Dissertations / Theses: 'Matériau argileux'

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Guillot, Xavier. "Couplage entre propriétés microscopiques et comportement mécanique d'un matériau argileux." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 2002. http://www.theses.fr/2002ECAP0742.

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Abstract:

L’étude du couplage entre les propriétés microscopiques et le comportement macroscopique d’un matériau argileux a soulevé diverses questions. La plus importante d’entre-elles et celle dont découlent toutes les autres concerne la façon d’appréhender ce sujet. En effet, un effort tout particulier a été porté à l’homogénéisation du travail afin de ne pas tomber dans un schéma trop classique qui consiste à établir des relations entre les propriétés microscopiques les unes indépendamment des autres (et pas dans leur ensemble) au macro après avoir réalisé les essais macroscopiques. Nous sommes allés plus loin en combinant les divers résultats (couplage des techniques) sous l’angle plus particulier de la porosité. Ceci a été rendu possible par l’utilisation simultanée de techniques d’investigations microscopiques largement utilisées dans le domaine. Une partie de ce travail a également consisté à estimer la qualité des résultats fournis par ces méthodes en fonction des contraintes hydro-mécaniques subies par le matériau au travers d’essais oedométriques ou isotropes. Une des originalités de ce travail réside aussi dans le fait qu’une très large gamme de contraintes hydro-mécaniques a été balayée. La porosité est restée au cœur de cette étude car elle nous paraît être un des paramètres les plus fiables et les plus prometteurs dans la connaissance du matériau dont la texture est intrinsèquement très complexe. Les principaux points qui ont été soulevés rentrent dans le cadre de ce couplage micro-macro. Il s’agit des échelles pertinentes, de l’importance de toutes les échelles, du saturé – non saturé, des paramètres importants (surfaces, état de l’eau …), de la façon d’appliquer les contraintes (d’abord la succion ou la contrainte), des effets respectifs des succions et des contraintes, des problèmes expérimentaux ou encore du problème de la référence de la masse sèche. Les phénomènes les plus difficiles à cerner semblent se situer au niveau du passage micro-méso.

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Boucly-Norotte, Véronique. "Évolution des caractéristiques mécaniques et de la perméabilité de matériaux argileux sous l'effet de sollicitations thermiques." Phd thesis, Ecole Nationale des Ponts et Chaussées, 1991. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00569032.

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Abstract:

Cette recherche, entreprise dans le cadre d'un programme de la C.C.E. pour le compte du Commissariat à l'Energie Atomique a pour objectif d'étudier les effets à long terme de variations de température sur le volume et la texture de sols argileux, en fonction notamment de leurs caractéristiques pétrophysiques et pétrographiques initiales et de leur état de consolidation. Cette étude repose d'un point de vue expérimental sur le suivi de la déformation volumique et de la perméabilité d'échantillons placés dans une cellule oedométrique et soumis à des sollicitations thermiques dans la gamme de température 20°C-110°C. Une étude texturale complète (porosimétrie au mercure, observation au M.E.B., etc) avant et en fin d'essai permet d'apprécier l'évolution de la texture des matériaux. D'une analyse bibliographique sur les argiles, leurs caractéristiques, leur évolution avec la température et leur déformation volumique uniaxiale lors d'un chargement pour différentes températures, il ressort qu'une argile peut présenter un comportement dilatant ou compactif sous l'effet d'une augmentation de température. Le comportement est le plus souvent compactif à la pression de préconsolidation. Certains paramètres ont un rôle prépondérant ; ce sont : la teneur en eau, l'état de consolidation, la plasticité, la minéralogie et le temps. Ces paramètres ont été des critères de sélection afin de retenir quatre matériaux pour la phase expérimentale. Le dispositif expérimental utilisé et conçu au Centre de Géologie de l'Ingénieur est une cellule oedométrique à contre-pression, de conception générale classique, avec des aménagements particuliers destinés notamment à minimiser le frottement latéral du piston, et la dilatation des pièces qui interviennent dans la mesure du déplacement vertical. Les principaux résultats obtenus sont : - une augmentation de la compressibilité entre 20 et 110°C ; - une évolution du module de fluage avec la température dans le cas d'une application du chargement à cette température ; - une augmentation du tassement avec l'incrément de température appliqué ; - un fluage notable d'où l'importance du temps dans la mesure de la déformation ; - une analogie entre consolidation mécanique et consolidation thermique amenant à effectuer un changement d'origine du temps pour les courbes à chaque nouvelle sollicitation thermique ; - un comportement fortement irréversible lors du refroidissement ; - un comportement particulier pour l'argile de LIMAY à rattacher à ses caractéristiques spécifiques: minéralogie, plasticité élevée, perméabilité faible,... ; - une modification de la texture du matériau due à la température, modification réelle mais bien moindre que celle due à la pression ; - la perméabilité intrinsèque est pratiquement indépendante des variations thermiques imposées dans la gamme de 20 à 110°C.

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Le, Troedec Marianne. "Caractérisation des interactions physico-chimiques dans un matériau composite à base de phyllosilicates, de chaux et de fibres végétales." Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/e24c28f9-a650-4203-a4d0-a9fe7302ca00/blobholder:0/2009LIMO4055.pdf.

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Abstract:

Afin de comprendre les mécanismes physico-chimiques régissant les interactions entre des fibres de chanvre et une matrice à base de chaux et d'argiles, les effets de différents traitements chimiques des fibres sur l'état de surface des fibres d'une part et sur les propriétés mécaniques des composites d'autre part ont été évalués. Un traitement basique à l'hydroxyde de sodium (NaOH) permet ainsi d'augmenter les forces d'adhésion entre la fibre et un colloïde de silice et d'accroître les propriétés mécaniques d'un matériau composite dont la matrice est constituée de chaux uniquement ou de chaux et de kaolin. Cette amélioration peut être le résultat d'une augmentation de la rigidité de la fibre et d'une homogénéité en surface qui la rendent plus réactive. Les autres traitements réalisés, avec de l'acide éthylène diamine tétra-acétique (EDTA), du polyéthylène imine (PEI), une solution saturée d'eau de chaux et une solution de chlorure de calcium n'ont pas d'effets sur les propriétés mécaniques
In order to understand the physico-chemical mechanisms governing the interactions between hemp fibres and mineral matrices based on lime and on mixtures of lime and clay minerals, the influence of various chemical treatments of fibres on their surface properties and on macroscopic mechanical properties of mortars were evaluated. Treatment with sodium hydroxide (NaOH) removes various organic components from the surface of the fibres, increases the adhesion forces between the fibre and a colloid made of silica and improves the mechanical properties of the resulting composites for lime and lime/kaolin matrices. An explanation for this behaviour could be linked to an increase of the fibre surface roughness and homogeneity. Other chemical treatments, with Ethylene Diamine Tetra-acetic Acid (EDTA), Polythylene imine (PEI), a saturated lime solution and a calcium chloride solution have no impact on the mechanical properties of the composite material

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Kohler, Eric. "La réactivité des matériaux argileux sous gradient thermique." Phd thesis, Université d'Evry-Val d'Essonne, 2005. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00009942.

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Abstract:

Les matériaux argileux présentent des propriétés favorables au confinement des radio-éléments pour le stockage des déchets nucléaires de haute activité thermogènes. Cette étude vise à déterminer les transformations induites par la contrainte thermique et l'impact sur les propriétés de confinement. Les échantillons ont été prélevés au niveau d'un analogue naturel de chauffage : une intrusion basaltique dans une argilite (Laumiere, Aveyron, France). Cet évènement volcanique s'est déroulé dans des conditions complexes hors d'atteinte en laboratoire. L'étude des interstratifiés illite-smectite (I-S), minéraux principaux de ces argilites, a montré une illitisation au contact de l'intrusion basaltique. La variation d'un indice de cristallinité des I-S est rendue complexe par un hydrothermalisme dans la fracturation. Laumiere a mis en évidence des paramètres déterminants (hétérogénéités sédimentaires, eau/roche ...) qui influencent l'évolution des matériaux argileux en contexte thermique. Mots clés : interstratifiés illite-smectite, illitisation, argilite, chauffage, analogue naturel

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Lainé, Maxime. "Etude du comportement de matériaux argileux sous rayonnement ionisant." Thesis, Université Paris-Saclay (ComUE), 2017. http://www.theses.fr/2017SACLS192/document.

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Abstract:

Le but de ce travail de thèse est d’étudier et de rationaliser, à l’aide de mécanismes réactionnels, le comportement sous irradiation de différents matériaux argileux. Les systèmes d’intérêt ont d’abord été le talc synthétique, qui est le prototype d’un matériau non gonflant. Sous irradiation par des électrons accélérés, la production de dihydrogène dans ce système, uniquement due aux groupes hydroxyle de surface, est du même ordre de grandeur que celle obtenue dans l’eau liquide. Ce rendement est divisé par 30 dans le cas du talc naturel de Luzenac, mettant ainsi en évidence l’importance des impuretés comme capteurs des précurseurs du dihydrogène. Des smectites synthétiques, qui sont des matériaux gonflants, ont ensuite été étudiées.Les résultats mettent en évidence la radiolyse de l’eau confinée dans l’espace interfoliaire, qui conduit à des rendements de production de H2 pouvant être deux à trois fois supérieurs à ceux mesurés dans l’eau. Ils sont similaires pour la saponite et la montmorillonite, montrant que la localisation de la charge foliaire ne joue qu’un rôle mineur. Enfin, l’étude des hydroxydes doubles lamellaires ou argiles anioniques, prouve que, dans ce cas, c’est la nature de l’anion dans l’espace interlamellaire qui pilote la réactivité. En parallèle à ces mesures, des expériences de spectroscopie paramagnétique de l’électron ont permis de proposer des mécanismes réactionnels. Enfin, tous les résultats obtenus sont d’intérêt dans le contexte du stockage des déchets radioactifs
The aim of this PhD thesis is to study and understand, by proposing reaction mechanisms, the behavior under irradiation of various clay materials. The systems of interest were first synthetic talc, which is the prototype of a non-swelling material. Under irradiation by accelerated electrons, the production of dihydrogen in this system, due solely to surface hydroxyl groups, is of the same order of magnitude as the one obtained in liquid water. This yield is divided by 30 in the case of natural talc from Luzenac, thus highlighting the importance of the impurities as scavengers of the precursors of dihydrogen. Synthetic smectites, which are swelling materials, were then studied.The results evidence the radiolysis of water confined in the interlayer space, leading to H2 yields which may be two to three times higher than those measured in water. Moreover, they are similar for montmorillonite and saponite, evidencing that the charge location plays only a minor role. Finally, the study of double layered hydroxides or anionic clays shows that, in this case, the nature of the anion in the interlamellar space controls the reactivity. Parallel to these measurements, electron paramagnetic spectroscopy experiments have enabled proposing reaction mechanisms. Finally, all these results are of interest in the context of the disposal of radioactive waste

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Perronnet, Murielle. "Réactivité des matériaux argileux dans un contexte de corrosion métallique : application au stockage des déchets radioactifs en site argileux." Phd thesis, Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2004. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2004_PERRONNET_M.pdf.

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Abstract:

Afin d'assurer le confinement de déchets radioactifs en milieu géologique profond, il est envisagé d'utiliser des matériaux argileux de site et des bentonites. Leur stabilité en présence de fer métal, constituant des conteneurs de déchets, est étudiée. Ces études démontrent que la réactivité de tels matériaux est principalement portée par les smectites dioctaédriques et les kaolinites qu'ils contiennent. En revanche, la présence de sulfures inhibe la réaction Fe(O)-argiles. La nature du produit de réaction dépend de la quantité de fer métal disponible. A pH basique, par contact physique avec les agents oxydants de la smectite (H+, OH- et Fe3+), le Fe(O) est corrodé. Cette réaction est favorisée par les hétérogénéités des surfaces latérales de la smectite, qui altérée définit un micro-domaine à l'intérieur duquel nucléent des serpentines-Fe si l'apport en fer est suffisant. De telles néoformations entrainent une diminution des propriétés de confinement de la barrière argileuse
Ln order to confine radioactive wastes in deep settings, it is envisaged to use some natural clay materials and bentonites. Their stability when in contact with metallic iron, main component of the canisters, is studied. These studies show that the reactivity of such materials is mainly controlled by those of their dioctaedral smectites and kaolinites. On the contrary, the presence of sulfides stops the Fe(O)-clays reaction. The kind of reaction products depends on the quantity of available metallic iron. When pH is over 7, the Fe(O) is oxidized consecutive to a physical contact with the oxidant agents of the smectite (H+, OH- et Fe3+). This reaction is favored by the heterogeneities of the lateral surfaces of the smectite, which then describes a microenvironments in which some serpentines grow up if the iron supply is sufficient. Such new-crystallizations imply a decrease of the confinement properties of the clay barrier

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Jozja, Nevila. "Étude de matériaux argileux albanais. Caractérisation "multi-échelle" d'une bentonite magnésienne." Phd thesis, Université d'Orléans, 2003. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003740.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre des études de l'interaction argile/polluant, concernant l'utilisation des argiles comme barrière d'un site de stockage de surface. Le travail présenté se propose de relier les variations de la perméabilité avec les modifications structurales et microtexturales pouvant être induites par la fixation d'un cation métallique sur une argile. Parmi 3 matériaux argileux albanais présélectionnés, celui de Prrenjas, formé par pédogenèse puis sédimentation continentale aux dépens d'une roche mère (ultrabasique), a été choisi en raison de ses caractéristiques proches d'une bentonite. Cette bentonite se caractérise par la présence majoritaire de smectite, par une CEC élevée, (90 meq/100 g), de Mg2+ majoritaire en position interfoliaire et la présence d'illite (11%) interstratifiée. Au MET la bentonite de Prrenjas a une morphologie particulière, avec une texture en microagrégats constitués de petites particules, qui la différencie des bentonites «modèles», du type Wyoming. Les études de l'interaction de l'argile en suspension avec des solutions de concentrations variées en Pb(NO3)2 couplées à l'étude de l'évolution structurale et microtexturale du matériau ont permis d'observer l'effet de Pb2+ sur l'argile de Prrenjas et sur l'argile de référence, Wyoming (SPV) échangée-Mg. Une diminution de l'hydratation de l'espace interfoliaire en fonction de la fraction molaire de Pb2+ a été observée par DRX. Les clichés de MET ont montré, pour l'argile de Prrenjas, une fragmentation des microagrégats qui la constituent en petites particules. Par contre, l'argile de référence paraît peu modifiée. La spectrométrie XPS indique une fixation de Pb2+, en surface des particules, plus importante pour l'argile de Prrenjas que pour l'argile de référence. Les essais de longue durée de fixation de Pb2+, par percolation d'une solution de Pb(NO3)2 à forte concentration (10-2 M) à travers l'argile compactée, ont montré une augmentation de la perméabilité d'un facteur 40, comportement, sans commune mesure, avec celui de la montmorillonite de référence (facteur 2). Les observations au cryo-MEB de l'argile compactée après la percolation de Pb(NO3)2 10-2M montrent des chemins d'écoulement connectés qui expliquent l'augmentation observée du débit. Finalement, ce travail montre que l'augmentation de la perméabilité, observée pour l'argile de Prrenjas, est une conséquence des modifications structurales aux différentes échelles d'organisation du matériau.

