These de doctorant
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THESE DE DOCTORANT Présentée à L’ÉCOLE NORMALE SUPÉRIEURE DE CACHAN Spécialité : MECANIQUE – GENIE MECANIQUE – GENIL CIVIL Par M. PHAN Trung Hieu Pour obtenir le grade de DOCTEUR DE L’ECOLE NORMALE SUPERIEUR DE CACHAN Sujet de la Thèse : Rhéologie et Stabilité des pâtes de ciments utilisées dans la formulation des Bétons Fluides. Soutenance prévue le 19/01/07 devant le jury composé de : Monsieur Henri VANDAME, Président dy jury Monsieur Guillaume RACINEUX, Rapporteur Monsieur Lazhar BENYAHIA Rapporteur Monsieur Jean AMBROISE, Examinateur Monsieur Mohend CHAOUCHE, Directeur de Thèse Madame Micheline MORANVILLE, Codirecteur de Thèse Laboratoire Génie Civil Laboratoire de Mécanique et de Technologie E.N.S. de Cachan / C.N.R.S. / Université Paris VI 61, avenue du président Wilson – 94235 Cachan Cedex (France) Je tiens à remercier tout particulièrement à M. Mohend CHAOUCHE pour la confiance qu’il m’a accordée tout au long de ma thèse ainsi que pour le temps qu’il m’a consacré.
Remerciements 1 Table des matières 2 Table des figures 6 Table des tableaux 15 PRÉAMBULE 17 1.Chapitre I : Les bétons Auto-plaçants (BAP) 20 1. Introduction 22 2.1 Principes de formulation 24 2.2 Formulation des bétons autoplaçants 24 2.3 Propriétés rhéologiques des bétons autoplaçants 31 2.4 Propriétés mécaniques et durabilité 33
3.1 Les adjuvants organiques 35 3.2 Les ajouts minéraux (ou fillers) 43
4.1 Microstructure de la pâte de ciment 48 4.2 Bilans des forces des suspensions: 56 4.3 Modèle du grain unique 57 4.4 Les interactions entre deux grains dans l'eau 60 4.5 La structure des pâtes de ciments 65 4.6 Les paramètres influant sur les mesures rhéologiques des pâtes 67
5.1 Matériaux utilisés 73 5.2 Formulation du BAP 78 5.3 Formulation des pâtes 79 5.4 Procédure 79
2.Chapitre II : Conception de base de la rhéologie 87 1. Introduction 89 2. Conception de base de la rhéologie 89 2.1. Concentration volumique solide Ф 89 2.2. Indice des vides, porosité 90 2.3. Le coefficient de consolidation Cv [m2/s] 90 2.4. La perméabilité k [m/s] 90 2.5. Contrainte de cisaillement τ [Pa] 91 2.6. Vitesse de cisaillement [s-1] 91 2.7. Viscosité dynamique μ [Pa.s] 92 2.8. Seuil de cisaillement τo [Pa] 93
3.1. Lois de comportement rhéologique 94 3.2 La thixotropie et antithixotropie 96 3.3 Modèle comportement rhéologique 99 3.4 Modèle structuraux : 102 3.5 Structuration-destructuration: 102 4. Conclusion du chapitre 105 Référence: 107 3.Chapitre III : Rhéologie des pâtes de ciment du béton auto plaçant 111 1. Introduction 113 2. Rhéométrie des suspensions 113 2.1 Les rhéomètres traditionnelles 114 2.2 Les avantages et inconvénients des rhéomètres Couettes 115 2.3 Rhéomètre utilisée pour des essais 119 3. Discussion de la viscosité apparente 120 3.1 Influence du superplastifiant sur la viscosité 120 3.2 Influence de l’agent viscosant sur la viscosité apparente 125
4.1 Introduction 127 4.2 Pâte référence au régime transitoire 128
5.1 Rhéogramme typique de la pâte 131 5.2 Pâtes en différents dosage de AV à l’état stationnaire 133
6.1 Influence sur la viscosité 135 6.2 Influence sur le seuil d’écoulement 136
7.1 Introduction 137 7.2 Conductivité à l’état stationnaire 138
