Literatura académica sobre el tema "Cycle gel-Dégel"

A laboratory study of the evolution of the behaviour of a sensitive clay under many freeze–thaw cycles is presented; it follows the laboratory study of Leroueil et al. (1991) and the field study of Roy et al. (1992). The physical properties of the clay have been followed by means of consistency and permeability tests after each freeze–thaw cycle, and the mechanical behaviour has been assessed by means of falling cone, oedometer, and consolidated isotropically undrained triaxial tests. The changes in internal structure have been observed by means of the scanning electron microscope and the mercury porosimeter. The results show that the changes in properties are significant during the first three freeze–thaw cycles and hardly significant during the following cycles. The structure change can be explained by the high suction that develops during the generation of ice lenses behind the frost front. Key words : clay, freeze–thaw, shear strength, permeability, heaving, settlements. [Journal translation]

RÉSUMÉ Le gel et son action sont étudiés ici dans le milieu de la haute montagne subéquatoriale. La fréquence du gel est journalière et son intensité mesurée sous abri à 5 000 m ne descend guère au-delà de - 6° C. Dans le sol, les températures relevées à 10 cm ne dépassent pas - 2° C et le gel est atteint moins de 50 jours par an. L'épaisseur de la couche du sol parcourue par le front de gel est limitée à 10-15 cm. Le gel pénètre mieux dans les sols fins (sables silteux) et bien drainés. Dans les parois rocheuses, le gel est « pelliculaire » et limité à quelques heures jusqu'à 5 200 m. Dans les conditions actuelles, la formation d'un pergélisol dans le sol ou dans la roche n'est pas possible en dessous de 5 200 m. En première hypothèse, on peut mettre en relation les caractéristiques du gel ainsi définies avec la faible efficacité de la gélifraction, si l'on met à part quelques faciès plus gélifs qui fournissent des éléments de petite taille. Dans le sol, à côté de l'action de la glace d'exsudation, on met en évidence le rôle de la cryoreptation dans le déplacement des particules sur les versants. En plus des microformes de tri très répandues dans l'élaboration desquelles les mécanismes cryo-induits et le ruissellement de lavage se combinent étroitement, on insiste sur les particularités que revêtent les éboulis et les lobes à front pierreux dans ce milieu. La principale originalité consiste en la mise en place de dépôts stratifiés. Dans une perspective paléomorphologique, la présence de certaines formes inactives révèle que le cycle de gel-dégel n'a pas toujours eu les mêmes tendances depuis la fin du dernier pléniglaciaire et que les conditions ont dû être réunies dans le passé pour permettre des gels plus intenses et plus durables.

Eight different concrete mixtures were prepared to investigate the influence of the minimum temperature of the freezing and thawing cycle on scaling deterioration due to deicer salt. In addition to the two minimum temperatures studied (−18 and −9 °C), test variables included the type of binder (with or without silica fume), the water/binder ratio (0.35 or 0.45), the characteristics of the air-void network (with or without air entrainment), and the drying temperature during the conditioning period prior to the scaling test (20, 40, or 110 °C). The scaling resistance to deicer salt of all concrete mixtures was assessed according to the prescriptions of the ASTM C672 test procedure using a 3 % NaCl solution. Test results indicate that a reduction of the minimal temperature from −9 to −18 °C significantly increases the scaling deterioration of concrete due to deicer salt. Key words: freezing cycle, scaling resistance, minimal freezing temperature, deicer salts.