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Kikouama, Odilon. "Propriétés physico-chimiques d'associations matériaux argileux - oligoéléments : formulation et propectives prophylactiques." Paris 11, 2006. http://www.theses.fr/2006PA114815.

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Abstract:

L'argile est une matière première naturelle essentiellement composée de minéraux argileux et qui peut contenir des oligoéléments susceptibles de participer au traitement de certaines affections. La composition minéralogique de sept échantillons d'argile prélevés en Côte d'Ivoire, Guinée, Sénégal, a été déterminée par plusieurs méthodes d'analyse (DRX,FT-IR, ATD, ATG, DSC, ICP). Le minéral prédominant est la kaolinite (Si2Al2O5(OH)4; 47 à 72% en masse). Le contrôle microbiologique de trois d'entre eux indique qu'ils ne présentent aucun risque conformément aux exigences microbiologiques spécifiées dans la monographie de la pharmacopée européenne (5. 05). L'étude cinétique de la libération de certains oligoéléments (Cu2+, Zn2+: ICP; Fe2+, Fe3+: Spectrophotométrie) et des éléments essentiels (Ca2+, Mg2+: Chromatographie ionique) dans des milieux physiologiques physico-chimiquement simulés (MPS: "bouche, estomac, intestin"; pH, T°, électrolyte) montre que celle-ci est rapide (approximativement 15min) et se fait préférentiellement dans le milieu stomacal en raison de son acidité. Cette libération se fait également grâce à la présence de l'ion Na+ dans les MPS, lequel se substitue aux différents cations du fait de la proximité de leurs rayons ioniques. Nous avons conçu des minigranules (par extrusion-sphéronisation) flottants dans le milieu gastrique à partir de l'une des variétés étudiées, de liants polymériques (HPMC, PVP, Eudragit® NE 30 D) et minéraux (NaHCo3, Talc). Les résultats obtenus montrent que les minigranules ont un temps de flottabilité de 5 h et améliorent quantitativement la libération des oligoéléments: Fe2+ (95%), Fe3+ (70%), Zn2+ (60%) versus 40% de Fe2+ et Zn23+; 30% de Fe3+ pour l'argile brute
Clay is natural raw material essentially composed of clayey minerals and which can contain some trace elements likely to participate in the treatment of some affections. The mineralogical composition of seven clay samples taken in Côte d'Ivoire, Guinée, Sénégal, has been determined by several methods of analysis (DRX,FT-IR, ATD, ATG, DSC, ICP). The predominant mineral is kaolinite (Si2Al2O5(OH)4; 47 to 72% in mass). The microbiological control of three among them indicates that they don't present any risk in accordance with the microbiological requirements specified in the monograph of the pharmacopeia european (5. 05). The kinetic study of the release of some trave elements (Cu2+, Zn2+: ICP; Fe2+, Fe3+: spectrophotometry) and of the essential elements (Ca2+, Mg2+: Ionic chromatography) in physico-chemically simulated physiological mediums (MPS: "Mouth, stomach, intestine"; pH, T°, electrolyte) shows that this one is fast (approximately 15min) and is done preferentially in the stomach medium because of its acidity. This release is also done because to the presence of the Na+ ion in the MPS, which replaces the various cations because of the proximity of their ionic rays. We conceived pellets (by extrusion-spheronization) floating in the gastric medium from one of the studied varieties, of polymeric (HPMC, PVP, Eudragit® 30 D) and minerals binders (NaHCO3, Talc). The results obtained show that the pellets have a time of buoyancy of 5 and quantitatively improve the release of the trace elements: Fe2+ (95%), Fe3+ (70%), Zn2+ (60%) versus 40% of Fe2+ and Zn2+; 30% of Fe3+ for the raw clay

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Comparon, Laetitia. "Etude expérimentale des propriétés électriques et diélectriques des matériaux argileux consolidés." Paris, Institut de physique du globe, 2005. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00135855.

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Abstract:

L'objectif de cette thèse est de contribuer à une meilleure compréhension de phénomènes de conduction électrique et de polarisation diélectrique dans les matériaux argileux, et devrait aider par la suite à mieux exploiter la mesure de ces paramètres sur le terrain pour suivre la fracturation, la désaturation ou l'infiltration de polluants (sites de stockage de déchets en particulier). Nous avons réalisé des mesures en laboratoire sur des échantillons synthétiques d'argile compactée (kaolinite et smectite), à différentes teneurs en eau, porosités et composition minéralogique, dans une large gamme de fréquences allant de 10 2 à 10 10 Hz. Puis des argilites naturelles (laboratoire M/HM, Andra) ont été étudiées. La réponse des argiles compactées est principalement contrôlée par leur teneur en eau sur toute la gamme de fréquences ; nous avons également observé deux polarisations distinctes, attribuées à un phénomène de Maxwell-Wagner et une polarisation de la double couche électrique autour des particules d'argile. La réponse des argilites naturelles est plus complexe ; elle est contrôlée par la teneur en eau ainsi que la microstructure de la roche. Dans ces roches, les anisotropies électrique et diélectrique sont importantes ; elles ont également été mises en évidence pour les échantillons synthétiques. Les modèles théoriques existants prédisent bien la réponse à haute fréquence des matériaux étudiés, mais la réponse à basse fréquence (<1MHz) doit être mieux comprise
This study is devoted to the electical and dielectric properties of consolidated clays. A better understanding of the conduction and polarisation phenomena in clays is necessary to better interpret in situ measurements in term of water saturation and texture. An experimental study was carried out on synthetic clay samples (kaolinite and smectite) compacted with various water contents, porosities and mineralogical compositions, on a large frequency range, using three laboratory setups. The electrical properties of natural argillites (from Andra) were theninvestigated. We found that the response of the synthetic samples is mainly controlled by water content on the whole frequency range ; two polarization phenomena were observed, which were related to the Maxwell-Wagner polarization and the electrical double layer polarization around the clay particles. The electrical response of argillites is more complex ; it is controlled by water content but also by the microstructure of the rocks, the electrical and dielectric anisotropies are high ; anisotropy was also measured for the synthetic clays. The existing models explain the high frequency part of the dielectric permittivity of the clayey materials, but the low frequency part of the spectra (<1MHz) needs theoreticaldevelopmentsThis study is devoted to the electical and dielectric properties of consolidated clays. A better understanding of the conduction and polarisation phenomena in clays is necessary to better interpret in situ measurements in term of water saturation and texture. An experimental study was carried out on synthetic clay samples (kaolinite and smectite) compacted with various water contents, porosities and mineralogical compositions, on a large frequency range, using three laboratory setups. The electrical properties of natural argillites (from Andra) were theninvestigated. We found that the response of the synthetic samples is mainly controlled by water content on the whole frequency range ; two polarization phenomena were observed, which were related to the Maxwell-Wagner polarization and the electrical double layer polarization around the clay particles. The electrical response of argillites is more complex ; it is controlled by water content but also by the microstructure of the rocks, the electrical and dielectric anisotropies are high ; anisotropy was also measured for the synthetic clays. The existing models explain the high frequency part of the dielectric permittivity of the clayey materials, but the low frequency part of the spectra (<1MHz) needs theoreticaldevelopments

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Poulain, Daniel. "Pressions intersticielles de construction dans les barrages homogènes en matériaux argileux humides." Bordeaux 1, 1993. http://www.theses.fr/1993BOR10618.

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Konan, Koffi Léon. "Interaction entre des matériaux argileux et un milieu basique riche en calcium." Limoges, 2006. http://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/3b7f2cb8-3de2-4e3b-b69f-6248510754de/blobholder:0/2006LIMO0010.pdf.

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Abstract:

Les matériaux argileux peuvent être utilisés dans le domaine cimentaire pour leur effet pouzzolanique (après deshydroxylation) ou encore comme charge inerte pour combler en partie la porosité ouverte. L’étude des interactions entre les produits cimentaires et les argiles est donc essentielle pour optimiser la valorisation de ces matériaux. Les interactions entre trois argiles (kaolin, illite et montmorillonite) et une solution d’hydroxyde de calcium Ca(OH)2) ont donc été étudiées. Les résultats obtenus montrent que toutes ces argiles piègent simultanément les ions calcium et hydroxyle. Cette adsorption est fonction de la surface spécifique de l’argile et de la basicité de la solution. Le calcium se révèle être un coagulant pour le kaolin et un dispersant pour l’illite en milieu basique. Le cas de la montmorillonite est plus complexe du fait d’échange interfoliaire. Les résultats ont pu être interprétés en prenant en compte le caractère donneur ou accepteur des atomes des diverses surfaces et le omportement de la sphère d’hydratation des ions calcium. L’utilisation de dispersants organiques est également présentée
Clay materials can be used in cementitous materials for their pozzolanic effect (after deshydroxylation) or like inert load to partly fill open porosity. The study of interactions between the cement based materials and clays is thus essential to optimise the valorisation of these materials. Surface reactivity of three clays (kaolin, illite and montmorillonite) in calcium hydroxide based dispersions (Ca(OH)2) was thus studied. The results obtained show that all these clays trap simultaneously calcium and hydroxyl ions. This adsorption is a function of the specific surface of clay minerals and the alkalinity of the dispersion. The calcium proves to be a coagulant for the kaolin and a dispersant for the illite in a basic medium. The case of montmorillonite is more complex because of interfoliar exchange. The results could be interpreted by taking into account the donor or acceptor character of atoms of various surfaces. The effect of organic dispersants is also discussed

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Nejmeh, Kassem. "Enhancing adhesion and Water Resistance in Clayey adhesives Mixtures : Strategies for Vertical and Horizontal Applications." Electronic Thesis or Diss., Université Gustave Eiffel, 2024. http://www.theses.fr/2024UEFL2012.

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Abstract:

Le matériau argileux est depuis longtemps privilégié dans la construction pour ses caractéristiques respectueuses de l'environnement. Les fines particules d'argile jouent un rôle crucial dans l'amélioration de la cohésion de ces matériaux. Cette recherche se concentre sur l'exploration de mélanges à base d'argile en tant que substituts potentiels aux adhésifs traditionnels pour carreaux utilisés sur des dalles de béton. L'objectif est de développer un matériau présentant une forte résistance à l'adhérence et maintenant son intégrité même lorsqu'il est immergé dans l'eau. Étant donné la nature poreuse du mélange d'argile, il est crucial de respecter des conditions de séchage spécifiques et des périodes d'immersion. La phase initiale de l'étude consiste à réaliser un test mécanique pour mesurer la contrainte d'adhérence du matériau avant et après immersion dans l'eau. Un échantillon de sol de référence sert de référence pour évaluer cette contrainte. Pour influencer les propriétés mécaniques, nous introduisons une quantité proportionnelle de polymères ou de fibres dans le sol de référence, dans le but de modifier ses propriétés de cohésion. La sélection de polymères ou de fibres est stratégique, dans le but d'induire des changements dans les propriétés mécaniques du matériau et sa résistance à l'eau. Dans la phase suivante, l'étude se concentre sur la compréhension du processus de séchage et de la cinétique d'imbibition après l'ajout de polymères. De plus, nous apportons des preuves que le choix du polymère affecte significativement la cinétique d'immersion et le degré d'absorption d'eau. L'approche de recherche se déroule en trois scénarios distincts : tout d'abord, nous renforçons la résistance du mortier en incorporant divers polymères et fibres ; deuxièmement, nous visons à empêcher l'absorption d'eau dans l'adhésif ; et enfin, nous nous efforçons de développer un adhésif réversible capable de retrouver sa résistance mécanique après avoir subi une perte due à l'immersion, uniquement grâce à un processus de séchage. De plus, nous concevons des stratégies spécifiques pour les différentes méthodes d'application, en abordant à la fois les applications verticales et horizontales
Earthen material has long been favored in building construction for its eco-friendly characteristics. Fine clay particles play a crucial role in enhancing the cohesion of such materials. This research focuses on exploring clay-based mixtures as potential substitutes for traditional tile adhesives used on concrete slabs. The objective is to develop a material that exhibits strong adhesion resistance and maintains its integrity even when submerged in water. Considering the porous nature of the clay mixture, adherence to specific drying conditions and immersion periods becomes crucial.The initial stage of the investigation involves conducting a mechanical test to measure the adhesive stress of the material before and after water immersion. A reference soil sample serves as the baseline for evaluating this stress. To influence the mechanical properties, we introduce a proportional amount of polymers or fibers into the reference soil, aiming to alter its cohesive attributes. The selection of polymers or fibers is strategic, intended to induce changes in the material's mechanical properties and its resistance to water.In the subsequent phase, the study focuses on understanding the drying process and imbibition kinetics following the addition of polymers. Additionally, we provide evidence that the choice of polymer significantly affects the kinetics of immersion and the degree of water absorption.The research approach unfolds in three distinctive scenarios: firstly, we enhance the strength of the mortar by incorporating diverse polymers and fibers; secondly, we aim to impede water absorption into the adhesive; and finally, we endeavor to develop a reversible adhesive capable of reclaiming its mechanical strength after experiencing loss due to immersion, solely through a drying process. Moreover, we devise strategies specific to different application methods, addressing both vertical and horizontal applications

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Samaké, Drissa. "Traitement des eaux usées de tannerie à l'aide de matériaux à base d'argile." Grenoble 1, 2008. http://www.theses.fr/2008GRE10300.