4.Chapitre IV : La thixotropie de la pâte de ciment 148 1.Introduction 150 2. Méthode récente sur la thixotropie 151 3. Thixotropie en mesure oscillation 152 3.1 Déterminé le régime linéaire 154 3.2 Influence de la fréquence sur la thixotropie 155 3.3 Influence du temps de défloculation sur la thixotropie 156 3.4 Influence de la vitesse de défloculation sur la thixotropie 157 3.5 Influence du temps de mesure sur la thixotropie 157 4. Effet du dosage des adjuvants sur la thixotropie 162 4.1 Influence du dosage de superplastifiant sur la thixotropie 162 4.2 Influence du dosage de l’agent viscosant sur la thixotropie 164
5.Chapitre V : La stabilité des pâtes du béton auto plaçant 171 1. Introduction 173 2. L'essai compression simple 173 2.1 Contexte d'utilisation 173 2.2 Mécanisme 175 2.3 Description de l'essai d'écrasement 176 2.4 Résultats et interprétations 177 2.5 Conclusion de l'essai 185 3. Ouvrabilité des pâtes de ciment 185 3.1 Méthode pour déterminer l’ouvrabilité des pâtes : 185 3.2 Influence des adjuvants sur l’ouvrabilité : 191 3.3 Conclusion sur l’ouvrabilité 197 4. Conclusion du chapitre 198 Référence : 199 Conclusions généréles et perpectives 200 Liste des publications 203 Liste des articles dans les journaux 203 Annexe 1 : Les fiches techniques des matériaux utilisés 205 Annexe 2 : Quelque résultats complémentaires 214 Annexe 3 : Etalement des pâtes et des mortiers du BAP 218 2) Influence du dosage en superplastifiant 219 3) Influence du dosage en agent de viscosité 220
Table des figures FIG. 1 1: Interaction entre l’eau et les polysaccharides (d’après [Hasni 1999]) 26 FIG. 1 2: Phénomène de blocage des granulats au droit d’un obstacle. 33 FIG. 1 3: Formulations d’un BSI®/CERACEM (à gauche) et du Ductal® (à droite). 34 FIG. 1 4: Défloculation des grains de ciment par l’adjuvant organique. 35 FIG. 1 5: Mode d’action des réducteurs d’eau sur le ciment. 35 FIG. 1 6: Théorie DLVO – forces de coeur dur, de Van der Waals et de double couche électrique. 36 FIG. 1 7: Double couche de Gouy et Chapman. ψs est le potentiel à la surface de la particule et ψH est le potentiel du plan où la couche diffuse commence (également appelé plan de Helmholtz extérieur [Hunter, 2002]). 37 FIG. 1 8: La « bonne » image de la cohésion du ciment. 37 FIG. 1 9: schéma général de la molécule des polyélectrolytes. 38 FIG. 1 10: Représentation schématique des polymères : 38 FIG. 1 11: Schéma général des co-polymères. 39 FIG. 1 12: Représentation schématique de la formule de polycarboxylate (PC) [Hasni 99]. 39 FIG. 1 13: Représentation schématique de la force entre deux surfaces avec des copolymères en peigne adsorbés en fonction de la distance de séparation [Flatt 2004]. 39 FIG. 1 14: Schéma des forces exercées entre un ensemble de particules de ciment sur lesquels sont adsorbés des copolymères de polycarboxylates avec des chaînes PEO [Li, 2004]. 40 FIG. 1 15: Schéma général des phosphonates (gauche) et des di-phosphonates (droite). 40 FIG. 1 16: Illustration de l’explication du long maintien d’ouvrabilité en présence de co-polymères avec des chaînes polyethylène oxydes [Sakai et Daimon 1997]. 41 FIG. 1 17: Réactivité du ciment – formation de la phase organo-minérale [Flatt, 2001]. 41 FIG. 1 18: Représentation schématique de l’effet de la teneur en sulfates dans le ciment [Flatt 2001] 43 FIG. 1 19: Illustration de la précipitation de la phase organo-minérale, dans le cas de l’addition directe du superplastifiant et celle de l’addition retardée [Flatt 2001]. 43 FIG. 1 20: Relation entre dosage en carbone et maniabilité [De Larrard, 1986]. 46 FIG. 1 21: Relation entre résistance et dosage en alcalins [De Larrard, 1986]. 