RÉSUMÉÀ partir de l'étude détaillée d'une grèze litée répondant à la définition granulo-métrique proposée par Guillien, les différentes hypothèses avancées concernant les processus de mise en place de ces dépôts ont été ré-examinées. Les données recueillies lors des observations de terrain, les résultats des analyses sédimentologiques et ceux de l'analyse micromorphologique ont permis de cerner le processus dominant conduisant à la stratification des grèzes. Le rôle majeur attribué au ruissellement par Guillien est remis en question par l'absence de figures d'incision, de granoclassements longitudinaux, de structures obliques ou entrecroisées. L'hypothèse congélifluxion-ruissellement de Journaux ne permet pas d'expliquer les granoclassements verticaux; par ailleurs, le ruissellement diffus ne peut seul aboutir à la formation d'une « table » bien marquée au sommet des lits gras. En revanche, Journaux et Francou font appel à la solifluxion pour la mise en place des lits gras. Le modèle andin de Francou qui privilégie la cryoreptation nous semble le mieux adapté pour expliquer le litage des grèzes charentaises. Les granoclassements verticaux, les contacts entre les lits, les figures sedimentaires observés dans le milieu andin ont été retrouvés dans les grèzes litées charentaises. Le mécanisme de la nappe-coulée a donc été retenu comme moteur essentiel de la stratogénèse. De ce fait, le contexte climatique d'élaboration des grèzes est caractérisé par la grande fréquence de cycles gel-dégel brefs, superficiels et des apports de neige faibles mais renouvelés fournissant l'eau nécessaire à une cryoclastie et à une cryoreptation actives. La formation des grèzes litées se situerait donc pendant les phases froides et humides qui ont été les plus durables au cours du dernier cycle glaciaire, la phase plus froide et plus sèche terminale ayant provoqué le remaniement du sommet de la grèze (fauchages, cryoturbations).

Tests results described in this paper show that it is quite easy to produce concrete paving blocks with excellent resistance to freezing–thawing cycles in water. Good resistance to frost-associated scaling in the presence of deicing salts is, however, much more difficult to obtain; and the problem is particularly difficult to analyse because two types of tests gave very different results. A freezing test in the presence of a saline solution (ASTM C672) showed positive influence of certain parameters (such as finer material), but freezing tests in a brine bath (ACNOR CAN3 A231.2 M85) did not show influence of any variable. In addition, the high number of compacting voids made it very difficult to interpret measurements of air-void characteristics made by examining ground sections under an optical microscope (ASTM C457). Key words: concrete paving blocks, scaling resistance, deicing salts, freezing–thawing cycles, air-void spacing factor. [Journal translation]

Les instabilités rocheuses peuvent devenir des aléas majeurs. Plus encore que les températures extrêmes qui peuvent être atteintes, les variations cycliques de température augmentent les risques d’instabilité notamment sur les faces rocheuses soumises à des variations quotidiennes importantes d’ensoleillement. Le rôle des alternances gel/dégel a fait l’objet de nombreuses études ; en revanche, les aspects liés à la fatigue thermique et les phénomènes thermomécaniques se produisant au voisinage de la surface d’un massif rocheux (interface air–roche) sous l’effet des variations cycliques de température dues aux conditions climatiques naturelles le sont beaucoup moins. Le travail présenté ici synthétise cinq années de travail sur le sujet, menées en partie dans l’axe aléa du projet C2ROP.

À l’époque romaine, le Massif central est décrit par les sources textuelles comme un secteur délicat en termes de circulation routière. Dans cette région où les zones montagneuses couvrent les quatre cinquièmes de la superficie du territoire, la chaîne des Puys, la Haute-Combraille et le massif du Devès sont aujourd’hui encore considérés comme des points de passage difficiles. Traversés par des axes antiques de moyen et long parcours, ces trois espaces offrent de fortes contraintes climatiques (couverture neigeuse, vents vigoureux, cycles de gel et dégel) et topographiques (pentes, dénivellations) qui devaient considérablement peser sur la viabilité, notamment hivernale. Cette contribution propose de s’intéresser à la qualité des infrastructures de transport et à la gestion du trafic routier dans ces zones de relief.