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Abstract:

Dans ce travail nous nous sommes proposés d'étudier des méthodes de traitement d'effluents d'une tannerie du Mali (TAMALI), pour l'élimination de Cr en utilisant l'argile. Nous avons identifié les composés présents dans les effluents, la teneur en Cr total et en CrVI a été mesurée. Nous avons trouvé une concentration importante en Cr total (1,2 g/L) et très peu de CrVI dissous (0,035g/L). Nous avons détecté la présence d'acides organiques. Nous avons également caractérisé un échantillon d'argile en provenance de Marakabassy MB : la DRX sur l'argile brute et sur les fractions fines (≤2 µm) montre que l'échantillon d'argile de Niono est composé de kaolinite, de quartz avec la présence d'une faible quantité de mica, et de talc. L'analyse chimique a montré que le rapport SiO2/Al2O3 est supérieur à celui d'une kaolinite pure. La présence de MgO, Na2O, K2O et MnO indique l'existence de smectite et d'illite. MET a montré que c'est une kaolinite avec des agrégats formés de particules fines inférieures à 0,1 µm. La CEC et la surface spécifique ont confirmé ces observations avec 0,34 M eq. Kg-1 et 64 m2 g-1. L'adsorption du Cr(III) a montré une augmentation avec le pH ; 97%. L'adsorption du chrome (III) se passe bien dans les matrices simples mais dans les matrices compliquées elle diminue. L'adsorption est, semble t-il gênée par les composés organiques. Pour cela nous avons étudié l'adsorption du chrome dans l'eau distillée en présence de composés organiques. On observe que les faibles concentrations n'ont pas d'effet significatif sur l'adsorption mais à partir de 5 mM l'adsorption baisse
In this work we propose to study methods of waste water processing, in particular those of a tannery of Mali (TAMALI), we investigate the immobilization of chromium, by using clay minerals. We identified the compounds present in the effluents of the tannery of TAMALI: Cr, Fe, Mg, Mn, Ca, Si. We measured the total Cr and Cr(VI). We found a Cr concentration significant total (1,2 g/L) and very little dissolved Cr (VI) (0,035g/L). We detected organic acids. We characterized a clay sample coming from Marakabassy MB: the diffraction of x-rays on rough clay and the fine fractions (2 µm) shows that the clay MB is composed of kaolinite, quartz with a small quantity of smectite and illite. The chemical analysis showed ratio SiO 2 / Al 2 O 3 higher than that of a kaolinite. MgO, Na 2 O, K 2 O and MnO indicate the presence beside the kaolinite of smectite and illite. ETM showed that clay is a kaolinite with fine particles lower than 0. 1 µm and ESM showed fine particles of size lower than 100 nm beside well crystallized larger particles. The CEC and specific surface area confirmed these observations with values respectively 0. 34 M eq. Kg -1 and 64 m 2 g -1. Chromium (III) adsorption increases with the pH; 97% are adsorbed. The adsorption of chromium (III) occurs well in the simple matrices (distilled water) but when one has complicated matrices it passes from 97% to less than 15%. Adsorption is obstructed by organic compounds. For that we made the adsorption of chromium in distilled water in the presence of organic compounds. It was seen that the weak concentrations do not have a significant effect on adsorption but from 5 mM one noted a fall of adsorption

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Khelifi, Hamid. "Matériaux argileux stabilisés au ciment et renforcés de fibres végétales : formulation pour extrusion." Lorient, 2012. http://www.theses.fr/2012LORIS277.

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Abstract:

Le principal objectif de cette thèse a été de contribuer à l'étude de la mise en œuvre par extru-sion de matériaux argileux et de la valorisation des matériaux locaux dans l'industrie du bâti-ment. Pour ce faire, des matériaux extrudables à base d'argile (kaolin) stabilisée au ciment ont été formulés. Ces formulations respectent des impératifs environnementaux, en particulier l’utilisation d’une part importante de matériaux argileux (matériau local), et sont susceptibles d’être utilisés comme matériaux de construction (critères mécaniques et thermiques). Des renforts de fibres de lin d'origine végétale ont été incorporés. Ces fibres, comme tout autre type d'inclusions, modifient les caractéristiques rhéologiques par leur effet d'encombrement. Les modifications, amplifiées par le caractère hydrophile du lin, impactent la mise en forme et ont nécessité une étude particulière. Les performances mécaniques des matériaux formulés, l'effet de l'incorporation des fibres ainsi que les bénéfices de la mise en forme par extrusion ont été décrits. Un modèle prédictif de la résistance à la compression des mortiers à forte frac-tion argileuse, basé sur la méthode de Féret, a été développé. Une modélisation de l'écoule-ment d'extrusion axisymétrique à piston des matériaux à forte fraction volumique solide a été réalisée. La modélisation proposée s'inspire de la mécanique des sols. Elle utilise une défini-tion originale du comportement d’un matériau plastique frottant avec notamment la mise en place d’une transition continue d’un comportement plastique pur à un comportement de plus en plus frottant. Finalement, les performances mécaniques et thermiques des formulations optimales ont été comparées à celles des matériaux de construction traditionnels (blocs en béton, béton, briques de terre cuite, béton cellulaire,…). Les impacts de la fabrication des ma-tériaux formulés sur l'environnement ont aussi été évalués et comparés. Il ressort de cette étude que les matériaux argileux stabilisés et extrudés constituent une alternative crédible et durable comme matériaux de construction
The main aim of this thesis was to contribute to the study of the extrusion of cement-clay paste and the valorization of local materials in order to produce extruded building bricks. To do this, extrudable cement-stabilized argillaceous materials (kaolin) have been designed. These mix designs comply with actual requirements concerning environmental impacts (use of a significant proportion of clay) and they may be used as building materials. Bio-based fibers (flax fibers) have been incorporated. As for any other type of inclusions, flax fibers modify the rheological behavior of material at fresh state. Furthermore, their hydrophilic character amplifies the changes and has required a specific study. The mechanical perform-ances of the tested mix design and the positive effect of extrusion process as well as the addi-tion of fiber have been characterized. Such as for concrete, the Féret relationship is shown to be able to predict the compressive strength assuming that kaolin acts as a high water demand aggregate. A model for stiff paste ram extrusion incorporating the filtration phenomenon and the frictional behavior of the granular packing has been developed. This model is based on the soil mechanics approach and is able to predict the transition between pure plastic behavior and frictional plastic behavior. Finally, the mechanical and thermal performances of the cho-sen eco-friendly mix designs have been compared to those of traditional building products (concrete blocks, concrete, clay bricks, AAC. . . ). Environmental impacts of these mix design have also been evaluated and compared. It appears from this study that the extrudable cement-stabilized argillaceous materials comply with legislations concerning environmental impacts thermal comfort. They are also able to present an alternative to actual building products

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Delisée, Annie. "Etude expérimentale, modélisation et optimisation de la rétention du césium sur des matériaux argileux." Reims, 1998. http://www.theses.fr/1998REIMS008.

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Abstract:

L'industrie nucleaire est la plus grande productrice de dechets radioactifs. Parmi eux, on compte le 1 3 5cs, produit de fission a vie longue, qui a en plus la particularite d'etre tres mobile. Ce type de dechet pourra dans l'avenir etre stocke dans des sites geologiques profonds dans lesquels une barriere antipollution placee entre les colis et le milieu naturel sera construite. L'argile etant un candidat potentiel dans la construction de cette barriere, nous avons etudie ses interactions possibles avec le cesium. Trois argiles ont ete etudiees : la kaolinite, la montmorillonite et la bentonite. Le modele theorique utilise est la complexation de surface (modele a capacitance constante). La demarche de l'etude est la suivante : dans une premiere partie, nous avons determine les parametres physico-chimiques des oxydes alumine et silice, principaux composants des materiaux argileux. Dans une deuxieme partie, l'utilisation du principe de conservation des constantes dans le melange (synthetique ou naturel) des oxydes purs nous a permis d'atteindre les parametres chimiques des argiles. En accord avec la structure cristalline des solides, nous avons identifie deux types de sites sur la kaolinite, et trois types de sites sur la montmorillonite et la bentonite. L'influence sur les capacites de sorption de la montmorillonite de solides comme les oxydes de fer ou la calcite, produits de degradation pouvant se retrouver dans le site, a ete quantifiee et modelisee dans une troisieme partie. Nous avons cherche egalement a optimiser les capacites de retention de l'argile vis-a-vis du cesium en lui ajoutant des solides de type zeolithe. Dans ce travail trois zeolithes ont ete etudiees : la mordenite, zeolithe synthetique, la chabazite et la clinoptilolite, zeolithes naturelles. La methode de travail utilisee dans cette etude n'est pas specifique au cesium, mais peut etre appliquee a tout autre element.

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Dang, Kim Dung. "Contribution à l'étude du comportement thermo-hydro-mécanique des matériaux argileux (bentanite MX 80 et argilite du callovo-oxfordien)." Rennes, INSA, 2007. http://www.theses.fr/2007ISARA007.

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Bouguerra, Ahmed. "Contribution à l'étude d'un procédé de valorisation de déchets argileux : comportement hygrothermique des matériaux élabores." Lyon, INSA, 1997. http://www.theses.fr/1997ISAL0002.

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Abstract:

Les gisements de sable exploités actuellement dans l'Ouest de la France sont de plus en plus argileux (20 à 30% en masse) et nécessitent la séparation de la fraction fine par lavage. Ces fines argileuses constituent donc un stock de plus en plus important. Pour valoriser ces coproduits, la voie proposée est la mise au point d'isolants porteurs par transformation en béton de le bois à matrice argile ciment. Ce travail concerne le comportement en ambiance climatique variable des matériaux élaborés Il a nécessité la mise au peint de techniques de mesures et la détermination de caractéristiques structurelles. Ces matériaux devant également assurer une fonction de portance, une étude mécanique a été réalisée à l'échelle macroscopique. L'ensemble des résultats montre l'intérêt d'un allègement d'une matrice argile-ciment par de granulats de bois. Une densité de 0. 8 permet de respecter les exigences mécaniques et thermiques des isolants porteurs ainsi que d'assurer des fonctions de stockage thermique. Le comportement à l'humidité dans des conditions normales d'utilisation est très satisfaisant. La fixation d'eau en phase vapeur reste faible et en cas de contact avec l'eau liquide la présence de granulats de bois conduit à ralentir la progression du front d'imbibition et à diminuer la quantité totale d'eau absorbée par le matériau. Pour des températures supérieures à 20°C, les granulats de bois participent aux transferts couplés de masse et de chaleur. Des modèles d'estimation de la conductivité thermique en fonction des caractéristiques morphologiques et de l'état hygrothermique ont pu être construits et validés
Sand deposits currently exploited on Western France are increasingly clayey (20-30% in mass) and require the separation of the fine parts by washing. These clayey fines are an increasingly important supply. To increase the value of these co-products the proposed technique develops new insulating bearing materials from the clayey fines and stabilised wood aggregates. This work concerns the behavior of the developed materials in varying climatic conditions. This required the adjustment of measuring techniques and the determination of the structural characteristics. These materials should equally have a bearing function; a short mechanical study was carried out to a macroscopic scale. The overall results show the significance of lightening of a clayey cement matrix using wood aggregates. A density of 0. 8 respects the mechanical and thermal requirements of the insulating bearing materials as well as insuring thermal stocking function. The behavior towards humidity in normal operating conditions is very satisfactory. The fixation of water in the vapor stage remains weak and in the case of contact with liquid water the presence of wood aggregates slows down the progress of the satured front and reduces the overall quantity of water absorbed by the material. For temperatures in excess of 20C, the wood aggregates take part in the coupled heat and mass transfer. The estimation models of the thermal conductivity as a function of the morphological characteristics and of the hygrothermal state were also developed and valided

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Ferrand, Thierry. "Contribution à l'étude des propriétés thermiques et d'échange cationique des matériaux argileux employés en pelothérapie." Nancy 1, 1990. http://www.theses.fr/1990NAN10537.

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Abstract:

La pelotherapie est une pratique particulière du thermalisme qui s'adresse essentiellement aux affections rhumatismales. L'application de peloïdes chauds est au centre des soins dispensés dans cette thérapie. Les praticiens désirent des peloïdes dont les propriétés d'échange cationique et de conservation de la chaleur soient optimales. Dans cette étude on démontre que les propriétés thermiques recherchées sont conditionnées par les teneurs en eau et en argile des peloïdes. Les échanges cationiques se produisent au moment de la préparation des peloïdes sont modélisés par un échange calcium-sodium. L'analyse des résultats nous conduit à conseiller l'emploi d'argiles à fort potentiel d'hydratation telles que les smectites sodiques. Pour pallier les problèmes technologiques que l'utilisation de minéral peut occasionner, il convient d'additionner une proportion de kaolinite. Dans le but d'offrir aux praticiens une méthode plus rationnelle du choix du peloïde, des abaques proposes permettent d'évaluer la qualité thermique de toute formule de peloïde et la nature des cations adsorbés sur son complexe d'échange au moment de l'application. Ce travail constitue un document de base pour la société Argicur afin d'orienter le choix des minéraux qu'elle distribue en station thermale pour la préparation des peloïdes

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Wahyudi, Herman. "Étude des propriétés mécaniques des matériaux argileux en relation avec leur organisation à différentes échelles." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1991. http://www.theses.fr/1991ECAP0205.

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Abstract:

On a étudié en fonction des champs de contraintes et déformations provoquées par des chargements mécaniques monotones (essais triaxiaux classiques et dométriques) le comportement mécanique de deux matériaux argileux (kaolinite jaune, bentonite verte). L'évolution de la forme, de la taille, de la densité ainsi que de l'orientation des particules argileuses ont été mis en évidence par microscopie électronique à balayage et à transmission. A l'échelle microscopique, les résultats ont montré qu'ils existaient une délamination et une création d'une anisotropie dans l'organisation des particules lors des écrasements mécaniques monotones notamment sous chargement unidimensionnel. L'évolution des micropores réalisés par la porosimétrie au mercure et l'evolution de la surface spécifique des argiles trouvées par l'éthylène glycol en fonction de la déformation axiale ont permis de renforcer les resultats des microscopes électroniques. L'autre objectif de cette recherche expérimentale a été de mieux comprendre le mécanisme de la formation des plans de cisaillement. Les microscopes électroniques et optiques et le scanner X montrent des différences d'organisation des particules argileuses importantes aussi bien dans la zone juste a cote de la fissure que dans la masse de l'échantillon loin du plan de fissure. Ceci dépend également de la consolidation du matériau normalement ou fortement surconsolidé. Des différences de teneur en eau ou de densité de l'échantillon global indiquent que le matériau est hétérogène âpres rupture

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Pothier, Catherine. "Etudes des propriétés de confinement de matériaux argileux pour barrières ouvragées de stockages de déchets." Orléans, 2001. http://www.theses.fr/2001ORLE2052.

