérimentale à l'étude de l’incorporation du sable recyclé dans les mortiers de ciment et leurs influences sur les comportements rhéologiques et mécaniques de ces mortiers avec et sans adjuvants. A la suite de l’identification et la caractérisation des sables en particulier les recyclés, le comportement rhéologique s’est porté sur différents mélanges de mortiers à base du ciment CEM I 52,5 et avec E/C=0,5, en substituant le sable naturel par le sable recyclé avec différents pourcentages volumiques de : 0, 15, 30, 40, 50, 75 et 100 %. Les résultats obtenus montrent que le sable recyclé a une absorption d’eau très importante, sept fois plus élevée que celle du sable naturel alluvionnaire, un pourcentage élevé des fillers de 5% en moyenne. Les propriétés physico-chimiques assez faibles par rapport au sable naturel, dues à l’hétérogénéité et le grand pourcentage d’ancien mortier que contient le sable recyclé. Cependant, l’étude comparative entre les différentes compositions de mortiers de sable recyclé a montré des comportements physiques et rhéologiques comparables et des performances mécaniques meilleures à ceux du mortier témoin à base de sable naturel pour toutes les échéances., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 34 No 1 (2016): Special Issue - RUGC 2016 Liège

Le choix des matériaux occupe une place importante dans l’élaboration du projet architectural, et détermine des orientations essentielles pour le chantier, dans la réalisation de celui-ci, son organisation, voire sa progression. Loin de se résumer à un simple descripteur ou accessoire de la stratigraphie du bâtiment, les matériaux de construction sont avant tout le reflet d’une réalité complexe du chantier à la fois matérielle et immatérielle : projet, exigences et capacité financière du commanditaire, réseaux d’échange, environnement sollicité. Leur prise en compte dans l’analyse du bâti transcende la logique stratigraphique, en épaulant celle-ci là où elle fait défaut et en replaçant la réflexion dans une vision diachronique de l’économie de la construction à une échelle régionale où, dans la majorité des cas, d’un siècle à l’autre, la même contrainte environnementale contribue significativement à façonner l’approvisionnement du chantier et le visage du futur bâtiment.La contribution s’attachera à présenter ces différents enjeux en se basant principalement sur le domaine de la maçonnerie et de la couverture. The choice of materials plays an important part in the architectural project elaboration and determines essential orientations of the construction site, its realization, its organization, and even its progression. Far from being a simple descriptor or accessory to the building stratigraphy, the construction materials reflect above all the building site complex reality, both material and immaterial : project, patron’s requirements and financial capacities, exchange networks, solicited environment. Their consideration in the analysis of the built environment transcends stratigraphic logic, supporting it where it is lacking and placing the reflection in a diachronic vision of the economy of construction on a regional scale where, in most cases, from one century to the next, the same environmental constraint contributes significantly to shaping the supply of the construction site and the appearance of the future building.The paper will focus on presenting these different issues, mainly based on the fields of masonry and roofing.

International audience; Le mortier de tuileau, parfois appelé « ciment romain » ou « béton romain », est un mortier de chaux additionné d’une part de fragments de terre cuite architecturale qui confère au matériau des propriétés hydrauliques. Pouvant prendre sous l’eau, le produit final présente une résistance mécanique et une imperméabilité remarquables. De l’Antiquité à l’époque moderne, il fut alors d’usage courant dans la construction de structures liées à l’eau, de certains sols, ou encore de murs aux fonctions architecturales particulières. Les recommandations formulées par Vitruve dans son traité d’architecture au sujet de l’élaboration de ces mortiers sont bien souvent évoquées par les historiens du bâti comme référence principale. L’archéologie montre une réalité sans doute plus complexe : des recettes et des mises en œuvre diverses qui semblent faire la part belle à un empirisme récurrent à travers les siècles. Dans le courant du xviiie siècle, la considération scientifique des « ciments romains » va cependant conduire à l’invention des chaux hydrauliques artificielles et finalement des ciments portland.

