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Recherche - Valorisation

Impact des nano-particules sur le comportement au jeune âge et à l'état frais des matériaux à base de ciment

le 15 juin 2017
14h00

Soutenance de thèse de Théau Conte, LMT (ENS Paris Saclay).

Ce sujet de thèse rentre dans le cadre de la problématique générale, en plein développement actuellement, concernant l'exploitation des nanotechnologies pour le développement d'écomatériaux, et dont les propriétés sont significativement améliorées et élargies.

A cause de leur surface spécifique particulièrement élevée, l'ajout d'une infime quantité (de l'ordre du % par rapport au ciment) de particules nanométriques à une formulation d'un matériau cimentaire peut entrainer des modifications significatives des propriétés du produit. Ces modifications peuvent intervenir à tout niveau de maturation du matériau en impactant les propriétés correspondantes : état frais (rhéologie), jeune âge (cinétique de prise, retrait, fissuration) et état durci (propriétés mécaniques, thermiques et durabilité).

Malgré l'engouement affiché ses dernières années par différents laboratoires à travers le monde pour cette problématique, de nombreuses questions restent ouvertes, on peut citer :
  •  A cause de leur petite taille (colloïdale) les nanoparticules ont tendance à former des agrégats en milieu aqueux. Le challenge est donc de disperser ces agrégats en particules individuelles lors du malaxage du produit.
  • Les nano-additions ont une taille similaire à celles des produits d'hydratation (ettringite, C-S-H, etc.), ces deux types de particules vont donc interagir fortement pour former éventuellement des microstructures hybrides. Ces interactions ont été très peu prises en compte jusqu'à présent. 
Lors de cette thèse nous allons considérer plusieurs types de nano-additions : Nanoparticules isotropes (nano-silice, nano-alumine, nano-slag, nano-CaCO3, latex), et nanoparticules anisotropes (argiles fibreuses, nanotubes de carbone).

L'objectif principal est de considérer les interactions entre les nano-additions et les produits d'hydratation. Cela va permettre d'avancer dans la compréhension de leur influence sur les propriétés du matériau, notamment à l'état frais et au jeune âge. Il est en effet crucial de considérer ces deux étapes de la vie du matériau car c'est essentiellement à ce niveau que l'on observe une dégradation des propriétés lorsque l'on essaie de diminuer par substitution la proportion de ciment dans la formulation.
Type :
Thèses - HDR
Lieu(x) :
Campus de Cachan
Amphithéâtre Chemla

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