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Abstract:

Les travaux présentés concernent le comportement de barrières ouvragées argileuses gonflantes et non gonflante destinées au stockage de déchets en surface ou à grande profondeur. Dans ce contexte les sollicitations imposées aux argiles regroupent des contraintes mécaniques produites par le milieu extérieur, des contraintes hydriques dues à la ventilation des ouvrages puis à la ressaturation après fermeture, des contraintes thermiques liées au dégagement de chaleur des déchets ainsi que des perturbations physico-chimiques causées par le transport des polluants. Des essais macroscopiques de laboratoire spécifiques à l'étude du comportement des sols non saturés, soumis à ces sollicitations, d'amplitude variable, ont été développés. Ils ont permis d'identifier des paramètres de transfert d'eau, des paramètres mécaniques, et de caractériser les phénomènes d'hystérésis sur des chemins de sollicitations cycliques. Des mesures d'anisotropie des contraintes ont aussi été réalisés. Les effets de mémoire thermique et hydrique des argiles ont été mis en évidence et quantifiés. Un écrouissage associé à l'inhibition partielle du gonflement, du aux effets chimiques, a également été mis en évidence pour une argile gonflante, polluée au nitrate de cuivre. Ces essais ont permis de proposer une extension du concept des contraintes effectives de Terzaghi aux sollicitations hydriques. L'étude des stockages a été abordée en modélisant d'abord le régime transitoire, lié au transfert de masse sous différentes conditions initiales. Des simulations de l'infiltration en conditions polluées (cuivre) ont été effectuées. Puis deux modèles rhéologiques en contraintes effectives simulant le comportement hydromécanique d'argiles gonflantes ou non ont ensuite été mis en œuvre, et validés. Des simulations du comportement mécanique d'argile gonflante saturée polluée au cuivre, utilisant une loi de variation des paramètres en fonction de la concentration ont été aussi réalisées.

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Nadji, Djaouida. "Colmatage d'un milieu modèle par une suspension d'argile : Application au colmatage des chaussées poreuses." Marne-la-vallée, ENPC, 1998. http://www.theses.fr/1998ENPC9814.

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Abstract:

L’objectif de cette thèse est d'apporter un éclairage sur le phénomène de colmatage d'une chaussée drainante. Ainsi, nous avons mis au point un dispositif expérimental destine à tester l'hypothèse selon laquelle ce phénomène serait dû à l'effet combine d'apports en particules colloïdales (bentonite brute et bentonite-bitume) et de cycles d'imbibition-séchage. Nous avons donc étudie l'évolution de la perméabilité et de la cohésion d'un milieu granulaire modelé suite à l'application de ces cycles. Nous avons montré que la chute de perméabilité se fait globalement de façon linéaire en fonction des cycles d'imbibition. De plus, nous avons constaté que l'évolution du colmatage est plus rapide dans le cas des particules argile-bitume que dans le cas des particules de bentonite brute. En effet, au cours de l'écoulement tandis que les particules d'argile pure traversent l'empilement sans y adhérer, les particules argile-bitume interagissent par rétention avec les grains du milieu poreux. Nous avons aussi mis en évidence le phénomène de migration des colloïdes à la surface libre de l'échantillon au cours des cycles de séchage. La répétition de ce phénomène conduit à des échantillons hétérogènes se composant de deux parties distinctes : une partie consolidée (croute) proche de la surface de séchage et une partie plus friable constituant le reste de l'échantillon. La mesure des paramètres mécaniques montre que de faibles teneurs en argile dans les croutes peuvent générer des valeurs importantes du module d'élasticité et de la résistance à la rupture. Par ailleurs, nous avons pu montrer, grâce aux observations microscopiques, que la cohésion du milieu est due à l'apparition de deux types de structures entre les grains du milieu poreux : le ciment et les voiles et ponts. Nous avons appelé ciment l'amas argileux résultant de la superposition, au cours de la répétition des cycles imbibition-séchage, des membranes planes, perpendiculaires à la direction de l'évaporation et situées dans les pores formes par les grains. Nous avons désigné par voiles et ponts les structures argileuses créées aux points de contacts entre les grains
The objective of this thesis is to provide an insight into the phenomenon of porous asphalt clogging. An experimental device has been built in order to test the hypothesis that this phenomenon is caused by the combined effects of a supply of colloidal suspension (clay and clay-bitumen particles) and the cycle of hydratation-drying of the granular porous sample. Therefore, the evolution of the permability and the cohesion of a model porous media, subject to these cycles, have been studied. We have shown that the permeability versus the hydratation cycle number decreases linearly. Moreover, we have noticed that the evolution of clogging in the case of the clay-bitumen particles is quicker than in the case of suspension of bentonite particles. In fact, during the suspension flow, the clay particules pass through the granular pack without any retention. Whereas, the clay-bitumen particules are retained on the grains of the porous medium. A phenomenon of colloidal migration from the bulk to the surface evaporation during the cycle of deshyratation has also been noticed. The repetition of this phenomenon leads to a heterogeneous sample composed of two parts : the solid part (crust) near to the surface evaporation and the crumbly part which constitute the bulk of the granular pack. The mechanical measurements have shown that a small quantity of clay within the crust part is enough to generate important values of Young’s modulus and yield stress. By micoscopic observations, we have shown that the cohesion of the sample is due to two types of clay structure : the « cement » and the « veils and bridges ». We have called « cement » the clay pile resulting from the superposition of the plane membranes which are perpendicular to the direction of evaporation and are situated in the pores formed by the grains. We have designed by « veils and briges » the clay structures created at the contact point between grains

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Boucly-Norotte, Véronique. "Evolution des caractéristiques mécaniques et de la perméabilité de matériaux argileux sous l'effet de sollicitations thermiques." Marne-la-vallée, ENPC, 1991. http://www.theses.fr/1991ENPC9123.

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Cette recherche a pour objectif l'étude des effets à moyen et long terme de variations de température sur le volume et la texture de trois sols argileux de sub-surface sélectionnés en raison du contraste de leur composition minéralogique et de leurs caractéristiques géotechniques. L'un de ces sols a aussi été étudié après gonflement libre. Du point de vue expérimental, l'étude repose sur le suivi de la déformation volumique et de la perméabilité d'échantillons dans une cellule dométrique spécifique soumis à des sollicitations thermiques dans la gamme de température 20-110c. Cette cellule a été développé au centre de géologie de l'ingénieur afin de limiter le frottement latéral du piston ainsi que les corrections liées aux sollicitations thermiques. Une étude texturale avant et après chaque essai permet d'apprécier l'évolution de la texture des matériaux. L'analyse des résultats a mis en évidence : 1) une complète analogie entre sollicitation thermique et mécanique ; 2) l'existence de trois phases à la suite du chauffage: un gonflement initial de l'échantillon, une phase de dissipation des surpressions interstitielles et une phase de fluage établi. Lors d'un refroidissement, on n'observe pas de tassement mais quelquefois un gonflement qui se décompose aussi en trois phases ; 3) l'absence d'une évolution notable de la perméabilité intrinsèque des sols étudies avec la température

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AL-RIM, KAMAL. "Etude de l'influence de différents facteurs d'allègement des matériaux argileux : Le béton argileux léger, généralisation à d'autres fines roches et applications à la cenception d'éléments de construction préfabriqués." Rennes 1, 1995. http://www.theses.fr/1994REN10213.

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Abstract:

Ce travail concerne les possibilites d'allegement des pates d'argile-ciment. Cet allegement peut etre accompli par des moyens chimiques, physiques ou bio-physiques. Trois techniques sont utilisees a cet effet: la premiere emploie la reaction entre l'aluminium pulverulent et la chaux liberee lors de l'hydratation du ciment. La deuxieme est basee sur la combinaison de composants de densites differentes. La troisieme s'appuie sur la creation de cellules gazeuses par l'intermediaire d'une reaction entre un reactif bio-chimique et l'oxygene de l'air. Dans chacun des cas, a ete effectuee, l'etude de l'influence des differents parametres de reactions sur les proprietes physico-mecaniques et thermiques des materiaux obtenus. Une modelisation permet de representer les caracteristiques des composites elabores en proposant des lois en fonction de la densite. L'interet de ces materiaux a ete mis en evidence par une generalisation des techniques d'allegement mises au point, a des poudres de compositions granulometriques et de natures mineralogiques differentes. De meme, une ouverture vers une industrialisation possible a necessite une etude d'echantillons de dimensions normalisees et d'elements constructifs en vraie grandeur. Pour ce dernier cas, nous nous sommes attaches essentiellement a leur comportement mecanique et thermique

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Carrière, Simon. "Recherche de précurseurs géophysiques à la transition solide-fluide dans les glissements-coulées affectant les matériaux argileux." Thesis, Université Grenoble Alpes (ComUE), 2016. http://www.theses.fr/2016GREAU021/document.

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Abstract:

Les mouvements de terrain affectant les matériaux argileux évoluent parfois en coulées et posent des problématiques importantes en termes de protection des populations et des infrastructures. Ce travail de thèse s’intéresse à rechercher de possibles précurseurs géophysiques à la transition solide-fluide qui caractérise ces matériaux argileux, et à comprendre les mécanismes en jeu lors de cette transition. Dans un premier temps, des expériences rhéométriques en laboratoire réalisées sur cinq argiles provenant de glissements-coulées permettent d’apporter plusieurs informations sur le comportement de ces matériaux : 1) l’écart en teneur en eau d’une argile par rapport à sa limite d’Atterberg de liquidité contrôle la contrainte à laquelle le matériau se fluidifie. 2) la fluidification des échantillons testés est accompagnée d’une chute du module de cisaillement élastique (et donc de la vitesse des ondes de cisaillement). 3) cette fluidification n’est pas accompagnée par une variation de la résistivité électrique.Dans un second temps, l’exploitation de données provenant d’un système de surveillance (données sismiques, électriques, météorologiques et géodésiques) installé sur le glissement-coulée du Pont-Bourquin (Suisse) montre que : 1) la cinématique du glissement est corrélée à court terme (quelques jours) à la pluviométrie du site; 2) la rigidité du matériau mesurée par les paramètres sismiques est influencée à court terme (quelques jours) par la pluviométrie et à plus long terme (une centaine de jours) par la température; 3) la résistivité électrique apparente mesurée à partir d’un système d’électrodes placées sur les rives stables du glissement est très sensible à des variations de résistivité électrique en surface et met difficilement en évidence de possibles variations de résistivité en profondeur
Landslides affecting clay materials sometimes evolve in quick earthflows that can constitute serious threats for populations and infrastructures. This thesis focuses on the search of possible geophysical precursors for the solid-fluid transition that characterizes these clay materials, and also on the understanding of the processes involved in this transition. Firstly, laboratory rheometrical experiments carried out on clays samples coming from five flow-like landslides yield the following results: 1) the water content deviation from the Atterberg liquid limit controls the stress at which the sample fluidizes; 2) sample fluidization is accompanied by a drop in the elastic shear modulus (hence, in the shear wave velocity); 3) fluidization is not accompanied by a change in electrical resistivity.Secondly, processing of data coming from a surveillance system (seismic, electric, geodesic and meteorological data) on the Pont-Bourquin landslide in Switzerland shows that: 1) landslide kinematics is correlated at short term (a few days) with rainfall; 2) material stiffness measured by seismic parameters is influenced at short term (a few days) by rainfall and at longer term (a hundred days) by temperature; 3) apparent electrical resistivity measured with a system of electrodes located on the stables banks of the landslide is very sensitive to changes at the surface and hardly exhibits possible changes at depth

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Marme, Frédérique. "Synthèse et caractérisation de solides acides à base de matériaux lamellaires ou mésoporeux." Lyon 1, 1995. http://www.theses.fr/1995LYO10237.

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Abstract:

La recherche de catalyseurs heterogenes susceptibles de remplacer les acides liquides dans l'alkylation isobutane/butene nous a conduit a construire des materiaux plus acides et presentant une porosite plus ouverte que les zeolithes. Differents materiaux ont ete synthetises par intercalation d'especes acides dans des materiaux lamellaires ou mesoporeux. La force des sites acites a ete evaluee par l'activite catalytique de ces solides dans deux reactions tests: la desydratation du methanol en dimethylether a 453k qui est generalement utilisee pour caracteriser des sites de force moderee, et l'isomerisation du n-butane a 473k qui caracterise les sites acides forts. Les anions du type xm#1#2o#4#0#n#- avec n = 5, 6 et 7 intercales dans une argile anionique znal-(no#3) n'ont pas montre de proprietes acides en raison de l'echange parfait avec les ions nitrates. L'echange des cations des montmorillonites par des macrocations a base de zirconium ou d'aluminium a conduit a une augmentation de leur acidite mais la force des sites acides reste moderee. L'insertion de ces memes macrocations dans des zeolithes de type mcm-41 n'a augmente que faiblement leur acidite. L'utilisation de differents materiaux pour supporter les heteropolyacides h#3pw#1#2o#4#0 et h#4siw#1#2o#4#0 a montre l'importance de la mesoporosite pour pieger les heteropolyacides, conferant ainsi aux materiaux a base de silice hexagonale mesoporeuse (hms) ou de montmorillonite activee les meilleures proprietes acides. Pour la reaction d'isomerisation de n-butane, les meilleures performances (activite, selectivite et stabilite) ont ete obtenues avec h#3pw#1#2o#4#0 supporte sur la silice hms ce qui fait de ce solide un catalyseur de choix pour la reaction d'alkylation isobutane/butene

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Attari, Allel. "Caractéristiques physiques et processus de migration de l'eau dans les matériaux à base de gypse et de minéraux argileux." Lyon, INSA, 1989. http://www.theses.fr/1989ISAL0094.