Résumé : Le développement des matériaux composites et leur utilisation dans le domaine du génie civil ont fait l’objet d’une recherche extensive sur le renforcement des structures en béton armé. Dans ce contexte, les études sur la compréhension du comportement structural des tubes en matériaux composites (Polymère renforcé en Fibre, PRF) sont indispensables. De fait que les matériaux composites sont innovateurs, cela nous exige de procéder à des investigations expérimentales approfondies pour vérifier les hypothèses et les théories, avant de les produire à échelle industrielle. Ce projet présente une étude expérimentale approfondie sur l’évaluation des propriétés physiques et mécaniques des nouveaux tubes en matériaux composites (PRF), et des tests sur la durabilité du matériau utilisé, et permet d’étudier l’influence de quelques facteurs environnementaux sur ces propriétés mécaniques, ces conditions sont simulées par une immersion prolongée en milieu aqueux et l'exposition à des cycles gel-dégel en milieu humide. Les tubes considérés sont produits par le procédé d’enroulement filamentaire à l’aide des fibres de verre (E) et de résine (Vinyle-Ester). Les expérimentations seront effectuées sur des échantillons normalisés prélevés à partir du tube. Les résultats de cette étude sont d’une importance cruciale pour comprendre le comportement structural (avant et après un vieillissement accéléré) des nouveaux tubes fabriqués entièrement en polymères renforcés de fibres par le procédé de l’enroulement filamentaire. // Abstract : The development of composite materials and their integration in the field of civil engineering has been the subject of extensive research on strengthening reinforced concrete structures. In the perspective of strengthening concrete structures by tubes made of composite materials. In this context, the need for knowledge of the structural behaviour of tubes made from fibre reinforced polymer (FRP) composite materials is prominent. The large using of innovativeFRP required extensive theoretical and experimental investigations. This project presents an experimental study to evaluate both the physical and mechanical properties of FRP-composites tubes, and to investigate the impact of some environmental factors on their mechanical properties. The tubes are produced by a filament winding process using fibre (E)-glass and vinyl-Ester resin. The experiments will be performed on standardized samples of the tube. The main objective of this project is to assess the physical and mechanical properties of laminated FRP composites, and then test the durability of the material used in the manufacture of the tubes. It leads to the study of the effects of some environmental factors on the mechanical properties of material. These conditions occur during an immersion in an aqueous medium and exposure to freeze-thaw cycles. The results of this study are crucial to understand the structural behavior (before and after accelerated aging) of new FRP tubes made by filament winding process.

Le but de cette étude est de caractériser le comportement aux cycles gel-dégel de bétons réalisés à base de granulats calcaires, et de le comparer à celui d'un béton classique réalisé avec des granulats siliceux. Des bétons ont été soumis à des cycles gel-dégel accélérés en enceinte climatique, différents de ceux des normes, en ajoutant des paliers de gel et de dégel. Des analyses au microscope électronique à balayage ont montré l'apparition d'ettringite secondaire dans tous les bétons dégradés (siliceux et calcaires). L’ettringite apparait au cours des paliers et peut entrainer une aggravation des désordres lors de sa cristallisation par poussée cristalline. Des mesures de vitesse des ondes ultrasonores, de perméabilité au gaz et de résistance à la compression simple ont permis de montrer différents types de comportements aux cycles gel-dégel en fonction des types de granulats utilisés et des dosages en ciment. La liaison continue entre la pate et les granulats calcaires sublithographiques supprime la zone de faiblesse existant à ce niveau dans le cas des granulats siliceux. L’utilisation de granulats calcaires sublithographiques améliore donc la résistance au gel. Pour des calcaires plus poreux oolithiques, la liaison pate-granulat est très compacte, ce qui entraine dans certains cas des gradients de contrainte pouvant conduire à la formation de fissures. Leur utilisation demandera donc des études préalables.