46 FIG. 1 22: Evolution schématique de la quantité de chaleur dégagée lors de l’hydratation [Taylor 1997] 49 FIG. 1 23: Période de début du gâchage [Vernet et Cadoret 1992] 49 FIG. 1 24: Période dormant [Vernet et Cadoret 1992] 49 FIG. 1 25: Période de prise [Vernet et Cadoret 1992] 50 FIG. 1 26: Période de durcissement [Vernet et Cadoret 1992] 50 FIG. 1 27: Période de ralentissement [Vernet et Cadoret 1992] 50 FIG. 1 28: Electron Micrograph : CSH, Ettringite & Calcium Hydroxide in cements 52 FIG. 1 29: (a) ettringite crystals et (b) gypsum twin crystals [6] 53 FIG. 1 30: Cristal de portlandite (G x 500) et Cristaux de calcite tapissant un cristal de portlandite (G x 1000) - [Cliché LERM] 54 FIG. 1 31: Schéma de la force de Van der Waal et de répulsion entre deux atomes 60 FIG. 1 32: Schéma de l’énergie potentielle en fonction de la distance r 61 FIG. 1 33: Energie entre deux faces parallèles attractives 62 FIG. 1 34: Energie entre deux faces parallèles répulsives 63 FIG. 1 35: Energie entre deux faces parallèles 64 FIG. 1 36: Schéma de la structure floculent de la pâte de ciment 65 FIG. 1 37: Modèle destructure par cisaillement de la pâte de ciment 66 FIG. 1 38. Effet déstructurant du malaxage et recomposition structurelle au repos [KHAYAT, 2002][21] 67 FIG. 1 39. Effet de C3A et de SO3 sur le seuil [SUHR, 1991] [25] 69 FIG. 1 40. Effet de l’air occlus sur les grandeurs rhéologiques (g et h) sur trois bétons [KHAYAT, 2002] [21] 70 FIG. 1 41. Effet de la température sur l’accroissement de la viscosité plastique (noté ici ct) sur bétons non adjuvantés [MURATA et KUKOKAWA., 1997] [20] 71 FIG. 1 42. Effet de la température sur l’accroissement de g et h sur bétons faiblement adjuvantes [GOLASZEWKI et SZWABOWSKI, 2003] [27] 72 FIG. 1 43. Variation de g et h avec le temps sur bétons faiblement fluidifiés composés de différents liants à 20°C [GOLASZEWKI et SZWABOWSKI, 2003] [27] 72 FIG. 1 44 : La granulométrie du ciment (○) et du filler (□) 75 FIG. 2 45 : Schéma de la vitesse de cisaillement 92 FIG. 2 46 : Schéma glissement des couches 92 FIG. 2 47 : La rhéogrammes des types de comportement rhéologique 94 FIG. 2 48: Le corps thixotropique 97 FIG. 2 49: Retrouvé le comportement avant toute charge 97 FIG. 2 50: La variation de la viscosité en fonction du temps d’un système thixotropique sous l’influence d’une contrainte de cisaillement maintenue constante 98 FIG. 2 51: Rhéogramme d’un système présentant une antithixotropie 99 FIG. 2 52: Modèle Herschel-Bulkley en variant c et τo 101 FIG. 2 53: Rupture des US sous cisaillement et rhéofluidication des suspensions 103 FIG. 3 54 : Géométries de cisaillement de type Couette. 114 FIG. 3 55 : Géométrie de Couette cylindrique. 117 FIG. 3 56: Les différentes géométries des cylindres co-axiaux 118 FIG. 3 57 : Rhéomètre Stresstech V3.3 119 FIG. 3 58 : Comportement en cisaillement dans un cycle de monté-descente-remonté de la pâte PAP de référence : (●) montée ; (□) descente ; (▲) remontée. 120 FIG. 3 59 : Comportement en cisaillement dans un cycle de monté-descente-remonté de la pâte en diminuant superplastifiant a) PAP-40SP ; b) PAP-20SP. 121 FIG. 3 60 : Comportement en cisaillement dans un cycle de monté-descente-remonté de la pâte en augmentant superplastifiant a) PAP+40SP ; b) PAP+20SP. 122 FIG. 3 61 : Effet du changement du SP sur la viscosité de la pâte PAP: 122 FIG. 3 62 : Application du modèle Krieger-Dougherty aux pâtes de ciment [18] 123 FIG. 3 63 : Comportement rhéologique des pâtes PAP en changeant le dosage du SP : 124 FIG. 3 64 : Viscosité de la pâte en diminuant 40%Av et en augmentant 40%Av 125 FIG. 3 65 : Influence du dosage en AV sur la viscosité des pâtes PAP: 126 FIG. 3 66 : Le comportement rhéologique des pâtes PAP en changeant AV 126 FIG. 3 67 : Viscosité-temps de 3,23% carbone noir dans l’huile minérale aux différente vitesse. 