La campagne de fouille de 2020 au Frankenbourg a été assez fortement affectée par la crise sanitaire de la COVID-19 : elle n’a duré que deux semaines, soit 10 jours ouvrés, en juillet et une semaine (abrégée par les mesures de confinement) en octobre. Trois sondages de petite taille ont été ouverts.Ils ont livré des résultats peu spectaculaires mais dont la portée relance les questions relatives au site. Ils ont tout d’abord permis de mettre au jour deux nouvelles structures fossoyées au niveau de la terrasse intermédiaire du versant occidental du promontoire. La première est vraisemblablement gauloise, la seconde date du Moyen Âge. Ces deux fossés sont installés en travers de la pente et semblentbarrer l’accès au sommet du Schlossberg.Des datations radiocarbone, effectuées sur des fragments de mortier de chaux prélevés dans l’un des sondages mais également en 2019 sur le mur païen, donnent des résultats qui méritent d’être confirmés : la seconde phase de la muraille, construite en moyen appareil semble avoirété érigée entre la deuxième moitié du IIIe siècle et la première moitié du IVe siècle, rejetant ainsi la mise en place du mur à queues d’aronde entre La Tène finale et le Bas-Empire.Enfin, une prospection doublée d’un relevé a été effectuée sur la totalité du développement du mur païen : la totalité des blocs en place visibles (près de 400) ont été mesurés et ont fait l’objet d’observations. L’exploitation des résultats de cette opération n’a pas pu être menée à bien, elle le sera dans le cadre du rapport triennal de l’année prochaine.

Polymer-modified mortars are cementitious materials that integrate polymers from 5 to 20 wt.%. Those materials are widely used for protecting and/or repairing concrete surfaces among which building facades, civil engineering structures, or sewage networks. In this context, polymer-modified mortars are applied into thin layers of about 1-3 cm. However, previous studies performed regarding such materials were carried out on massive pieces and did not consider the interactions between polymer-modified mortars and microorganisms. Nevertheless, such interactions can lead to undesired aesthetical or structural modifications of those materials. As a result, the main objective of this paper is to evaluate the resistance to biocolonisation of polymer-modified mortars applied into thin layers in environmental conditions that are representative of the on-site applications. Two formulations of polymer-modified mortars and a polymer-free mortar are characterised in the hardened state.Then, the resistance of those mortars to biocolonisation is tested by means of two laboratory accelerated tests. The first experiment is performed in order to recreate biofouling at the surface of the specimens, while the secondone exposes the materials to biodeterioration. The results and analyses show that in the presence of polymer, both porosity and capillary absorption of mortars are reduced, but this does not allow preventing or slowing down biocolonisation. In addition, this study suggests that the nature of the polymer has an influence on bioreceptivity of polymer-modified mortars. Finally,our results suggest that in the presence of polymer, the global material may have an improved inner cohesion.; Les composites mortier-polymère sont des matériaux cimentaires incorporant des polymères dans des proportions allant de 5 à 20 % en masse, par rapport à la masse de ciment. Ces matériaux sont de plus en plus utilisés pour des applications de protection et/ou de réparation des surfaces en béton telles que des façades, des ouvrages d’art ou encore des canalisations de réseaux d’assainissement. Pour de telles applications, il est à noter que les composites mortier-polymère sont appliqués en couche mince, de l’ordre de quelques centimètres. Toutefois, les études menées sur de tels matériaux sont réalisées sur des pièces massives, et ne traitent pas de leurs interactions avec les micro-organismes. Or, de