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Abstract:

Les plâtres sont, après consolidation, des matériaux essentiellement macroporeux (r > 1000 Å) donc constituent des milieux dans lesquels l'eau liquide peut facilement migrer. L'objectif du travail a été d'essayer de remédier à cet inconvénient en incorporant au plâtre avant consolidation des solides finement divisés; minéraux argileux de différents types (Kaolinite, Montmorillonite, Mica muscovite, Talc, Sépiolite et Attapulgite) ou liants particuliers constitués d'un minéral argileux thermiquement activé (Métakaolinite) additionné ou non d'hydroxyde de calcium ou de ciment portland artificiel. Le travail a permis de montrer que l'addition de certains des solides divisés précités ne modifiait pas sensiblement la cinétique d'hydratation (étude par calorimétrie isotherme) ni les résistances mécaniques (compression pure et traction par flexion) dans la mesure ou leur teneur n'excède pas 10% en masse dans le plâtre de départ. Mais tous abaissent la distribution des rayons de pores et, excepté le mélange "métakaolin-chaux", la vitesse de migration de l'eau dans le matériau à des degrés plus ou moins divers. Les résultats concernant ce dernier point ont été obtenus à l'aide d'un montage original permettant l'étude de la migration de l'eau sous charge vrujable. Une modélisation théorique du phénomène, basée sur une loi de Darcy modifiée, et prenant en compte les valeurs expérimentales des coefficients de perméabilité, des distributions des rayons de pores et de la porosité totale ouverte des matériaux, a pu être proposée. Ce travail a permis de définir sans ambiguïté le choix des ajouts répondant au problème posé
After hardening, β hemihydrate plasters are essentially macroporus materials (r>1000Å), then constitute media into which liquid water can easily migrate. The aim of the present work was to remedy such an inconvenient by incorporating into the material, before hardening; finely divided solids such as mineral clays (kaolinite, montmorillonite, muscovite, talc, sepioloite and attapulgite) or a thermally activated mineral clay (meta-kaolinite) added or not to calcium hydroxide or ordinary Portland cement. The research as allowed to point out that certain precited solids idi not sensitively modify either hydratation kinetics (investigation by isothermal calorimetry) nor both compressive and flexural strength, when the content of additive solids does not exceed 10% in weight in plaster. But all added solids decrease both the pore size distribution and , except for metakaolinite-lime addition, the water migration rate into the material. He results concerning the last point have been obtained by using an original experimental set allowing the study of water migration on variable hydraulic charge. A theoretical modelling of the phenomenon implying to take into account experimental values of permeability coefficient, pore size distribution and total open porosity of the material, has been proposed. The present work has allowed to define without any ambiguity, the choice of solid additives able to resolve the set problem

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Esnault, Loïc. "Réactivité géomicrobiologique des matériaux et minéraux ferrifères : impact sur la sureté d'un stockage de déchets radioactifs en milieux argileux." Thesis, Nancy 1, 2010. http://www.theses.fr/2010NAN10139/document.

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Abstract:

Cette thèse s'est attachée à décrire le concept dynamique d'une activité microbiologique viable et durable en conditions de stockage géologique profond et à évaluer son impact sur les propriétés de confinement et les composants du stockage. Ainsi, dans cette étude, un modèle bactérien basé sur la ferriréduction a été choisi pour ses critères de viabilité dans le système et sa capacité à altérer les matériaux dans les conditions du stockage. Les principaux résultats de ce travail de thèse ont permis de démontrer la capacité du milieu à supporter l'activité bactérienne ferriréductrice et les conditions de son développement dans les environnements argileux profonds. Il a été clairement montré la biodisponibilité du Fe(III) structural des matériaux argileux et des oxydes de fer produits lors des processus de corrosion métallique. Dans ce système, la corrosion paraît être un facteur positif pour les activités bactériennes notamment en produisant une source énergétique, l'hydrogène. Les activités bactériennes ferriréductrices peuvent entraîner une reprise de la corrosion métallique via la consommation des oxydes de fer de la couche passivante. La conséquence directe pourrait être une diminution de la durée de vie des enveloppes métalliques de colisage. Dans le cas des matériaux argileux ferrifères, les conséquences d'une telle activité sont telles qu'elles peuvent avoir un impact sur l'ensemble de l'édifice poreux que ce soit en termes de réactivité chimique des matériaux ou de comportement physique de la barrière argileuse. Un des résultats les plus marquants est la cristallisation de nouvelles phases argileuses à des températures très basses, inférieures à 40°C, témoignant de l'influence considérable de l'activité microbienne anaérobie dans les transformations minéralogiques des minéraux argileux. De plus, il faut noter que ces expériences ont permis de visualiser pour la première fois un mécanisme de respiration bactérienne à distance via une extension de la disponibilité d'éléments essentiels, ici le Fe3+. En conclusion, ces résultats ont clairement démontré l'impact du facteur microbiologique sur la réactivité des matériaux argileux et métalliques tout en s'appuyant sur des paramètres de contrôle de l'activité bactérienne. La pertinence de la prise en compte de ces activités microbiologiques dans le cas des évaluations de sûreté d'un stockage est ainsi établie
This thesis sought to describe the dynamic concept of a viable and sustainable microbiological activity under deep geological disposal conditions and to assess its impact on containment properties and storage components. Thus, in this study, a model based on the bacterial ferric reduction was chosen for its sustainability criteria in the system and its ability to alter the materials in storage conditions. The main results of this work demonstrated the capability of the environment to stand the iron-reducing bacterial activity and the conditions of its development in the deep clay environments. The bio-availability of structural Fe (III) in clay minerals and iron oxides produced during the process of metal corrosion was clearly demonstrated. In this system, the corrosion appears to be a positive factor on bacterial activities by producing an energy source, hydrogen. The iron-reducing bacterial activities can lead to a resumption of metallic corrosion through the consumption of iron oxides in the passive film. The direct consequence would be a reduction of the lifetime of metal containers. In the case of ferric clay minerals, the consequences of such an activity are such that they can have an impact on the overall porous structure both in terms of chemical reactivity of the materials or physical behavior of the clayey barrier. One of the most significant results is the crystallization of new clay phases at very low temperatures, below 40°C, highlighting the influence of the anaerobic microbial activity in the mineralogical transformations of clay minerals. Furthermore, these experiments also allowed to visualize, for the first time, a mechanism of bacterial respiration at distance, this increases the field of the availability of essential elements as Fe3+ for bacterial growth in extreme environment. In conclusion, these results clearly showed the impact of the microbiological factor on the reactivity of clay and metal minerals, while relying on control parameters on bacterial activity. The relevance of taking into account these microbiological activities in the case of safety assessments of a repository is then established

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Pialy, Pierre. "Étude de quelques matériaux argileux du site de Lembo (Cameroun) : minéralogie, comportement au frittage et analyse des propriétés d’élasticité." Limoges, 2009. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/bc02badf-6723-4dd9-b3b6-99f3e222a5b0/blobholder:0/2009LIMO4002.pdf.

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Abstract:

L’étude de l’aptitude de quelques matières premières argileuses prélevées sur le site de Lembo (Cameroun) pour la fabrication de produits céramiques de grande diffusion a constitué l’objectif de cette thèse. Pour cela, leur composition minéralogique a été préalablement déterminée par recoupement des résultats issus de différentes techniques de caractérisation. L’étude de l’évolution en fonction de la température du module d’Young de l’échantillon présentant une densification par écoulement d’un flux visqueux à T<1200°C a ensuite été réalisée en y associant des hypothèses sur la distribution des phases présentes. La forte augmentation de ce module observée lorsque la proportion volumique de mullite croît de seulement 4,7% entre 1150 et 1200°C a pu être reliée à un changement de connectivité des aiguilles de mullite et des grains de quartz, qui passent de l’état d’inclusions rigides isolées et noyées dans une matrice plus souple à un sous-réseau rigide percolant. La bonne tenue mécanique de cet échantillon après traitement thermique a ainsi été mise en évidence
The objective of this work was to study the ability of some clay raw materials from Lembo site (Cameroon) for the manufacture of wide diffusion ceramics. In this respect, their mineralogical composition has been determined by using different characterization techniques. The study of the evolution on heating of Young’s modulus of the sample which undergoes densification by viscous flow at T<1200°C has then been achieved by using hypotheses on phases distribution. The strong increase of this modulus observed when the mullite volume proportion increases of only 4. 7% between 1150 and 1200°C has been related to a microstructural transition: the connectivity of mullite needles and quartz grains changes from rigid isolated inclusions in a softer matrix to a rigid percolating subnetwork. The good mechanical strength of the sample after thermal treatment has been therefore brought to light

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Rakotondratsima, Lee Yong Guy. "Mécanismes de gonflement et d'altération des schistes carton." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1995. http://www.theses.fr/1995INPL084N.

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Abstract:

Les schistes carton sont constitués par des marnes feuilletées d'apparence schisteuse et fortement surconsolidées. À l'état sain ils sont très compacts. À l'état altéré, ils deviennent très friables et se transforment en argile très plastique. Cette altération provoque deux types de problèmes en géotechnique: la stabilité des pentes et les désordres causés par le gonflement. L’altération et le gonflement des schistes carton s'effectuent en deux phases: la première phase d'altération par fissurations, provoque des gonflements indépendants de la présence des minéraux argileux et des déchargements. Les fissurations par rupture de liens interparticules sont dues aux pressions capillaires et se produisent lorsque la valeur de succion appliquée dépasse celle de la pression d'entrée d'air du matériau. Ce phénomène, mis en évidence lors de la dessiccation du matériau, prend toute son ampleur lors des restaurations ultérieures. Des essais cycliques d'humidification-dessiccation nous ont permis de reproduire les phénomènes observes in-situ. L’étude de gonflement aboutit à la proposition d'un modèle restreint pour le gonflement du matériau. Une caractérisation de ses propriétés hydrauliques lors du séchage a été également mise en œuvre dans le but de connaitre l'évolution d'un front de dessiccation lors de travaux de déblayage. La deuxième phase d'altération est due à des transformations minéralogiques. L’oxydation de la pyrite en est la principale ; elle peut s'effectuer chimiquement en présence d'oxygène. Cependant, la présence des bactéries Thiobacilles ferrooxydans augmente considérablement la vitesse d'oxydation. Cette oxydation produit de l'acide sulfurique et des sulfates de fer ferriques qui attaquent d'autres minéraux pour former du gypse, de la jarosite et de la goethite. Ceci provoque à nouveau un gonflement et une dégradation du matériau

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De, Oliveira Tiago. "Absorption de produits pharmaceutiques par les organoclays : des matériaux polyvalents pour des applications environnementales." Thesis, Orléans, 2019. http://www.theses.fr/2019ORLE3001.

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Abstract:

L’adsorption sur un substrat représente un moyen simple, efficace et peu couteux pour remédier aux polluants inorganiques et organiques. Les minéraux argileux ont montré par le passé des propriétés d’adsorption exceptionnelles pour de nombreux composés organiques. La modification chimique de leur surface via l’intercalation de surfactant, pour la préparation d’organoclays, permet d’améliorer leurs capacités d’adsorption, en particulier vis-à-vis des composés organiques hydrophobes tels que les produits pharmaceutiques (PPs) qui sont de plus en plus fréquemment retrouvés dans les réseaux d’eaux usées ainsi que les eaux de surface de par leurs fortes consommations et excrétions par la population associées à une inefficacité des systèmes épuratoires conventionnels pour éliminer ces composés. Dans ces travaux, l’adsorption de PPs d’actions thérapeutiques différentes et aux propriétés physico-chimiques variées sur une smectite de référence et des organoclays préparés au moyen de différents surfactants (cationiques et nonioniques) a été étudiée avec une attention particulière sur la détermination des mécanismes d’interactions entre PPs et adsorbants selon diverses conditions expérimentales afin (i) d’évaluer la stabilité des matériaux pour une application en contexte épuratoire et (ii) appréhender le rôle des phases minérales dans le devenir des micropolluants organiques dans le milieu naturel. Les données expérimentales obtenues par un jeu de techniques complémentaire révèlent que les organoclays de manière générale et plus particulièrement ceux préparés avec des surfactants nonioniques semblent être les matériaux les plus polyvalents pour l’adsorption des PPs. Les résultats soulignent également l’importance du milieu hydrophobe généré par l’intercalation de surfactants qui offrent de nouveaux sites d’interaction pour l’adsorption des PPs. Ceci permet de statuer de l’efficacité et du caractère prometteur des organoclays quant à leurs capacités de remédiation des effluents en station d’épuration
Adsorption represents an easy, simple and low-cost way to remove both organic and inorganic pollutants in water. Clay minerals are well known for their outstanding adsorption properties for numerous products. The chemical modification of its surface through the intercalation of surfactants for the preparation of organoclays considerably improves the adsorption properties, in particular for hydrophobic organic compounds such as pharmaceutical products (PPs) which are more and more commonly found in sewage and surface water. In the present contribution, the adsorption PPs with different therapeutic actions and varied physicochemical properties onto clay mineral and organoclay derivatives prepared with different surfactants (cationic and nonionic) has been studied with a particular understanding of the interactional mechanisms of PP with the adsorbents in order to (i) evaluate the stability of materials for an application in purifying context and (ii) to apprehend the role of the mineral phases in the fate of organic micropollutants in the natural environment. The experimental data obtained by a set of complementary techniques reveal that organoclays prepared with nonionic surfactants show a versatility for numerous PPs while the hydrophobic environment generated by the grafting of surfactants with alkyl-chains particularly enhances the adsorption of the organic compounds. The study confirmed the efficiency and the promising remediation behavior of organoclays for wastewater treatment

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Aouad, Amina. "Pontage de bentonites en milieu concentré : synthèse, caractérisation physico-chimique et application." Orléans, 2004. http://www.theses.fr/2004ORLE2022.

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Abstract:

L'objectif final de ce travail est d'obtenir des charges argileuses retardatrices de flamme pour des nanocomposites argile-polymère utilisés en câblerie. L'idée est de remplacer les argiles organophiles, couramment employées par des argiles inorganiques poreuses (ayant un confinement optimum) obtenues par pontage avec des oxy-hydroxydes d'Al et /ou de fer. La compréhension des paramètres qui sont à l'origine d'une bonne distribution dans le polymère à l'état fondu, des nanoparticules d'argile les mieux dispersées, est notre objectif fondamental. Une méthode de pontage des argiles en milieu très concentré a été développée. Une montmorillonite en poudre est broyée avec un oligomère solide d'Al ou de Fe. Le lavage du mélange (par dialyse ou par filtration) joue un double rôle. Il permet d'une part le gonflement de l'argile et la dissolution de l'oligomère pour favoriser l'intercalation par échange cationique et d'autre part l'élimination des sels en excès. Plusieurs techniques d'analyses ont été utilisées pour la caractérisation aussi bien des matériaux de départs (argiles et oligomères) que des produits obtenus (DRX, BET, MEB, MET, IR, ATG-ATD, RMN, cône calorimètre et tests mécaniques). L'effet de l'anion (chlorure, nitrate ou sulfate) associé à l'oligomère préparé au laboratoire a été étudié. Le pontage par les nitrates d'Al13 conduit à un matériau microporeux plus ordonné et plus homogène que ceux obtenus avec les autres anions. Des résultats encourageants ont été obtenus avec le Chlorhydrol commercial utilisé pour s'affranchir de la préparation des oligomères. Ces résultats, comparables à ceux obtenus avec le nitrate d'Al13, ouvrent une voie pour la commercialisation des argiles pontées.

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Jozja, Nevila. "Etude de matériaux argileux albanais : caractérisation multi-échelle d'une bentonite magnésienne : impact de l'interaction avec le nitrate de plomb sur la perméabilité." Orléans, 2003. https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00003740.