127 FIG. 3 68 : Schéma pour déterminer le comportement rhéologique 128 FIG. 3 69 : Schéma de la procédure de la charge pour mesurer la viscosité transitoire 128 FIG. 3 70 : Viscosité en fonction du temps pour des différentes vitesses de cisaillement de la pâte référence PAP 129 FIG. 3 71 : Viscosité en fonction du temps de la pâte de filler calcaire équivalente 130 FIG. 3 72 : Influence de l’état initial sur le comportement rhéologique transitoire à la vitesse de 70 s-1 : (○) sans précisaillment ; (□) avec précisaillement de 100 s-1 dans 1mn 131 FIG. 3 73 : Comportement rhéologique au régime établi de la pâte référence 132 FIG. 3 74 : Contrainte en fonction du temps pour des différentes vitesses de cisaillement de la pâte référence PAP 133 FIG. 3 75 : Viscosité au régime établi des pâtes de différents dosages en AV 133 FIG. 3 76 : Effet du changement dosage AV sur la viscosité de la phase fluide 134 FIG. 3 77 : Viscosité effective des pâtes en fonction de dosage en AV et % dosage en eau 136 FIG. 3 78 : Mini slump(a), Viscosité(b), Seuil(c) en fonction de dosage en AV et eau/liant 136 FIG. 3 79 : Seuil effective des pâtes en fonction de dosage en AV et % dosage en eau 137 FIG. 3 80 : Matériel de l’essai conductivité 140 FIG. 3 81 : Détail de la cellule conductimétrique 140 FIG. 3 82 : Disposition des cellules 141 FIG. 3 83 : Conductivité des pâtes en changeant le dosage AV 141 FIG. 3 84 : Retardation de la conductivité en changeant le dosage AV 142 FIG. 3 85 : Conductivité des pâtes en changeant le dosage SP 142 FIG. 3 86 : Faiblement de retardation de l’hydratation en changeant SP 143 FIG. 4 87 : Méthode mesuré la thixotropie de Khayat [3] 151 FIG. 4 88 : Deux types procédures pour la reprise de thixotropie 152 FIG. 4 89 : Procédure pour caractériser le comportement thixotrope 153 FIG. 4 90 : La réponse du comportement thixotropique en série cisaillement-oscillation 154 FIG. 4 91: Détermination du régime linéaire où la pâte ne subissent pas de déstructuration. 154 FIG. 4 92 : Influence de la fréquence sur la thixotropie à to (15mn) 155 FIG. 4 93 : Influence de la fréquence sur la thixotropie après 1h 156 FIG. 4 94 : Influence du temps de défloculation sur la thixotropie 156 FIG. 4 95: Influence de la vitesse de défloculation sur la thixotropie 157 FIG. 4 96 : Influence du temps de mesure sur le comportement thixotropique 158 FIG. 4 97 : Influence du temps de mesure sur la thixotropie de la pâte de filler 159 FIG. 4 98 : Influence du temps de mesure sur la thixotropie de la pâte sans filler 159 FIG. 4 99 : Le comportement thixotropique des pâtes 160 FIG. 4 100 : Influence du temps sur la reprise de la viscosité pour les types de superplastifiant différentes a) optima 100 ; b) optima 175 161 FIG. 4 101 : L’influence du dosage en superplastifiant sur la thixotropie 163 FIG. 4 102 : L’influence du dosage en superplastifiant sur la thixotropie après 1h 164 FIG. 4 103 : L’influence du dosage de l’agent viscosant sur la thixotropie 164 FIG. 4 104 : L’influence du dosage de l’agent viscosant sur la thixotropie après 1h 165 FIG. 4 105 : Adsorption (a) et viscosité (b) des polymères (Mosquet, 2003) 166 FIG. 4 106 : L’influence du type de superplastifiant sur la thixotropie a) à to ; b) après 1h 167 FIG. 4 107 : L’action de superplastifiant G27 sur les grains filler 168 FIG. 5 108: Distribution de la vitesse dans la rhéomètre co-axiaux 174 FIG. 5 109 : Le blocage du galette 174 FIG. 5 110 : Principe de l’essai compression 175 FIG. 5 111 : La pâte étudié 175 FIG. 5 112 : Schéma du principe de l’essai d’écrasement 176 FIG. 5 113 : Photo de l’essai d’écrasement 176 FIG. 5 114 : Evolution de la force en fonction du déplacement sur la pâte ordinaire P.O en variant la vitesse d’écrasement ( ○ 0,1mm/mn ; ▲ 1mm/mn ; ▼ 10mm/mn ; ♦ 100 mm/mn). 