telles interactions peuvent conduire à la modification non désirée des propriétés de ces matériaux, entraînant des modifications esthétiques ou structurelles. Ainsi, l’objectif principal de cette étude est d’évaluer la résistance des composites mortier-polymère face à la biocolonisation lorsque ceux-ci sont appliqués en couche mince et exposés à des conditions proches de celles rencontrées in situ. Deux composites mortier-polymère et un mortier exempt de polymère sont donc caractérisés à l’état durci. Ces mortiers sont ensuite exposés à des conditions représentatives d’une application en mortier de réparation via deux essais accélérés, le premier visant à conduire à la bioaltération des matériaux, le second visant à leur biodétérioration. Les résultats et analyses de ces travaux montrent que la présence de polymère conduit à une diminution de la porosité accessible à l’eau et de l’absorption capillaire des mortiers, mais ne permet pas d’empêcher ni de ralentir leur biocolonisation. De plus, il a pu être constaté que la nature du polymère influe sur la bioréceptivité des composites mortier-polymère. Enfin, les résultats suggèrent que la présence de polymère permettrait au mortier d’avoir une meilleure cohésion interne

La cathédrale Saint-Pierre de Nantes conserve un Christ en croix de facture espagnole, daté de la fin du XVIe ou du début du XVIIe siècle. C’est à l’occasion de sa restauration que cette œuvre atypique appartenant au corpus des « sculptures légères » et aux œuvres de procession, proche des techniques de fabrication des Christ de maïs mexicains, a été redécouverte. Afin de recueillir des informations sur la technologie et les matériaux employés, plusieurs méthodes d’investigation assorties de micro-analyses approfondies ont été nécessaires. La réalisation d’une couverture tomodensitométrique détaillée a notamment été un élément décisif dans la compréhension des modes de construction originels et de l’état d’altération interne, et a démontré l’intérêt de cette technique d’imagerie performante pour les pratiques de restauration. Nantes Cathedral houses a Spanish Crucifixion dating from the late 16th or early 17th century. This atypical work,belonging to the group of “lightweight sculptures” and processional artefacts, closely related to the Mexican art of making sculptures of Christ from maize-stalk paste, was rediscovered during its restoration. In order to garner information about the technique and materials used, several methods of investigation and in-depth microanalyses were necessary. Producing a detailed CT scan image played a decisive role in understanding the original construction methods and internal alterations, and demonstrated the advantage of using this efficient imaging procedure in restoration practices.

Mortars based on different compositions (cast with calcium aluminate cement (CAC), ordinary Portland cement (CEM I), blended Portland cement (CEM III, CEM IV, CEM V) and super sulphated cement (SSC)) were exposed to gaseous H2S. The most soluble phases from cement lead to the presence of ions in a water layer formed on the mortar surface and these ions provoke acceleration or slow down of H2S adsorption. After that, H2S oxidizes into elemental sulphur and then into gypsum crystals. The cement types only affect the kinetics of these oxidation reactions.; Des mortiers à base de différentes compositions (ciment aluminate de calcium (CAC), ciment Portland ordinaire (CEM I), ciment Portland mélangé (CEM III, CEM IV, CEM V) et ciment super sulfaté (SSC)) ont été exposés à des environnements d'H2S gazeux. Les phases les plus solubles des ciments conduisent à la présence d'ions dans une couche d'eau formée sur la surface du mortier et ces ions provoquent une accélération ou un ralentissement de l'adsorption H2S. Après cela, H2S s'oxyde en soufre élémentaire puis en cristaux de gypse. Les types de ciment affectent uniquement la cinétique de ces réactions d'oxydation.