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Abstract:

Ce travail s'inscrit dans le cadre des études sur l'interaction argile/polluant, concernant l'utilisation des argiles comme barrière d'un site de stockage de surface. Le travail présenté se propose de relier les variations de la perméabilité avec les modifications structurales et microtexturales pouvant être induites par la fixation d'un cation métallique sur une argile. Parmi 3 matériaux argileux albanais présélectionnés, celui de Prrenjas, formé par pédogenèse puis sédimentation continentale aux dépens d'une roche mère (ultrabasique), a été choisi en raison de ses caractéristiques proches d'une bentonite.

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Collet-Foucault, Florence. "Caractérisation hydrique et thermique de matériaux de génie civil à faibles impacts environnementaux." Rennes, INSA, 2004. http://www.theses.fr/2004ISAR0016.

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Abstract:

Ce travail porte sur la caracterisation hydrique et thermique des materiaux bauge, enduit chanvre chaux, beton de chanvre et laine de chanvre. Une premiere partie porte sur la qualite environnementale des materiaux de construction et sur la presentation des materiaux etudies. Leurs caracteristiques physiques structurelles sont ensuite donnees. La fixation et le transfert de l'humidite en phase vapeur sont alors etudies a travers des mesures de sorption et de permeabilite. Les resultats obtenus sont rapproches de la structure poreuse et sont couples afin de determiner le coefficient de diffusion hydrique isotherme. Enfin, les caracteristiques thermiques des materiaux sont mesurees a trois teneurs en eau. Des simulations permettent ensuite de comparer les besoins de chauffage d'un batiment pour des parois classiques et des parois constituees des materiaux etudies. Les resultats obtenus montrent que les besoins energetiques sont similaires, pour des impacts environnementaux plus faibles
This work deals with hydric and thermal characterization of cob, hemp and lime coating, hemp mortar and hemp wool. The first part deals with environmental quality of building materials and presents the ones studied. Their structural physical characteristics are given. The wet fixing and transfer are then studied by sorption and permeability measurement. The results obtained are compared with the porous structure and are coupled in order to calculate the isothermal hydric diffusivity coefficient. Lastly, the thermal characteristics of the materials are measured for three wet contents. The results are compared with those obtained for other materials. Simulations enable to compare the heating needs of a building with walls made of different materials (insulated concrete blocks, cob, hemp mortar). The results show that the heating needs for the studied materials are similar for lower environmental impacts all the building life cycle long

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Cadalen, Sébastien. "Transport d'un polluant dans des sables argileux : écoulement réactif en milieu poreux saturé ou non-saturé en eau." Toulouse, INPT, 2008. http://www.theses.fr/2008INPT050H.

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Abstract:

Dans le cadre de la maîtrise des risques associée au stockage et à l'entreposage des déchets nucléaires, le Commissariat à l'Énergie Atomique a un rôle d'expertise et conduit, dans ce sens, des recherches sur le devenir des polluants pour divers scénarios de contamination des sols et sous-sols. Dans cette thèse, on se focalise sur un matériau homogène constitué de sable de Fontainebleau inerte et de granules de glauconies (illite) présentant des propriétés de sorption. Ce milieu complexe présente différentes échelles d'observation. Sa conceptualisation en terme d'agencement géométrique et de lois agissant aux différentes échelles nous a permis d'établir un modèle macroscopique à l'échelle de Darcy. Les deux axes de recherche poursuivis sont l'impact de la réaction de sorption sur le transport du polluant et la dispersion en milieu non-saturé
In the context of nuclear risk control associated to nuclear waste storage, the french nuclear agency plays an increasing role in terms of research and development in the area of subsurface contamination. This study focuses on an homogeneous porous media constituted of Fontainebleau sand and clay grains (illite) presenting sorption capacities. The modeling of the complex geometry and physical phenomena at different scales enables us to describe the average transport at Darcy's scale. The two main axes developped are the impact of an heterogeneous sorption on transport phenomena and the dispersivity of an unsaturated porous media

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Attayebi, Houda. "Suivi de l'état de dispersion des nanoparticules d'argile dans un polymère par rhéo-spectroscopie." Thesis, Université Laval, 2011. http://www.theses.ulaval.ca/2011/28283/28283.pdf.

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Vo, Van Son. "Élaboration, caractérisation et simulation de nanocomposites argile-polymère : des nouveaux matériaux pour l'éco-conception." Thesis, Paris Est, 2016. http://www.theses.fr/2016PESC1162/document.

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Abstract:

Les nanoparticules d'argile sont des ressources naturelles largement disponibles et peu coûteuses présentant de nombreuses caractéristiques telles qu'une grande surface spécifique, une imperméabilité aux gaz, ainsi que des propriétés mécaniques et thermiques élevées. Elles ont donc attiré depuis plus de trois décennies une attention particulière, notamment pour le renforcement des matériaux à base de polymères. Cependant, les nanoparticules d'argile à l'état natif souffrent d'une incompatibilité, donc de faibles interactions interfaciales et de d'une mauvaise dispersion avec/dans la plupart des matériaux polymères organiques à cause de leur hydrophilie intrinsèque et des fortes interactions entre les feuillets constitutifs. Ainsi, l'un des principaux défis dans le développement de nanocomposites polymères à base d'argile (NAPs) avec des propriétés mécaniques avancées repose sur le contrôle au niveau à l'échelle moléculaire des propriétés interfaciales entre l'argile et la matrice polymère. En tenant compte des critères du développement durable, du génie civil et de l'économie verte, nous avons développé, dans la première partie de cette thèse, des nano-renforts réactifs et pré-exfoliés qui peuvent être incorporés dans une grande série de matrices (bio)polymères en donnant lieu à de fortes interactions avec les dites matrices et conduisant pour un à des comportements mécaniques améliorés. Afin de mieux répondre à ces spécificités, nous avons mis en oeuvre des approches vertes pour la préparation de ces nano-renforts génériques, à savoir la photopolymérisation a été utilisée comme faible consommateur d'énergie et une méthode rapide et peu énergivore pour la fonctionnalisation de surface des argiles, un protocole sans solvant a été utilisé pour préparer des nanocomposites ternaires, tandis que des biopolymères (amidon, cellulose) ou des précurseurs d'origine biologique (huiles végétales époxydées) ont servi de milieux de dispersion. Les résultats principaux issus de cette première partie peuvent être résumés comme suit : - La morphologie et la réactivité des nano-renforts d'argile sont aisément contrôlées en ajustant le temps de photo-polymérisation et en choisissant un monomère vinylique approprié. - Les méthodes de préparation permettent la préparation d'échantillons de à l'échelle des grammes. - La chimie surface des nano-renforts réactifs et pré-exfoliés peut être ajustée afin d'assurer la compatibilité avec les des biopolymères préformés thermoplastiques et des résines thermodurcissables, tels que l'amidon et les résines époxyde biosourcées, respectivement. - Les propriétés mécaniques des nanocomposites ternaires ainsi obtenus sont fortement améliorées comparés aux en comparaison des matrices polymères pures grâce à la dispersion homogène et fine des feuillets du nano-renfort dans la matrice polymère et aux fortes interactions interfaciales entre ces deux constituants
Clay nanoparticles (CNP) are abundantly available low-cost natural resources with numerous positive attributes such as large surface area, impermeability to gas, superior mechanical and thermal properties so that they have attracted over the last three decades significant attention, notably for the reinforcement of polymer-based materials. However, CNP suffer from incompatibility, hence weak interfacial interactions and poor dispersion with/in most of organic polymeric materials because of their intrinsic hydrophilicity and strong interlayer interactions. This limitation is one of the major reasons why polymer nanocomposites have to date remained mainly in laboratories. Thus, one of the key challenges in developing clay-based polymer nanocomposites (PCNs) with advanced thermo-mechanical, gas barrier...properties relies on the control at the molecular level of the interface properties of clay nanoplatelets-filled polymer resins. Taking into account the criteria for sustainable development, civil engineering and green economy, we have developed, in the first part of this thesis, reactive and pre-exfoliated clay nanofillers that may be further incorporated in a diverse set of biopolymer matrices and giving rise to strong energy interactions with the said matrices for improved mechanical behavior. To ensure a closer fit of these specifications we have implemented green approaches for the preparation of these generic nanofillers, namely photopolymerisation was used as a low energy consumption and fast method for the surface functionalization of native clays, solvent-free protocols were applied to prepare polymer nanocomposites, while biopolymers (starch, cellulose) or bio-based precursors (epoxidized vegetal oils) served as dispersion media. By controlling the preparation conditions, reactive clay nanofillers with adjustable interlayer spacing and chemical surface reactivity were prepared. Of particular interest is that the layered-like structure of the clay nano ller is preserved while the d-interlayer spacing can be increased though increasing the photopolymerization time, i.e. amount of polymer within the clay nanosheets. Our major results from the the first part can be summarized as follows: Morphology and reactivity of clay nanofillers are easily controlled though adjusting the photopolymerization time and selecting adequate vinyl monomer. - The newly preparation methods allow preparation of samples beyond the gram-scale. - Reactive and surface chemistry of pre-exfoliated clay nanofillers can be tuned to provide compatibility with both conventional preformed biopolymers and bio-based epoxy resins. - The mechanical properties of the resulting polymer nanocomposites are improved as compared to the neat polymeric matrices owing to the strong interface interaction between fillers and dispersion matrices

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Prêt, Dimitri. "Nouvelles méthodes quantitatives de cartographie de la minéralogie et de la porosité dans les matériaux argileux : application aux bentonites compactées des barrières ouvragées." Poitiers, 2003. http://www.theses.fr/2003POIT2334.

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TEMIMI, MOURAD. "Utilisation des cendres volantes dans l'élaboration des matériaux argileux stabilités a froid a l'aide de différents liants et mis en forme par extrusion." Rennes, INSA, 1993. http://www.theses.fr/1993ISAR0013.

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Abstract:

Cette étude fait partie des travaux de recherches entrepris au laboratoire G. T. MA. Sur la stabilisation a froid des matériaux argileux mis en forme par extrusion et la rhéologie des pâtes argileuses. Elle traite des incidences que peuvent avoir l'incorporation de cendres volantes silico-alumineuses, la nature du liant et son dosage dans de tels matériaux. Ces cendres représentent des déchets industriels disponibles dans de nombreux pays et constituent par la même un matériau a faible coût. La valorisation de ces résidus dans ce domaine a pour objectif d'exploiter leurs propriétés physico-chimiques, notamment l'effet de filler et le pouvoir pouzzolanique. Il serait alors possible non seulement d'améliorer la qualité de la stabilisation des produits finis mais aussi de résoudre des problèmes sérieux de pollution et d'évacuation de ces déchets. Afin de caractériser les principaux constituants des mélanges, que sont l'argile et les cendres volantes, et d'interpréter au mieux certains phénomènes entrant en jeu lors des interactions argile-cendres-liant, une bibliographie comprenant la définition de ces éléments, leurs propriétés et leurs utilisations est réunie au premier chapitre. Dans un deuxième temps, le procédé de mise en forme par extrusion est présente. Ce procède est limite par la nature et les caractéristiques rhéologiques du matériau car ce dernier doit contenir une certaine proportion d'argile qui lui confère une plasticité et une cohésion nécessaires a la bonne tenue du produit au sortir de l'extrudeuse. Des essais préliminaires d'extrudabilité sont alors réalises pour definir les limites d'extrusion des mélanges argile-cendres-liant. En outre, une étude sur la réactivité des cendres volantes utilisées permet d'appuyer le choix porte sur celles-ci. Grâce aux différents tests qui permettent d'apprécier l'efficacité de la stabilisation a froid, la quatrième partie de ce travail met en évidence l'influence de paramètres tels que l'addition des cendres volantes et le type de liant sur les caractéristiques des produits finis. Enfin, des réductions des quantités de liant nécessaires a la stabilisation a froid de l'argile sont réalisées, eu égard aux améliorations apportées par les cendres volantes silico-alumineuses dans ce procédé.

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Risse, Sophie. "Elaboration et caractérisation de matériaux issus des agro-ressources. Applications en emballage souple." Thesis, Reims, 2013. http://www.theses.fr/2013REIMS024.

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Ce travail de thèse porte sur l'élaboration de tubes souples pour cosmétiques, à partir de matériaux issus des agro-ressources. Les tubes commerciaux, actuellement en PE, possèdent des propriétés mécaniques adéquates et une perméabilité à la vapeur d'eau faible. Cette dernière étant plus importante pour les polymères issus des agro-ressources, elle en limite le développement. Cependant, l'ajout d'argile nanométrique est une solution de choix pour réduire la perméabilité d'une matrice polymère.Des nanocomposites PLA/PBS/argile et PHA/PBS/argile ont ainsi été étudiés. Deux argiles, la Dellite® 67G (D67G) et la Cloisite® 30B (Cl30B), qui différent de part leur modifiant organique, ont été utilisées. Les nanocomposites ont été élaborés par mélange à l'état fondu dans une extrudeuse bivis de laboratoire. Les analyses en DRX couplées à la rhéologie ont montré une structure partiellement intercalée/exfoliée pour tous les nanocomposites. Le niveau d'exfoliation augmente avec le taux de Cl30B mais présente un optimum avec la D67G. Le module d'Young augmente avec le taux d'argile et la présence de gros agrégats résiduels d'argile est à l'origine d'un comportement cassant pour des hauts taux de charges. Même si l'ajout de Cl30B a diminué significativement les perméabilités des différents mélanges (jusqu'à 50 %), leur perméabilité à la vapeur d'eau est toujours supérieure à celle du PE. Un test de vieillissement accéléré (spécifique aux tubes en PE) réalisé sur des tubes remplis de crème a montré une perte de masse du contenu des tubes agro-ressourcés (au minimum 16 %) largement supérieure à celles des tubes en PE (< 1 %)
This PhD thesis deals with the elaboration of flexible tubes for cosmetics, made from agro-resources. Nowadays, flexible tubes for cosmetic applications are made with PE for its good mechanical properties and its very low water vapor permeability. What can limit the development of polyesters made from agro-resources in the packaging area is precisely their bad water vapor barrier properties. Now incorporating nanoclays in a polymer matrix is one of the most promising techniques to decrease the permeability of the matrix.Then PLA/PBS/clay and PHA/PBS/clay were studied. Two organoclays, with two different organic modifiers, were used: the Dellite® 67G (D67G) and the Cloisite® 30B (Cl30B). The nanocomposites were prepared by melt mixing in a laboratory scale twin screw extruder. XRD and rheological measurements indicated a mixed partial intercalated and exfoliated structure. The exfoliation level was shown to increase with Cl30B content but had an optimum using D67G. The Young's modulus increased when increasing clay content and the presence of residual large clay aggregates leads to brittle blends for the high clay content. Even if the incorporation of Cl30B enhances significantly the water vapor barrier properties of PLA/PBS and PHA/PLA blends (up to 50%), it could not yet concurrence PE. An accelerated ageing test (specific for PE tubes) on our tubes filled with cream showed very important weight loss (16%) compared to the PE tubes (<1%)

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Monfared, Mohammad. "Couplages température-endommagement-perméabilité dans les sols et les roches argileux." Phd thesis, Université Paris-Est, 2011. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00657206.