177 FIG. 5 115 : Allure de la répond de la force en fonction de l’épaisseur avec les vitesses différentes pour un fluide en loi de puissance 178 FIG. 5 116 : Comportement rhéologique de la pâte PO en cisaillement avec rhéomètre de type Couette (● expérimental ; ▬ modèle en loi de puissant) 178 FIG. 5 117 : Evolution de la force en fonction de la vitesse aux différents épaisseurs 179 FIG. 5 118 Effet de l’âge de la pâte ordinaire P.O 180 FIG. 5 119 : Comportement d’écrasement de la pâte PAP (évolution de la force en fonction du déplacement pour des vitesses d’écrasements différentes) 181 FIG. 5 120 : La force en fonction de la vitesse aux différents épaisseurs de la pâte PAP 182 FIG. 5 121 : Comportement rhéologique en cisaillement de la pâte PAP 183 FIG. 5 122 : Effet de l’âge de la pâte PAP 184 FIG. 5 123 : Régime d’écoulement de la pâte PAP 186 FIG. 5 124 : Régime blocage de la pâte PAP 186 FIG. 5 125 : Ecrasement de l’huile de silicone comparaison résultat expérimental-théorique 187 FIG. 5 126 : Evolution de la force d’écrasement en fonction du déplacement de la pâte aux différentes vitesses d’après le modèle Scott 188 FIG. 5 127 : Détermination l’épaisseur de blocage en comparaison modèle-expérimental 189 FIG. 5 128 : Zone d’ouvrabilité des pâtes P.O et PAP 190 FIG. 5 129 : Comportement d’écrasement de la pâte diminuant 40%SP 191 FIG. 5 130 : Comportement d’écrasement de la pâte diminuant 20%SP 192 FIG. 5 131 : Comportement d’écrasement de la pâte augmentant 20%SP 192 FIG. 5 132 : Comportement d’écrasement de la pâte augmentant 40%SP 193 FIG. 5 133 : Zone d’écoulement des pâtes PAP en changeant SP ( à droite des courbes c’est la partie écoulement et à gauche c’est la partie blocage ) 193 FIG. 5 134 : Comportement d’écrasement de la pâte augmentant 40%AV 195 FIG. 5 135 : Comportement d’écrasement de la pâte diminuant 40%AV 195 FIG. 5 136 : Comportement d’écrasement de la pâte sans AV 196 FIG. 5 137 : Zone d’écoulement des pâtes PAP en changeant AV ( à droite des courbes c’est la partie écoulement et à gauche c’est la partie blocage ) 196 FIG. 5 138 : [Sebatien Rols et al. , 1998] 197 FIG. A3 139 : Etalement des pâtes en changeant SP respectivement : PAP-40sp, PAP-20sp, PAP ref, PAP+20sp, PAP+40sp. 220 Table des tableaux Tab. 1 1 : Type de formulation selon l’approche de l’INSA de Lyon, pour un BAP de résistance en compression de 40MPa et incluant un agent viscosant. 28 Tab. 1 2: Caractéristiques nécessaires à l’obtention d’un BAP de résistance en compression de 60MPa. 28 Tab. 1 3: Formulation d'un BAP contenant des fines. 30 Tab. 1 4: Formulation d'un BAP contenant un agent viscosant. 30 Tab. 1 5: Exemple de formulation japonaise. 31 Tab. 1 6: Exemple de formulation canadienne. 31 Tab. 1 7: Nom des sulfates alcalins influant la rhéologie des pâtes de ciment. 42 Tab. 1 8: Echantillons des diverses compostions des fumées de silice dans le mortier [De Larrard 2000]. 