Cette thèse s’inscrit dans le cadre d’une collaboration entre l’École Nationale des Travaux Publics de l’État (ENTPE) et l’entreprise EUROVIA au sein du projet national DVDC. Elle contribue aux travaux du sous-thème 1.5, sur les dégradations hivernales, du thème 1 du projet national sur les mécanismes de dégradation des chaussées. Elle s’intéresse à l’endommagement des enrobés bitumineux à l’eau et au gel. Une étude bibliographique sur l’endommagement des enrobés bitumineux à l’eau et au gel a d’abord été réalisée. Après cette étude, deux campagnes expérimentales ont été proposées puis réalisées : une campagne principale et une campagne complémentaire. La campagne complémentaire étudie les évolutions des éprouvettes cylindriques lors des phases de conditionnement avec la saturation en eau, les cycles de gel/dégel et le séchage des éprouvettes sous vide. La campagne principale étudie les effets de la saturation en eau, de cycles de gel/dégel (cycle Freezing/Thaw - FT), de cycles avec réchauffement (cycle Heating/Freezing-HF et cycle Heating /Cooling- HC) sur les matériaux bitumineux non-vieilli et vieilli, dans des domaines de comportement différents. Elle se concentre sur trois grands domaines de comportement : le comportement viscoélastique, le comportement à la fatigue et le couplage thermomécanique. Pour le comportement viscoélastique linéaire (VEL), les éprouvettes soumises à des conditionnements différents ont été étudiées à l’aide de l’essai de module complexe. Le comportement VEL du matériau étudié a été ensuite simulé à l’aide du modèle 2S2P1D (2 Springs, 2 Parabolic elements, 1 Dashpot) développé à l’ENTPE. Le comportement à la fatigue des enrobés bitumineux soumis à 50 cycles FT et à la saturation en eau a été étudié. L’essai de traction-compression en déformation à température contrôlée et à fréquence donnée a été utilisé. Les effets des cycles de gel/dégel et de l’eau ont été analysés en traçant des courbes de fatigue de Wöhler. Un modèle a été proposé pour décrire l’endommagement à la fatigue. Dans le domaine de comportement à basse température, les éprouvettes ont été étudiées à l’aide de l’essai de retrait thermique empêché (TSRST) et de l’essai de retrait thermique libre (TUST). Des analyses ont été réalisées sur la température, la contrainte et aussi la déformation radiale à la rupture. Les résultats obtenus montrent des effets non-significatifs des cycles de gel/dégel et de l’eau sur les enrobés bitumineux pour les domaines étudiés, surtout pour des sollicitations à faible déformation (moins de 120μdef) et à température positive. Cependant, l’effet de l’eau devient dominant et significatif à basse température, en particulier dans l’essai TSRST. Pour un conditionnement avec des cycles intégrant une période de réchauffement (type HF et HC, où la température atteint 50°C), un vieillissement du bitume a été mis en évidence à l’aide des courbes du module complexe normalisé
This PhD thesis is part of a collaboration between “l’École Nationale des Travaux Publics de l’État” (ENTPE) and the research center of Eurovia within the national project DVDC. PhD works contribute to the sub-theme 1.5 dealing with winter degradations included in Theme 1 of the national project, on the mechanisms of pavement degradation. PhD thesis studies damages in bituminous mixtures, which might be caused by water and freeze/thaw cycles. A literature review on the effect of water and frost on bituminous mixtures was carried out as a first part of the thesis. After the literature review, two experimental campaigns were proposed and realized: a main campaign and a complementary campaign. The main campaign studies the effects of water saturation, freezing/thaw cycles (FT), thermal cycles with heating (Heating/Freezing-HF cycle and Heating/Cooling- HC cycle) on non-aged and aged bituminous mixtures. It focuses on three main behaviours of bituminous mixture : viscoelastic behaviour, fatigue behaviour and thermomechanical coupling. In the domain of linear viscoelastic behaviour (VEL), the complex module test was performed on a bituminous mixture subjected to different conditions : water conditioning, FT cycles, HF cycles or HC cycles. The VEL behaviour of the tested material was then modeled using the 2S2P1D model (2 Springs, 2 Parabolic elements, 1 Dashpot) developed at ENTPE. The fatigue behaviour of bituminous mixture subjected to 50 FT cycles and water saturation was studied. Sinusoidal loading in controlled axial strain mode was applied at 10 Hz and 10°C. The effects of water saturation and FT conditioning were then analyzed by using the Wöhler fatigue curves. A model was used to simulate the damage evolution. In the low temperature behaviour domain, the specimens were studied by using the Thermal Stress Restrained Specimen Test (TSRST) and Thermal Unstressed Specimen Test (TUST). The temperature, the stress and the radial strain at failure were analyzed to investigate the conditioning effects. The results show a non-significant effect of the FT cycles and water conditioning on the bituminous mixture behaviour, for small strain loading (less than 120μdef) and at positive testing temperature. However, the effect of water conditioning becomes dominant and significant at low temperatures, especially in the TSRST. For the non-aged material conditioned with HF and HC cycles, the aging of the bitumen was observed by using the normalized curves of complex modulus

