These de doctorant

6. Conclusion du chapitre

A travers ce chapitre, on a compris un peu tous les paramètres qui concernent le comportement rhéologique et les mécanismes de structuration de la pâte. On se perçoit que la pâte de ciment est une structure floculée qui va influencer importante sur le comportement rhéologique de la pâte. En outre, la structure de la pâte de ciment est évolutive à cause de l'hydratation des grains de ciment dans la suspension, donc il ne faut pas oublier le phénomène chimique lors d'étudier le comportement rhéologique des suspensions cimentaires.

Au niveau du béton, d’un point de vue physique, les bétons peuvent être considérés comme des suspensions de grains de différentes tailles dans un fluide. Les régimes d’écoulements rhéologiques de telles suspensions sont liés à des interactions interparticulaires. Ces dernières sont souvent complexes du fait de l’utilisation de plus en plus croissante de substituant (adjuvant, fillers,…) dont l’affinité avec les particules de ciment est pour l’heure mal définie. Ces ajouts ont été à l’origine utilisés pour la formulation de bétons répondant à certaines conditions de mise en œuvre.
La première difficulté pour caractériser les bétons fluides, provient du fait que le béton est un matériau multi-échelles contenant plusieurs ensembles fluides qui interagissent :

• 
  L’eau, additionnée de superplastifiants et éventuellement de viscosants, est un fluide qui entraîne les grains de ciment et de sable ainsi que les bulles d’air. Avec l’augmentation de la teneur en eau, l’espace disponible entre les grains de solides (porosité) est progressivement rempli, jusqu’à obtenir une saturation du système et une réduction de la friction inter-granulaire ;
  

• 
  Puis c’est le mortier précédent qui constitue le fluide qui transporte le milieu granulaire supérieur constitué par les granulats. La friction entre les granulats augmente la résistance interne à la déformation, surtout près des obstacles et peut engendrer un blocage de l’écoulement. Le blocage est donc fonction de la viscosité du mortier.
  

Pour apporter une compréhension de l’écoulement de ce milieu hétérogène sous l’angle de la physique et de la mécanique, il est nécessaire de mettre en œuvre une méthode de changement d’échelle. Cette dernière est basée sur l’identification de certaines propriétés macroscopiques du béton modélisé comme un milieu continu à partir d’une description du comportement de la pâte (mélange eau + viscosant + superplastifiant + ciment + fines) et des caractéristiques des granulats. Une approche de ce type complète la caractérisation expérimentale du comportement du matériau en fournissant un complément ou un guide pour l’élaboration et l’identification des lois de comportement.

Une seconde difficulté consiste en l’évaluation des capacités de « résistance à la ségrégation » du béton fluide. Pour ce point, il est fondamental de mettre en œuvre un raisonnement d’homogénéisation comme en calcul à la rupture. Ceci permet de caractériser les capacités de résistance macroscopique d’un matériau homogène à partir de la description de ses capacités de résistance à l’échelle microscopique dans le cas périodique. Il est donc possible de rechercher à quantifier les capacités de résistance du béton frais dans un modèle de milieu continue à partir d’une description géométrique des grains (considérés infiniment résistants et indéformables) et des caractéristiques mécaniques de la pâte (résistance à l’écoulement en particulier).

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