Polymer-modified mortars are widely used as protection and/or repair materials. Indeed, the addition of polymer allows modifying the properties of materials especially by promoting their adhesion, while reducing their permeability. However, studies rarely take into account the actual conditions of application on worksite. Those studies are generally realised on massive materials whereas, in fact, polymer-modified mortars are applied into thin layers. In addition, on site, the requirements regarding materials curing are not always applied, and water transfers car occur. Finally, studies on material durability do not consider possible interactions between polymer-modified mortars and microorganisms, which lead to moderate yet aesthetically detrimental degradations.Accordingly, the aim of this thesis is to study the behaviour of polymer-modified mortars applied into thin layers when they are exposed to worksite conditions.To do so, studies were realised in order to understand better the properties of polymer-modified mortars at early age. Firstly, it was showed that polymers have a delaying effect on cement hydration. This effect was partially linked to the adsorption of polymer on cement grains, but mostly due to the complexation of calcium ions following polymer hydrolysis. Then, polymer-modified mortars were exposed to an air flow during hardening, in order to simulate their air drying when curing conditions are not respected. It was noted that polymers do not allow slowing down water evaporation. Besides, mortars with a thickness of less than 20 mm do not retain enough water to ensure cement hydration after 24 hours of drying. Further studies were realised on hardened polymer-modified mortars in order to evaluate their resistance to biocolonisation in the case of their use as a protection material for façades and sewer systems. In the first case, results showed an influence of curing on the bioalteration of mortars, which needs to be verified in a new test campaign. Besides, the colonisation of mortars was limited by the high surface pH of the samples, even after three months. This study allowed recommending the necessity of an abiotic pre-treatment in order to reduce the surface pH to allow the growing of microorganisms. In the second case, results showed that polymer-modified mortars behaved the same way as neat Portland mortars. Indeed, after four months of conservation in the biodeterioration chamber, all mortars showed deterioration depths of 0.5 to 1 mm. Thus, the presence of polymers does not limit biodeterioration.; Les matériaux composites mortier-polymère sont largement utilisés dans l'industrie pour des applications de protection et/ou de réparation de surfaces en béton. En effet, l'ajout de polymère dans les formulations de mortier permet de modifier les propriétés de ces matériaux, en particulier en favorisant leur adhésion tout en réduisant leur perméabilité. Cependant, les études menées sur ces matériaux ne prennent pas en compte les conditions d'application rencontrées sur chantier. En effet, elles sont généralement réalisées sur des pièces massives, alors qu'en réalité ces matériaux sont appliqués en couche mince. En outre, sur chantier, les exigences qui concernent la cure des matériaux ne sont pas toujours appliquées, et des transferts d'eau par évaporation peuvent avoir lieu. Enfin, les études de durabilité ne tiennent pas compte des interactions possibles entre les matériaux et les micro-organismes, ce qui conduit à des dégradations qui restent bien souvent très modérées mais préjudiciables sur le plan esthétique. L'objectif de cette thèse est donc d'étudier le comportement de composites mortier-polymère appliqués en couches minces, lorsqu'ils sont dans un environnement proche de ceux rencontrés sur chantier. Pour cela, des études ont tout d'abord été réalisées afin de mieux comprendre les propriétés des composites mortier-polymère au jeune âge. Un effet retardateur de prise a été mis en évidence en ajoutant des polymères dans la formulation de pâtes de ciment. Il a été attribué partiellement à l'adsorption des particules de polymère à la surface des grains de ciment, mais surtout à la complexation des ions calcium de la solution interstitielle par les polymères qui sont alors hydrolysés. Ensuite, les composites mortier-polymère ont été exposés à un flux d'air pendant leur durcissement, afin de reproduire leur séchage à l'air libre quand les conditions de cure ne sont pas respectées. Les essais ont montré que la présence de polymère ne permet pas de limiter les pertes d'eau par évaporation. De plus, il a été mis en évidence l'influence de l'épaisseur des mortiers. En effet, pour une épaisseur de moins de 20 mm, il n'y a plus assez d'eau après 24 heures de séchage pour pouvoir assurer l'hydratation du ciment.Dans une seconde partie, des études ont été menées sur les mortiers modifiés durcis afin d'évaluer leur résistance à la biocolonisation dans le cadre de leur utilisation pour la protection d'une façade de bâtiment d'une part, et d'une canalisation d'un réseau d'assainissement d'autre part. Dans le premier cas, les résultats montrent un effet du mode de cure, qui demande à être approfondis à travers une nouvelle campagne d'essais. De plus, la colonisation des mortiers a été fortement limitée par leur pH de surface qui était trop élevé même après trois mois. Ces essais permettent donc de préconiser l'application d'un prétraitement abiotique au préalable afin d'abaisser suffisamment le pH de surface des matériaux pour permettre le développement des micro-organismes. Dans le second cas, les résultats ont montré que les composites mortier-polymère ont un comportement similaire à des mortiers non modifiés formulés à base de CEM I. En effet, au bout de quatre mois d'essai, tous les mortiers présentent des profondeurs de détérioration de 0,5 à 1 mm. Ainsi donc, la présence de polymère ne permet pas de limiter la biodétérioration.