La dégradation du béton associée à l’exposition en ambiance hivernale rigoureuse est une problématique connue en Amérique du Nord en raison de la sévérité du climat en période hivernale. Un des types de dégradation, la fissuration interne, se manifeste par l'apparition d'une intense microfissuration du béton en surface, mais aussi à l'intérieur de la masse. Celle-ci peut conduire à une perte de cohésion du matériau, réduisant ses caractéristiques mécaniques et sa perméabilité. Dans un souci de développement durable et de recherche performancielle, des liants ternaires, comprenant des ajouts minéraux autre que la fumée de silice ont été développés. Les études scientifiques portant sur l’influence du facteur d’espacement à ce type de dégradation sont peu nombreuses, voire inexistantes. Il est par conséquent important de vérifier si les spécifications actuelles permettent d’assurer la confection d’un matériau durable au gel. Dans ce mémoire, nous avons étudié l’influence du facteur d’espacement, du paramètre E/L, de l’influence du type de superplastifiant et d’un granulat marginal sur la résistance à la fissuration interne des bétons en utilisant l’essai accéléré normalisé ASTM C666, procédure A lors de l’utilisation de liants ternaires. Une grande partie de cette recherche a porté sur l’étude de la relation entre le facteur d’espacement et la tenue aux cycles gel-dégel des bétons. Le projet s’est divisé en 4 phases, la première a permis de déterminer un intervalle contenant le facteur d’espacement critique pour chacun des liants étudiés. Il est ainsi établi qu’il est nécessaire d’avoir un facteur d’espacement inférieur à 340 µm pour assurer la durabilité des bétons V-S formulés à partir de liants ternaires. La deuxième phase a montré que le type de superplastifiant n’influe pas sur le facteur d’espacement critique, mais change les caractéristiques du réseau d’air à l’état frais. La troisième phase a porté sur l’analyse de l’influence d’une variation du rapport E/L sur la durabilité au gel-dégel. Il en résulte qu’une variation dans les limites permises n’a pas d’incidence sur le facteur d’espacement critique tant que les hypothèses restent dans l’intervalle prescrit par le tome VII de la norme 3101. La dernière et quatrième phase a permis de montrer que le granulat marginal sélectionné n’a pas d’incidence particulière sur la résistance au gel-dégel en fissuration interne.

La modélisation numérique du comportement des matériaux cimentaires sous l’action des sollicitations complexes constitue un point de vue alternatif pour identifier et évaluer les mécanismes internes qui ne peuvent être étudiés directement à travers les essais expérimentaux. A cet effet, le développement des outils de modélisation permettant la prise en compte des interactions entre la microstructure hétérogène de la pâte de ciment et le comportement macroscopique des matériaux cimentaires est fortement apprécié. Une telle approche numérique donne une meilleure description des processus physiques et évite la calibration répétitive des paramètres lorsque la microstructure change.Ce travail de thèse a pour objet de mettre au point une approche de modélisation de l’endommagement des matériaux cimentaires compte tenu des mécanismes physiques qui se produisent à l’échelle microscopique. Dans l’approche proposée, les principes de la construction d’une microstructure virtuelle de la pâte de ciment sont présentés et les paramètres micromécaniques des phases cimentaires sont identifiés. La capacité prédictive de l’approche est testée en comparant les résultats numériques aux résultats des essais expérimentaux réalisés dans ce travail et aux résultats tirés de la littérature. L’application de cette approche est ensuite illustrée à travers des simulations de la pâte de ciment sous fluage et cycles de gel-dégel. Cette approche ouvre la voie à une multitude d’applications, comme l’étude de l’effet du retrait, du fluage, des cycles de gel-dégel, de la fissuration thermique, de l’auto-cicatrisation et de la carbonatation sur les propriétés thermomécaniques des matériaux cimentaires
Numerical modelling of the constitutivebehaviour of cementitious materials exposed to aggressive environment offers an alternative point of view for the identification and assessment of internal mechanisms which cannot be explicitly explored using standard experimental techniques. In this regard, the development of advanced modelling tools that take into account the interactions between the heterogeneous microstructure of cement paste and the macroscopic behaviour cementitious materials is highly valued. Such modelling approaches give a much better description of the physical processes and avoid recurrent parameter calibration when dealing with a different microstructure.The work presented in this PhD thesis proposes a numerical modelling approach of damage in cement based materials taking heed of the physical mechanics that can only be characterized at the microscopic level. In the proposed approach, the principles of constructing a virtual microstructure of cement paste are laid out and the micromechanical parameters of cement phases are identified. The predictive capacity of the micromechanical approach is put to the test by a comparison of numerical results with experimental data determined in the present study and found in the literature. Finally, the power of the approach is illustrated through simulations of creep and freeze-thaw behaviour at the microscopic scale of cement paste.This approach paves the way for a multitude of applications, such as the study of the effect of shrinkage, creep, freeze-thaw cycles, thermal cracking, self-healing and carbonation on the thermomechanical properties of cement-based materials