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Abstract:

Le stockage des déchets radioactifs dans les formations géologiques profondes peu perméables comme les argilites et les argiles plastiques est envisagée comme une solution possible et fait l'objet de nombreuses études depuis une trentaine d'années. Dans le cadre du projet européen TIMODAZ, l'accent a été mis sur l'étude des effets d'une augmentation de la température engendrée par les déchets exothermiques sur la zone endommagée autour d'une galerie souterraine de stockage. Dans le cadre de ce projet, une étude expérimentale sur le comportement thermique de l'argile de Boom et de l'argile à Opaline a été réalisée. Afin de surmonter les difficultés reliées à l'étude expérimentale des matériaux peu perméables en laboratoire, une nouvelle cellule triaxiale à court chemin de drainage a été mise en œuvre. Les essais ainsi qu'une modélisation numérique montrent que la re-saturation des échantillons désaturés par le processus d'excavation, transport, stockage et préparation peut être réalisée beaucoup plus rapidement par ce dispositif. Les essais de chargement mécanique et thermique en condition drainée (c'est-à-dire avec une surpression interstitielle engendrée négligeable) peuvent être réalisés également dans cette cellule avec des vitesses de chargement plus élevée comparée aux cellules triaxiales classiques. La possibilité de réactivation d'une bande de cisaillement par pressurisation thermique du fluide interstitiel dans un échantillon de l'argile de Boom est mise en évidence. On observe qu'un plan de rupture préexistant dans l'échantillon agit comme un plan de faiblesse pouvant être réactivé de façon préférentielle au moment de la rupture. La résistance au cisaillement obtenue sur le plan de rupture est inférieure à celle de matériau intact pour l'argile de Boom. Le comportement thermique de l'argile à Opaline a été étudié à partir d'essais de chauffage en condition drainée et non drainée sur des échantillons saturés. L'essai de chauffage drainé montre un comportement thermo-elasto-plastique avec limite expansion/contraction à 65°C. Ce comportement est similaire au comportement des argiles faiblement surconsolidées. L'analyse des résultats de l'essai de chauffage non drainé met en évidence que l'eau interstitielle dans l'argile à Opaline a un coefficient de dilation thermique plus important comparé à celui de l'eau libre. Dans la gamme de températures étudiées (25°C-80°C), les mesures de perméabilité sur les échantillons endommagés par un chargement déviatorique ne montrent aucun effet de l'endommagement sur la perméabilité, ce qui prouve la bonne capacité de scellement de l'argile de Boom et l'argile à Opaline saturées

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Takla, Mohamad. "Contribution à l'étude du comportement des argiles saturées et non saturées : analogie avec les matériaux carbones." Châtenay-Malabry, Ecole centrale de Paris, 1989. http://www.theses.fr/1989ECAP0087.

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Abstract:

On étudie tout d'abord la consolidation des argiles saturées en corrélation avec l'indice de plasticité. D'autre part on met en évidence l'effet des cycles sur le chemin œdométrique dans les domaines consolides et surconsolidés. Des essais expérimentaux ont permis de montrer le rôle d'une surface de faiblesse sur la résistance mécanique des argiles saturées et non saturées

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Cazaux, David. "Mesure et contrôle in situ de la perméabilité des matériaux utilisés dans les dispositifs d'étanchéité pour la protection de l'environnement : état de l'art et développements." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0066.

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Abstract:

La mesure in situ de la perméabilité des sols et des matériaux utilisés dans les dispositifs d'étanchéité pour la protection du sol et des eaux souterraines est devenue une obligation règlementaire dans la législation française. Ces matériaux dont la perméabilité est généralement inferieure a 1. 10-6 m/s nécessitent l'utilisation de méthodes d'essais spécifiques. On distingue généralement deux grandes familles que sont les essais de surface au moyen d'infiltromètres a anneaux et les essais de forage, réserves a la caractérisation d'horizons en profondeur. Nous avons rédige un Etat de l'Art sur les principaux procèdes utilises en France et a l'étranger en tentant, au moyen d'essais comparatifs, de fixer leurs domaines d'application respectifs et leurs restrictions éventuelles. A partir d'appareillages nouvellement conçus tenant compte des enseignements tires des problèmes rencontres par le passe, nous proposons une analyse précise des méthodologies d'essai a charge constante, principe qui a été retenu pour la normalisation des essais. L'étude expérimentale porte sur des matériaux argileux dont les caractéristiques physiques et les perméabilités sont différentes : sols lumineux, sols argileux, sols traites a la bentonite ainsi que les geosynthétiques bentonitiques. Notre travail réside essentiellement dans une approche originale de l'interprétation des données d'infiltration obtenues durant les premières heures d'essai. Nous confrontons les méthodes d'analyse en milieu non sature et en milieu sature et jugeons les résultats obtenus par rapport a la perméabilité réelle. Toujours dans un souci de rapidité d'essai, nous proposons des développements autour de la méthode du choc impulsionnel appliquée en forage pour la caractérisation des sols. Cette méthode, par son principe, peut conduire a l'estimation de perméabilité inférieure a 1. 10-9 m/s en quelques heures ce qui revêt un intérêt majeur pour le contrôle de perméabilité en cours de chantier
Field permeability measurement of soils and materials used in containment system for protection of soils et groundwater is now a obligation in French regulation. These materials have a permeability generally Jess than 1. 10-6 m/s and need specific test methods. We distinguish traditionally two families that are shallow methods with ting infiltrometers and borehole methods more common for characterization of deeper materials. We wrote a State of the Art about the main methods used in France and abroad trying, with the help of comparative tests, to determinate their respective field of application and eventual restrictions. We propose a precise analysis of constant head test methods which was chosen for French standardization with the new apparatus we conceived from passed experiences. Experimental studies are performed on clayey soils which have different physical properties and permeability: silt, clay, sand bentonite mixtures, and also geosynthetic clay liners. Our work deal with an original analysis of infiltration data during the first hours of infiltration. We compare different unsaturated and saturated approach with the traditional methods. To manage short term tests to qualify soil liners, we propose some developments on the pressure pulse technique applied to boreholes. This method can lead to estimation of perm abilities less than 1. 10-9 m/s in a few hours what provide a great interest for permeability control during construction of soil liners

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Ounaies, Wassef. "Contribution à l’étude du comportement des argiles par des sollicitations avec rotation des axes principaux." Lyon, INSA, 1995. http://www.theses.fr/1995ISAL0009.

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Abstract:

Ce mémoire traite du comportement de la Kaolinite P300 soumise à des sollicitations tridimensionnelles avec rotation des axes principaux. Les essais présentés ont été réalisés sur l'appareillage de cylindre creux d'argile du Laboratoire Géomatériaux à l'ENTPE. Une attention toute particulière est portée à l'homogénéité des essais sur cylindre creux. Une étude spécifique concernant l'homogénéité des échantillons fabriqués a été menée. Afin de mettre en évidence les effets de la rotation des axes principaux sur le comportement de la kaolinite, nous avons réalisé des essais monotones drainés et non-drainés à différentes orientations ασ des axes principaux de contraintes par rapport à la verticale. Pour étudier l'influence de l'anisotropie induite, nous avons réalisé une campagne d'essais drainés à ασ constant comprenant un cycle de torsion pure créant l'anisotropie. Les résultats de ces essais comparés à ceux trouvés à partir des essais drainés monotones à ασ constant, ont permis de fournir une réponse à ce problème constamment rencontré en Génie Civil. Une autre série d'essais cycliques non-drainés de torsion a été effectuée dans le but d'étudier l'influence du déviateur axial imposé et du niveau de contrainte de cisaillement appliquée. Cette campagne a permis, aussi, d'étudier le phénomène de la liquéfaction. Le comportement à la rupture, qui s'accompagne souvent de la présence des discontinuités cinématiques, est également évoqué à travers les résultats de nos essais et de ceux publiés dans la littérature. L'ensemble des résultats des essais effectués est proposé en vue de constituer une banque de données apportant les éléments nécessaires à une bonne modélisation du sol
This thesis considers the behaviour of a P300 kaolinite subjected to three-dimensional solicitations with principal axes rotation. Firstly we present the diverse array of laboratory testing methods along with their respective advantages and limitations. Next, we describe the hollow cylinder torsion apparatus for clays and the modifications that we performed on it. It was with this apparatus that we performed the experimental work in this research. Particular attention was paid to the homogeneity of the hollow cylinder tests. . A specific study was conducted on the homogeneity of the samples made. In order to determine the effects of principal axes rotation on the behaviour of the kaolinite, we performed monotone drained and non-drained tests while varying the orientation with respect to the vertical of the principal stress axes. In addition, non-drained tests were performed with continuous rotation of the principal stress axes. In order to study the influence of induced anisotropy, we undertook a series of drained tests with constant orientation of the principal stress axes consisting of a cycle of pure torsion to create the anisotropy. Another set of non-drained cyclic torsion tests were carried out with the objective of studying the influence of the axial deviation imposed and the shear stress applied. The behaviour at failure is also touched upon through the results of our tests and of those published in some literature

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Michot, Aurélie. "Caractéristiques thermophysiques de matériaux à base d'argile : évolution avec des traitements thermiques jusqu'à 1400°C." Limoges, 2008. https://aurore.unilim.fr/theses/nxfile/default/7e8b118b-1931-4bd3-8647-dd3c4b73ff85/blobholder:0/2008LIMO4040.pdf.

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Abstract:

Lors d'un traitement thermique, la structure et la micro structure de matériaux argileux évoluent de manière importante. L'influence de ces transformations sur la conductivité thermique et la capacité calorifique a été étudiée. Des mesures ont été faites, par calorimétrie et à l'aide de la technique flash-laser, sur des échantillons crus ou traités thermiquement à différentes températures comprises entre 700°C et 1400°C. Ainsi, la capacité calorifique d'un kaolin de référence diminue significativement après la déshydroxylation. La conductivité thermique du squelette solide des échantillons crus est de 0,4 W. M-1. K-1, puis augmente de façon significative suite à la recristallisation : après un traitement à 1400°C, elle atteint 3 W. M-1. K-1. Des résultats similaires de nature ont été obtenus sur d'autres argiles et mélanges industriels, cependant l'augmentation de conductivité thermique est moindre
The structure and micro structure of a clay material change significantly with thermal treatment. The consequences in terms of thermal conductivity and specific heat have been studied. Using calorimetry and the laser flash technique, measurements were made on the green body and samples subjected to thermal treatments at different temperatures between 700°C and 1400°C. For the case of a standard reference kaolin, a significant decrease of heat capacity is observed following deshydroxylation. Thermal conductivity increases from 0,4 W. M-1. K-1 for the solid phase in the green body to 3 W. M-1. K-1 after crystallisation due to a thermal treatment at 1400°C. Industrial materials, which are mixtures of different clay minerals, show similar changes but of less magnitude

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Dabat, Thomas. "Anisotropie des milieux poreux argileux et implication sur la diffusion de l'eau." Thesis, Poitiers, 2019. http://www.theses.fr/2019POIT2277/document.

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Abstract:

Les minéraux argileux sont omniprésents à la surface de la Terre. Leur forme plaquettaire et leur taille le plus souvent (sub)micrométrique en font des composants influençant, entre autres, la perméabilité et la capacité d’échange ionique des sols et des roches. L’étude des milieux poreux argileux est ainsi d’importance notamment pour l’exploitation et la préservation de ressources naturelles, le suivi de polluants ou encore le stockage de CO2. Si les propriétés physico-chimiques des surfaces argileuses contrôlent les processus d’adsorption-désorption de l’eau et des ions, la porosité et l’anisotropie du réseau poral gouvernent les processus de diffusion au sein des milieux poreux argileux. Dans ce contexte, le travail présenté dans ce mémoire de thèse se focalise sur la caractérisation de l’orientation des particules argileuses, et son influence sur l’anisotropie des propriétés de diffusion de l’eau dans le réseau poral. Une première partie de ce manuscrit regroupe des analyses systématiques de l’organisation des particules argileuses dans des milieux poreux modèles et naturels variés. Tout d’abord, une étude de milieux poreux modèles simulés et expérimentaux composés de disques sédimentés, monodisperses en taille, a mis en évidence une relation simple entre l’anisotropie d’orientation des particules et l’anisotropie de la phase porale. Puis, une étude de l’orientation préférentielle des particules argileuses dans des milieux poreux expérimentaux composés de minéraux argileux purs a été réalisée pour des compositions minéralogiques et des modes de dépôt variés. Une généralisation de la description des fonctions de distribution d’orientation des particules argileuses a été proposée et appliquée avec succès à trois milieux poreux naturels. Ces résultats visent ainsi à faciliter la prise en compte de l’orientation préférentielle des particules argileuses dans la description géométrique des milieux poreux argileux. La seconde partie de ce mémoire de thèse tente de faire le lien entre l’anisotropie de la phase solide, telle que décrite précédemment par l’orientation préférentielle des particules, et les prédictions de diffusion de l’eau dans ces milieux poreux argileux. Une première étude couplant des simulations numériques et des mesures expérimentales a été réalisée pour des milieux de kaolinite ayant des anisotropies contrastées, tout autre paramètre égal par ailleurs (porosité du milieu, taille et forme des particules). Les résultats montrent une évolution d’un facteur 2 du coefficient de diffusion de l’eau dans la direction longitudinale par rapport à l’axe de compaction et une évolution de l’anisotropie de diffusion d’une valeur de 1 (isotrope) à environ 5 (le plus anisotrope mesuré). Des mesures complémentaires ont ensuite permis d’établir une loi d’Archie modifiée prédisant le coefficient de diffusion de l’eau à partir du couple porosité/orientation des particules pour une gamme de porosité de 30 à 60%. Ces résultats visent à faciliter la prise en compte de l’orientation des particules argileuses dans les modèles de diffusion macroscopique de l’eau. En parallèle, l’influence d’un gradient de salinité et les rôles des porosités interfoliaire et interparticulaire sur la dynamique de l’eau et des ions Na+ et Cl- au sein de milieux de vermiculites (milieu chargé à double porosité) ont été analysés pour des organisations de particules connues
Clay minerals are ubiquitous at the surface of the Earth and can influence, among other properties, the permeability and the ionic exchange properties of soils and rocks due to their platy shape and their most often (sub)micrometric size. Thus, studying clay porous media is of prime importance for different research fields such as: the exploitation and conservation of natural resources, the tracking of pollutants or CO2 storage. While the physicochemical properties of the surface of clay minerals control the adsorption-desorption mechanisms of water and ions, it is the porosity and the anisotropy of the poral network that govern diffusion phenomenon within clay porous media. In this respect, the work presented in the following doctoral thesis focuses on the characterization of clay particle orientation and its influence on anisotropic diffusion properties of water in the associated pores. A first part of this manuscript gathers systematic structural analyses of various model and natural samples. One study presents the analyze of experimental and simulated stackings made from sedimented discs with a unique particle size. Results underlined a simple correlation between the particle orientation anisotropy and the poral network anisotropy. Then, an other study was performed on experimental media made of pure clay minerals for various mineralogical compositions and various preparation methods. Based on this data, a reference function was proposed to describe the experimental orientation distribution functions and was successfully applied to three natural porous media. These results aim to facilitate and improve the description of the preferential orientation of clay particles as part of a geometrical characterization of clay porous media. A second part of this manuscript try to describe the link between the anisotropy of the solid phase, previously characterize by the particle orientation, and the prediction of water diffusion coefficients in these clay porous media. A study using both simulated and experimental media was performed on kaolinite porous media presenting contrasted anisotropy and with all other parameters held equal (porosity of the medium, size and shape of particles). Results show a variation of water diffusion coefficients with a factor 2 in the longitudinal direction, compared to the compaction axis, and an anisotropic diffusive ratio varying from 1 (isotropic) to almost 5 (most anisotropic medium analyzed). Then, complementary measures allowed establishing a modified version of Archie’s law that predicts water diffusion coefficients from the porosity/particle orientation couple for a range of porosity of 30-60%. These results aim to improve the description of the orientational anisotropy of clay particles in macroscopic diffusion models of water. Simultaneously, the influence of a salinity gradient and the roles of interparticular and interfoliar porosities are discussed for the diffusion of water, Na+, and Cl- within vermiculite media (charged media with double porosity) for known structural organizations