45 Tab. 1 9 : Différents CSH naturels et synthétique 52 Tab. 1 10 : Notations cimentières 73 Tab. 1 11 Propriété chimique et physique du ciment CEM I 52,5 74 Tab. 1 12 : Propriété chimique et physique du filler A Piketty 75 Tab. 1 13 : Formulation du béton BAP 78 Tab. 1 14 : Formulation de la pâte référence 79 Tab. 1 15 : Formulation de la pâte PAP 79 Tab. 1 16 : Procédure de fabrication de la pâte 80 Tab. 3 17 : Les paramètres rhéologiques des pâtes PAP de différent dosage en SP 124 Tab. 3 18 : Les paramètres rhéologiques des pâtes PAP de différent dosage en AV 127 Tab. 3 19 : 20 pâtes testées la robustesse de la formulation 135 PRÉAMBULE Depuis sa création dans les années 1980, le béton auto plaçant s’est développé et s’affirme désormais comme une technique porteuse qui remplacera à terme la technique classique des béton vibrés dans nombre d’applications. C'est un béton fluide, homogène et stable, mis en œuvre sans vibration (la compaction d'un BAP s'effectue par le seul effet gravitaire) et conférant à la structure une qualité au moins équivalente à celle correspondant aux bétons classiques mis en œuvre par vibration. Ces bétons ont été développés d'abord au Japon, puis au Canada et en Europe dans le cadre du Projet Brite-Euram. Les applications visées sont essentiellement celles des ouvrages de Génie Civil. Les bétons proposés sont très visqueux et très sensibles à une légère variation du dosage en eau. Par ailleurs, le surcoût d’un tel béton par rapport au béton traditionnel est difficilement supportable par les entreprises. Parallèlement à ces travaux, des bétons autonivelants (BAN), moins visqueux, plus robustes, ont été développé. Ces derniers sont principalement destinés au coulage d’éléments horizontaux de bâtiment : dalles de compression, dallages industriels, chapes flottantes. Les BAP et BAN, doivent être en même temps fluides et stables : nécessité de résistance à la ségrégation et au ressuage afin de consolider le mélange tout en assurant une suspension homogène pendant l’étalement, jusqu’au durcissement. Il n’y a pas de méthodologie pratique de formulation qui soit bien établie, afin de fabriquer des bétons fluides, à partir des données de base sur les matériaux locaux et un cahier des charges précis. En tenant compte du paragraphe précédent, il nous semble pertinent de regrouper les bétons auto plaçant (BAP) et autonivelants (BAN) dans une même catégorie les «Bétons fluides», afin d'élargir la problématique des études et ainsi de rechercher des solutions générales grâce à une approche globale. Cette proposition de recherche s’inscrit dans la suite de la ligne F du projet National « Bétons Autoplaçants » qui est une opération du Réseau Génie Civil et Urbain (RGC&U). Le but de ma thèse est donc de concilier les propriétés rhéologiques des BAN avec les propriétés rhéologiques des BAP à l'état frais. En effet, les BAP sont très visqueux et très sensibles à une légère variation du dosage en eau, tandis que les BAN sont moins visqueux, plus robustes vis-à-vis la variation du dosage en eau. Alors, la conciliation ces deux aspects conduit à des formulations complexes et pointues mettant en jeu un ensemble de constituants minéraux et organiques (viscosants et superplastifiants). La robustesse des formulations des BAP est l’un des points majeurs qu’il est nécessaire de maîtriser avant de considérer un emploi industriel de ces bétons. Pour cela, nous nous sommes intéressés au comportement rhéologique, en particulier aux propriétés de thixotropie (évolution des propriétés rhéologiques en fonction du temps). L’avantage d’une pâte thixotrope est qu’elle peut reprendre sa consistance initiale après