Depuis la découverte de ses ruines, à la toute fin du xixe siècle, l’architecture de la région Río Bec (Campeche, Mexique) a été à de maintes reprises observée, décrite et interprétée. Néanmoins, malgré tout l’intérêt qu’elle a suscité, peu nombreux sont les chercheurs qui ont évoqué les modalités de sa réalisation. Quelques détails techniques ont été occasionnellement rapportés, mais les recherches qui ont porté sur les bâtiments de cette région se sont davantage concentrés sur leurs aspects formels et décoratifs, principalement dans le but de définir stylistiquement et chronologiquement la tradition architecturale à laquelle ils appartiennent. L’étude ici présentée vise à aborder l’architecture Río Bec sous un angle différent, essentiellement axé sur sa dimension technique. Elle s’intéresse aux bâtiments d’un site en particulier, celui éponyme, et offre une présentation de l’ensemble de la chaîne opératoire qui a mené à leur construction. À travers l’étude archéologique des carrières de Río Bec, l’analyse des vestiges architecturaux qui se rencontrent dans leurs environs immédiats et la caractérisation pétrographique des matériaux de construction conservés, cette recherche a permis d’appréhender les moyens et les procédés adoptés pour chacune des étapes qui forment cette chaîne opératoire, depuis la sélection et l’acquisition de la matière première jusqu’à la finalisation et l’inauguration des bâtiments, en passant par le façonnage et la transformation de la matière, ainsi que la conception et l’exécution des divers composants des bâtiments. Elle apporte ainsi un regard nouveau non seulement sur cette architecture si singulière des Basses Terres mayas, mais aussi sur l’organisation et l’évolution des chantiers de construction, ainsi que sur les individus qui y étaient à l’œuvre., Since their discovery, at the end of the 19th century, the architectural remains of the Río Bec region (Campeche, Mexico) have been repeatedly observed, described and interpreted. However, despite all the attention they have received, little research has been done and published concerning their construction. Archaeological reports and publications sometimes devote a few lines to this topic, but almost all of these have focused primarily on formal and decorative features, with the main objective of defining stylistically and chronologically the architectural tradition to which they belong. The present study aims to approach the Rio Bec architecture in a different way by exploring its technological dimension. Through the analysis of the quarries found at the eponymous site, the thorough examination of the architectural remains situated in their surroundings, and the petrographic characterization of the surviving building materials, this study attempts to reconstruct the chaîne opératoire employed by the builders. It offers a presentation of the means and methods used in each stage of this chain, from the selection and acquisition of the raw materials to the completion and inauguration of the buildings, including the processing and shaping of the materials, as well as the conception, execution and evolution of each component of the buildings. Such an approach provides fresh insights not only into this unique architecture, but also into the organization of construction activities and labor in this part of the Maya lowlands., Desde el descubrimiento de sus vestigios, a finales del siglo XIX, la arquitectura de la región Río Bec (Campeche, México) ha sido examinada, descrita e interpretada en numerosos trabajos. No obstante, y a pesar de todo el interés que ha suscitado, pocos fueron los investigadores que se interesaron en su realización. Algunos detalles constructivos han sido reportados, pero los estudios que se efectuaron sobre los edificios de esta región se centraron esencialmente sobre sus rasgos formales y decorativos, con el objetivo principal de definir estilísticamente y cronológicamente la tradición arquitectónica a la que pertenecen. El presente trabajo pretende abordar la arquitectura Río Bec desde una perspectiva distinta, privilegiando su dimensión técnica. Se interesa específicamente en los edificios del sitio epónimo y ofrece una presentación de la cadena operativa seguida para construirlos. À través del estudio arqueológico de las canteras de Río Bec, el análisis de los vestigios arquitectónicos que se encuentran en sus alrededores y la caracterización petrográfica de los materiales constructivos preservados, esta investigación permitió identificar los medios y los métodos empleados en cada etapa de esta cadena, desde la selección y la adquisición de la materia prima hasta la finalización y la inauguración de los edificios, pasando por el tratamiento y la transformación de la materia, así como la concepción y la ejecución de los diferentes componentes de los edificios. Se ofrece así una mirada novedosa no solamente sobre esta arquitectura tan singular de las Tierras Bajas mayas, sino también sobre la organización de las actividades de construcción asociadas y de los individuos que la concibieron, la edificaron y la hicieron evoluar.