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Ruzicka, Martin. "Optimisation d'un procède de moussage protéinique de pates argile-ciment : conséquences sur le comportement physicomécanique du matériau durci." Lyon, INSA, 1998. http://www.theses.fr/1998ISAL0090.

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Abstract:

Ce travail étudie le composite argile-ciment, allégé par un entraîneur d air protéinique. La partie argileuse est un sous-produit d'exploitation de granulats, actuellement inutilisé. L’entraîneur d'air est de l'hémoglobine extraite de sang bovin, c est-a-dire, un déchet revalorisé de l'industrie agroalimentaire. La nature argileuse et le caractère mousseux du matériau rendent très complexe son comportement à l'état frais ainsi qu'à l'état durci. En vue de l'application du matériau dans l'industrie du bâtiment, il s'avère absolument indispensable de maitriser ce comportement. C’est pourquoi, l'étude et l’optimisation de ce comportement font l'objet du travail. En première partie est effectuée une revue des aspects théoriques sont notamment abordées les notions de comportement des argiles leurs interactions avec le ciment et la matière. Protéinique ainsi que la problématique du moussage. La deuxième et la troisième partie présentent respectivement des caractéristiques des composants du matériau étudie et les techniques expérimentales utilisées. La quatrième partie est consacrée aux résultats expérimentaux et à leur analyse. Concernant le matériau frais, l'intérêt est essentiellement porté sur la formation de mousse et sa rhéologie. Les influences du PH des constituants, des traitements chimiques etc. Sont exposées. Le comportement à l état durci, et les impacts des différents traitements utilisés sont évalués. Enfin, l’objectif étant la mise au point d'un matériau de construction possédant des propriétés satisfaisantes, on propose à base des résultats expérimentaux une composition et des conditions de moussage optimales
This work studies the clay-cement composite foamed by a proteinic airentraining agent. The clayey part is presently an unused by-product of the exploitation of clay-containing sands. The air-entraining agent, recycled hemoglobin of ox-blood, is also an industrial waste-product. The clayey nature and the foamy character of the material make very complex its behavior in the fresh state as well as in the hardened state. In view of the material application in the building industry, it is absolutely indispensable to control this behavior. Therefore, the study and the optimization of this behavior make the object of this work. In the first part, some theoretical aspects are reviewed. Notably, the elements of clay behavior, its interactions with the cement and proteinic matter as well as the principles of foaming are given. The second and the third part present some characteristics of the mixture components and the applied experimental techniques respectively. The fourth part treats and analyzes the experimental results. Concerning the fresh material, we study the creation of foamed mixture and its rheology. Influences of the ph, of the constituents and of the chemical treatments are exposed. The behavior in the hardened state and the impacts of some treatments are evaluated. Finally, having in view a material of construction possessing the satisfactory properties and considering the results of the study, an optimal composition and foaming conditions are expressed

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Anger, Romain. "Approche granulaire et colloïdale du matériau terre pour la construction." Phd thesis, INSA de Lyon, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00735722.

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Abstract:

La terre crue est un des matériaux les plus utilisés au monde pour bâtir. Chaque terre est un mélange de grains de différentes tailles (cailloux, graviers, sables, silts et argiles) en proportions variées. Les particules les plus fines, qui constituent le liant du matériau, se différencient des autres grains par leur petite taille, à laquelle est associée des propriétés colloïdales lorsqu'elles sont mélangées à l'eau. L'argile, au sens granulométrique (particules inférieures à deux microns), contient généralement un mélange d'argiles, au sens minéralogique (phyllosilicates hydratés), d'oxydes de fer, d'aluminium et de silicium. Pour comprendre ce matériau de construction, la terre est envisagée dans un premier temps comme une matière en grains. La physique des milieux granulaires secs et la physique des milieux granulaires humides sont explorées afin de décrire les comportements physiques de cette matière. Des techniques de construction innovantes, qui découlent de cette compréhension, sont présentées. Dans un deuxième temps, l'argile est envisagée comme une matière colloïdale. Comme beaucoup de systèmes naturels, le liant argileux est un mélange de particules aux propriétés de surface différentes, contenant à la fois des charges permanentes négatives et des charges variables avec le pH et la force ionique. Ces systèmes mixtes sont dits hétérocoagulés. Des pistes de recherche, qui découlent de cette compréhension, sont présentées.

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Chinellato, Anne Cristine. "Etude d'un procédé d'élaboration et caractérisation de nanocomposites à base de polypropylène et de montmorillonite." Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2005. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL/2005_CHINELLATO_A_C.pdf.

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Abstract:

Ce travail concerne l'élaboration de nanocomposites à base de polypropylène/montmorillonite organophile (PP/o-MMT). Son but premier a été d'étudier l'efficacité d'un PP greffé acide acrylique (PP-g-AA) en tant qu'agent compatibilisant pour promouvoir l'intercalation et/ou l'exfoliation de l'o-MMT dans le PP, d'une part ; et les structures et les propriétés des composites obtenus, d'autre part. Deux sortes de PP-g-AA contenant la même quantité d'acide acrylique (6 % poids) mais ayant des masses molaires différentes ont été utilisés. La quantité de l'o-MMT utilisée a été de 0, 1 ou 5 % en poids et le rapport PP-g-AA/o-MMT de 0:1, 1:1, 2:1 ou 5:1 en poids. Les analyses aux rayons-X et par microscopie électronique à transmission ont montré qu'en l'absence de PP-g-AA, la structure du PP/o-MMT était similaire à celle d'un microcomposite conventionnel. Par contre, l'adition de PP-g-AA a rendu possible la formation des nanocomposites intercalés. Par rapport au PP pur, les PP/o-MMT ont montré une augmentation de la stabilité thermique d'environ 40°C ainsi qu'une augmentation en module élastique d'environ 30%. Cependant, cette augmentation a toujours été accompagnée d'une diminution de la résistance au choc des nanocomposites. L'incorporation de l'o-MMT dans le PP a toujours permis de diminuer sa perméabilité au CO2 et l'addition du PP-g-AA a renforcé cet effet. Une diminution de 50% a été réalisée. Ces résultats ont permis de conclure que le PP-g-AA était un agent compatibilisant efficace pour promouvoir l'intercalation et/ou exfoliation de l'o-MMT dans le PP. Les deux PP-g-AA semblaient avoir une efficacité similaire. De manière générale, les composites contenant une plus grande quantité de PP-g-AA présentaient de meilleures propriétés
This work dealt with polypropylene/organically modified montmorillonite (PP/o-MMT) nanocomposites. The main objective was to study the efficiency of using an acrylic acid modified PP (PP-g-AA) as a compatibilizer to promote the intercalation and/or exfoliation of the o-MMT in the PP, on the one hand; and the structures and properties of the resulting composites, on the other hand. Two kinds of PP-g-AA having the same acrylic acid content (6 wt. %) and differing in molar mass were used. The o-MMT content was 0, 1, or 5 wt. % and the PP-g-AA/o-MMT mass ratio was 0:1, 1:1, 2:1 or 5:1. X-ray diffraction and transmission electronic microscopy showed that without PP-g-AA, the structure of the PP/o-MMT was like that of a conventional micro-composite. With PP-g-AA, the o-MMT was intercalated. Compared to the neat PP, the PP/o-MMT showed an increase in thermal stability of up to 40°C and 30% in elastic modulus. However this increase was concomitant to a decrease in impact strength as the compatibilizer/montmorilonite mass ratio increased. Incorporation of the o-MMT in the PP always led to a decrease in CO2 permeability and the degree of decrease was more significant for compatibilized PP/o-MMT composites (better intercalation/exfoliation) reaching up to 50% with respect to the virgin PP. Based on the above results, it was concluded that the PP-g-AA was efficient to promote the intercalation/exfoliation of the o-MMT in the PP. However, there seemed no significant differences between the two PP-g-AA compatibilizers. Overall, for both PP-g-AA, better properties were obtained for higher PP-g-AA/o-MMT mass ratio

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Moreau, Éric. "Etude de la morphologie et de la topologie 2D et 3D d'un sol argileux par analyse d'images - application à la décontamination des sols par champs électriques." Poitiers, 1997. http://www.theses.fr/1997POIT2261.

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Abstract:

Les comportements hydrauliques et electriques d'un sol dependent fortement de sa structure. Une reconstruction 3d basee sur l'acquisition d'images de coupes successives d'un echantillon de sol argileux impregne d'une resine dopee est realisee. Deux techniques sont utilisees: la tomographie scanner a rayons x et l'acquisition de coupes seriees distantes de 100 m. La reconstruction en trame cubique permet de decrire l'organisation 3d du reseau de fractures, et de comparer les representations bi- et tridimensionnelles a partir de criteres morphologiques. L'objectif est de determiner si les proprietes electriques et hydrauliques du sol issues d'une analyse 2d correspondent aux phenomenes tridimensionnels. Ces parametres caracterisent la geometrie des fractures, la topologie du reseau d'ecoulement et la texture des images 2d et 3d (porosite, distribution des largeurs, seuil de percolation, dimension fractale, etc. ). Bien qu'elles donnent une idee globale de la structure, les informations issues du scanner a rayons x ne permettent pas une comparaison precise. Par contre, l'analyse du volume obtenu a partir des 250 coupes seriees montre que les representations 2d et 3d presentent d'importantes similitudes morphologiques mais que les caracteristiques topologiques different fortement. En outre, l'etude theorique et experimentale montre que la migration des fluides par electro-osmose au sein des milieux poreux est d'autant plus intense que la taille des pores est faible et que la surface d'echange solide-liquide est grande. Par consequent, il semble que l'intensite de la decontamination des sols par champs electriques peut etre estimee par analyse d'images bidimensionnelles. Les logiciels d'acquisition, de traitement, d'analyse et de visualisation d'images 2d et 3d ont ete developpes sous x window

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Waché, Rémi. "Formulation et caractérisation de polyéthylènes chargés avec des argiles : Propriétés barrière des nanocomposites obtenus." Brest, 2004. http://www.theses.fr/2004BRES2035.

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Abstract:

La particularité des nanocomposites polymère/argile repose sur l'exfoliation des feuillets d'argile au sein de la phase polymère. La dimension nanoscopique du renfort et son facteur de forme élevé permettent d'envisager des modifications fortes des propriétés pour des taux de charge très faibles. Dans ce travail, des mélanges de polyéthylènes chargés d'argile organophile ont été réalisés par malaxage ou extrusion à l'état fondu. Les macromolécules de polyéthylène ne parviennent pas à s'intercaler entre les feuillets d'argile par manque de polarité. Par contre, l'exfoliation de l'argile est possible dans le polyéthylène greffé anhybride maléique. Ce polymère a donc été utilisé comme agent de compatibilisation pour promouvoir la dispersion de l'argile dans le polyéthylène. Une exfoliation partielle de l'argile dans le polyéthylène est ainsi obtenue. Les propriétés barrière de ces matériaux ont été évaluées. La perméabilité des matériaux chargés est supérieure à celle de leur matrice. Un modèle de tortuosité a été développé afin de comprendre cette détérioration des propriétés barrière. La qualité de l'interface semble être à remettre en cause. Pour l'améliorer, différents couples d'argiles organophiles et de polymères compatibilisants ont été testés. Mais aux taux utilisés, il semble que des contacts entre la matrice polyéthylène et les feuillets d'argile soient toujours présents quels que soient les compatibilisants et ces mauvaises interfaces conduisent à l'accélération de la diffusion
The particularity of polymer layered silicate nanocomposites is based on the exfoliation of the clay platelets in the polymer matrix. Therefore properties may be dramatically modified with very low clay loading. In this work polyethylene and organoclay have been melt blended. Due to a lack of polarity, the polymer chains do not intercalate the clay stacking. However exfoliation is achieved using maleated polyethylene. We used this polymer as a compatibilizer to promote clay exfoliation in the polyethylene matrix. Partial exfoliation is obtained. Barrier properties of these materials have been characterized. Permeability is higher for the clay reinforced products than their matrix. To understand the poor permeability results a tortuosity model has been developed. The quality of the interface seems to be involved. Several organoclays and compatibilizers have been tested to improve it. But for the concentrations of these products used polyethylene clay interactions always exist and lead to an increase of diffusion

Dissertations / Theses on the topic 'Matériau argileux'

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