l’avoir perdu suite à des sollicitions (transport, etc.). Elle peut donc continuer à maintenir les granulats en suspension. Par ailleurs, notre intérêt a été porté sur les essais d’écrasement. Ils permettent de caractériser la stabilité et l’homogénéité du mélange durant l’écoulement. C’est un aspect important à considérer car il qualifie la perméabilité du mélange et la cohésion entre ses constituants lorsqu’il est soumis à des contraintes plus ou moins élevées. Une partie expérimentale est centrée sur l’étude des pâtes de ciment et des micromortiers. Ce mémoire est donc divisé en 2 parties. La première partie concerne une étude de bibliographie avec 2 chapitres. Le chapitre 1 nous donne une vue générale sur le béton autoplaçant. Il commence par des études sur la partie importante du béton qui va influence fortement sur le comportement rhéologique, c’est la suspension cimentaire. Il s’agit de l’étude de la microstructure aux forces interactions et les paramètres influence sur la rhéologie de la pâte. Ensuite les méthodes de formulation du béton autoplaçant, à la fin c’est les connaissances sur les adjuvants organiques et minéraux avec leur rôle et leur action sur la capacité rhéologique de la pâte et du béton. En fin, on aborde sur la formulation des pâtes et des matériaux utilisés dans cette thèse. Le chapitre 2 se présente des conceptions de base de la rhéologie avec des définitions des paramètres principaux et des types de comportement rhéologique. Ces éléments bibliographiques permettent d’aborder les problèmes associés à l’identification de la relation entre la rhéologie et la composition des suspensions concentrées. La deuxième partie est la partie expérimentale qui se compose 3 chapitres. Le chapitre 3 est consacré à l’étude expérimentale sur le comportement rhéologique de la pâte de ciment sous l'essai de cisaillement du type Couette co-axiaux, pour déterminer le seuil d’écoulement et la viscosité de la pâte de ciment. Ces sont les deux paramètres assez importants qui joue un rôle décidé dans le comportement rhéologique. Les mesures de la viscosité à l’état stationnaire vont donner un regard éclairage sur la viscosité, après les études de l'influence des adjuvants sur les propriétés rhéologiques de la pâte en déterminant les diagrammes de la viscosité et du seuil d’écoulement. Le comportement thixotropique de la pâte de ciment a été considéré dans le chapitre 4. L’étude proposée ici se propose d’aborder, dans un premier temps, consiste à étudier les phénomènes thixotropies des pâtes de ciment du béton auto-plaçant en utilisant l’essai oscillation avec la rhéomètre de type cylindre co-axiaux Couette. Afin d’affiner les recherches portant sur le rôle des composants, des formules dérivés, obtenues par substitution de certains éléments de la matrice cimentaire, ont également été testées. Ensuite, les études de l'influence des adjuvants sur les propriétés de reprise de la viscosité de la pâte ont été réalisées. L’évolution de la concentration volumique solide d’une suspension modifie les régimes d’écoulement du fluide. Un essai d’écrasement de la pâte de ciment permet l’identification des paramètres rhéologiques tels que le seuil de cisaillement et la viscosité. L’influence de la composition sur l’évolution de ces deux paramètres est discutée dans le dernier chapitre. MORALITÉ : « Ce que tu pense le problème, c'est le problème ». Il faut travailler avec toutes vôtres passions et toutes vôtres motivations.
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