Polymer-modified mortars are widely used as protection and/or repair materials. Indeed, the addition of polymer allows modifying the properties of materials especially by promoting their adhesion, while reducing their permeability. However, studies rarely take into account the actual conditions of application on worksite. Those studies are generally realised on massive materials whereas, in fact, polymer-modified mortars are applied into thin layers. In addition, on site, the requirements regarding materials curing are not always applied, and water transfers car occur. Finally, studies on material durability do not consider possible interactions between polymer-modified mortars and microorganisms, which lead to moderate yet aesthetically detrimental degradations.Accordingly, the aim of this thesis is to study the behaviour of polymer-modified mortars applied into thin layers when they are exposed to worksite conditions.To do so, studies were realised in order to understand better the properties of polymer-modified mortars at early age. Firstly, it was showed that polymers have a delaying effect on cement hydration. This effect was partially linked to the adsorption of polymer on cement grains, but mostly due to the complexation of calcium ions following polymer hydrolysis. Then, polymer-modified mortars were exposed to an air flow during hardening, in order to simulate their air drying when curing conditions are not respected. It was noted that polymers do not allow slowing down water evaporation. Besides, mortars with a thickness of less than 20 mm do not retain enough water to ensure cement hydration after 24 hours of drying. Further studies were realised on hardened polymer-modified mortars in order to evaluate their resistance to biocolonisation in the case of their use as a protection material for façades and sewer systems. In the first case, results showed an influence of curing on the bioalteration of mortars, which needs to be verified in a new test campaign. Besides, the colonisation of mortars was limited by the high surface pH of the samples, even after three months. This study allowed recommending the necessity of an abiotic pre-treatment in order to reduce the surface pH to allow the growing of microorganisms. In the second case, results showed that polymer-modified mortars behaved the same way as neat Portland mortars. Indeed, after four months of conservation in the biodeterioration chamber, all mortars showed deterioration depths of 0.5 to 1 mm. Thus, the presence of polymers does not limit biodeterioration., Les matériaux composites mortier-polymère sont largement utilisés dans l'industrie pour des applications de protection et/ou de réparation de surfaces en béton. En effet, l'ajout de polymère dans les formulations de mortier permet de modifier les propriétés de ces matériaux, en particulier en favorisant leur adhésion tout en réduisant leur perméabilité. Cependant, les études menées sur ces matériaux ne prennent pas en compte les conditions d'application rencontrées sur chantier. En effet, elles sont généralement réalisées sur des pièces massives, alors qu'en réalité ces matériaux sont appliqués en couche mince. En outre, sur chantier, les exigences qui concernent la cure des matériaux ne sont pas toujours appliquées, et des transferts d'eau par évaporation peuvent avoir lieu. Enfin, les études de durabilité ne tiennent pas compte des interactions possibles entre les matériaux et les micro-organismes, ce qui conduit à des dégradations qui restent bien souvent très modérées mais préjudiciables sur le plan esthétique. L'objectif de cette thèse est donc d'étudier le comportement de composites mortier-polymère appliqués en couches minces, lorsqu'ils sont dans un environnement proche de ceux rencontrés sur chantier. Pour cela, des études ont tout d'abord été réalisées afin de mieux comprendre les propriétés des composites mortier-polymère au jeune âge. Un effet retardateur de prise a été mis en évidence en ajoutant des polymères dans la formulation de pâtes de ciment. Il a été attribué partiellement à l'adsorption des particules de polymère à la surface des grains de ciment, mais surtout à la complexation des ions calcium de la solution interstitielle par les polymères qui sont alors hydrolysés. Ensuite, les composites mortier-polymère ont été exposés à un flux d'air pendant leur durcissement, afin de reproduire leur séchage à l'air libre quand les conditions de cure ne sont pas respectées. Les essais ont montré que la présence de polymère ne permet pas de limiter les pertes d'eau par évaporation. De plus, il a été mis en évidence l'influence de l'épaisseur des mortiers. En effet, pour une épaisseur de moins de 20 mm, il n'y a plus assez d'eau après 24 heures de séchage pour pouvoir assurer l'hydratation du ciment.Dans une seconde partie, des études ont été menées sur les mortiers modifiés durcis afin d'évaluer leur résistance à la biocolonisation dans le cadre de leur utilisation pour la protection d'une façade de bâtiment d'une part, et d'une canalisation d'un réseau d'assainissement d'autre part. Dans le premier cas, les résultats montrent un effet du mode de cure, qui demande à être approfondis à travers une nouvelle campagne d'essais. De plus, la colonisation des mortiers a été fortement limitée par leur pH de surface qui était trop élevé même après trois mois. Ces essais permettent donc de préconiser l'application d'un prétraitement abiotique au préalable afin d'abaisser suffisamment le pH de surface des matériaux pour permettre le développement des micro-organismes. Dans le second cas, les résultats ont montré que les composites mortier-polymère ont un comportement similaire à des mortiers non modifiés formulés à base de CEM I. En effet, au bout de quatre mois d'essai, tous les mortiers présentent des profondeurs de détérioration de 0,5 à 1 mm. Ainsi donc, la présence de polymère ne permet pas de limiter la biodétérioration.

L’apport des méthodes de datation à la détection du remploi des terres cuites architecturales (TCA) est examiné sur 25 édifices du haut Moyen Âge. Le remploi est effectif lorsque l’âge de production des TCA est trouvé plus élevé que celui de la construction. Ainsi, le remploi de TCA romaines s’avère fréquent mais non systématique. La mise au point récente de la datation des mortiers par luminescence, en accédant directement à la chronologie de la construction, renouvelle l’étude du remploi., The contribution of dating methods to the detection of the reuse of architectural terracotta (ATC) is examined in twenty-five buildings from the Early Middle Ages. Reuse is found to be the case when the ATC production age is found to be greater than that of construction. Thus, the reuse of Roman ATC is frequent but not systematic. The recent development of luminescence dating of mortar, directly accessing the chronology of construction, breathes new life into the study of reuse.

Mixing is one of the mortar processing steps (the others being proportioning, transport and application) that, due to its apparent operational simplicity, has been somewhat undermined. However, the mixing process quality has direct influence on the mortar's rheological behavior and its hardened state properties. In this context, this study's objective is to assess the influence of two mixing parameters (time and water addition rate) on the characteristics of the produced mortar. Both mixing and flow measurements were performed in a rotational rheometer developed at POLI/USP-Brazil. In this equipment, the mixing strain rate is given as a function of torque evolution. Mortar tensile strength, modulus of elasticity and volumetric porosity were evaluated in its hardened state. "Bad mixing" conditions can arise from too short mixing times or too slow water loading. These bad mixing conditions led to mortars with lower mechanical strength and more unfavorable rheology, meaning high thixotropy and flow curve loops with big hysteretic area. When admixture was employed, mixing resulted in a mortar with higher entrained air leading to negative effects on the mechanical properties of the hardened material.

The project of Centre Industriel de stockage Géologique or CIGEO supported by Andra (French Agency for Radioactive Waste Management) will allow storing intermediate level and high-level wastes 500 meters deep inconcrete galleries built in an impermeable argillaceous rock. The main objective of this study is to understand the effects of lower dose rate external gamma irradiations on the physical-chemical and hydro-thermo-mechanical behavior of concrete which could be used in the CIGEO structures and elements. A multiscale and multi-physics experimental protocol has been established during this PhD work. Mortar and cement paste specimens have been irradiated in a gamma irradiator (E = 0.667 MeV,LET = 0.23 keV.μm-1) and subsequently subjected to bending and compressive mechanical stress tests. These irradiations have been performed at the ARRONAX cyclotron facility (Saint-Herblain, France). The variations of compressive and bending strength after irradiation have been measured for different materials (humid, dried and carbonated mortar and cement pastes) showing a high decrease of mechanicals properties. Mechanical variations have been explained by the study of physical-chemical evolution of calcium silicate hydrates (C-S-H), the major phase composing the concrete which can be modified under gamma radiation. Microscopic and macroscopic results were successfully compared to explain the evolution of the cementitious materials under low doserate of gamma radiation.; Le projet du Centre Industriel de stockage Géologique ou CIEGO porté par l’Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) permettra de stocker les déchets de moyenne activité à vie longue et haute activité à 500 mètres de profondeur dans des galeries en bétons construites dans une couche d’argilite. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier les effets des rayonnements gamma de faible débit de dose sur le comportement physico-chimique et hydrothermo-mécanique du béton. Des expériences à différentes échelles ont donc été réalisées au cours de cette thèse. Des mortiers et des pâtes de ciment ont été irradiés dans un irradiateur gamma (E = 0,667 MeV, LET = 0,23 keV.μm-1) sur le site du cyclotron Arronax (Saint-Herblain,France). La variation des résistances en flexion et en compression a été déterminée pour différents types de matériaux (mortier humide, sec et carbonaté et pâte cimentaire sèche et carbonatée) montrant une importante diminution des propriétés mécaniques. Ces variations on été expliquées par des études physico-chimiques de sillicates de calcium hydratés (C-S-H), phase prédominante du béton, montrant une modification sous rayonnement gamma. Les résultats microscopiques et macroscopiques ont ainsi été comparés afin de comprendre l’évolution d’un matériau cimentaire sous rayonnement gamma de faible débit de dose.

The project of Centre Industriel de stockage Géologique or CIGEO supported by Andra (French Agency for Radioactive Waste Management) will allow storing intermediate level and high-level wastes 500 meters deep inconcrete galleries built in an impermeable argillaceous rock. The main objective of this study is to understand the effects of lower dose rate external gamma irradiations on the physical-chemical and hydro-thermo-mechanical behavior of concrete which could be used in the CIGEO structures and elements. A multiscale and multi-physics experimental protocol has been established during this PhD work. Mortar and cement paste specimens have been irradiated in a gamma irradiator (E = 0.667 MeV,LET = 0.23 keV.μm-1) and subsequently subjected to bending and compressive mechanical stress tests. These irradiations have been performed at the ARRONAX cyclotron facility (Saint-Herblain, France). The variations of compressive and bending strength after irradiation have been measured for different materials (humid, dried and carbonated mortar and cement pastes) showing a high decrease of mechanicals properties. Mechanical variations have been explained by the study of physical-chemical evolution of calcium silicate hydrates (C-S-H), the major phase composing the concrete which can be modified under gamma radiation. Microscopic and macroscopic results were successfully compared to explain the evolution of the cementitious materials under low doserate of gamma radiation.; Le projet du Centre Industriel de stockage Géologique ou CIEGO porté par l’Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) permettra de stocker les déchets de moyenne activité à vie longue et haute activité à 500 mètres de profondeur dans des galeries en bétons construites dans une couche d’argilite. L’objectif principal de cette thèse est d’étudier les effets des rayonnements gamma de faible débit de dose sur le comportement physico-chimique et hydrothermo-mécanique du béton. Des expériences à différentes échelles ont donc été réalisées au cours de cette thèse. Des mortiers et des pâtes de ciment ont été irradiés dans un irradiateur gamma (E = 0,667 MeV, LET = 0,23 keV.μm-1) sur le site du cyclotron Arronax (Saint-Herblain,France). La variation des résistances en flexion et en compression a été déterminée pour différents types de matériaux (mortier humide, sec et carbonaté et pâte cimentaire sèche et carbonatée) montrant une importante diminution des propriétés mécaniques. Ces variations on été expliquées par des études physico-chimiques de sillicates de calcium hydratés (C-S-H), phase prédominante du béton, montrant une modification sous rayonnement gamma. Les résultats microscopiques et macroscopiques ont ainsi été comparés afin de comprendre l’évolution d’un matériau cimentaire sous rayonnement gamma de faible débit de dose.