Le but de ce projet est de comprendre l’effet des cycles de gel/dégel sur le comportement en mécanique des poutres en béton armé de PRFB ainsi que le développement des capacités structurales des PRFB dans un renforcement interne. Afin de réaliser cette étude, vingt poutres en béton armé de PRFB ont été préparées et exposées à deux environnements différents le premier à une température ambiante et le deuxième à 260 cycles de gel/dégel de (-250C, à +150C). Le projet inclut aussi deux autres paramètres, le premier est le taux de renforcement qui est caractérisé par deux groupes (groupe 1) inclut des poutres sur armées et le (groupe 2) inclut des poutres sous-armées, le deuxième paramètre est le rapport entre la portée du cisaillement (a) et la profondeur de la poutre (d), (a/d). Les poutres ont été testées en flexion de quatre points. Les conclusions obtenues varient en fonction des paramètres étudiés.
The objective of this project is to study the effect of freeze-and-thaw cycles on the mechanical performance of concrete beams reinforced with basalt fibre-reinforced polymers (BFRP) bars that are recently developed. Twenty concrete beams reinforced with BFRP bars were cast and exposed to two different environments: (a) room temperature and (b) 260 cycles of freeze-and-thaw at temperature varying between 25oC and +15oC. The project investigated two other parameters namely (a) the internal reinforcement ratio (under and over reinforced beams) and the shear span-to-depth ratio (a / d). All beams were tested in four point bending. The experimental results were compared to the predictions of the Canadian code. The effect of each parameter on the behaviour of the beams is presented and discussed.

L'objectif de ce travail est de mettre en exergue les avantages et les inconvénients d'introduire des microfibres végétales, issues du recyclage du carton, dans les bétons autoplaçants BAP, et plus précisément leur influence sur la durabilité aux cycles gel-dégel. Une méthodologie expérimentale a été mise en place pour la formulation des BAP fibrés devant répondre aux exigences suivantes : classe d'exposition XF2, classe de consistance de type Dmoy=68±2 cm. Elle repose sur la théorie de la compacité maximale pour le dosage des particules solides et sur la méthode du mortier de béton équivalent, MBE, pour le dosage en adjuvants. En partant de la composition du BAP de référence, les microfibres végétales ont été introduites à six pourcentages volumiques distincts par rapport au volume du ciment. Une campagne d'essais expérimentaux réalisée sur les MBE fibrés, a montré que l'introduction des microfibres à un dosage compris entre 21% et 41% améliore leurs propriétés physiques et mécaniques. A l'échelle des BAP, les résultats expérimentaux ont montré que les BAP fibrés aux dosages précédents, BAPF 21% et BAPF 41%, possèdent une porosité et une perméabilité plus faibles que le BAP de référence et par conséquent des caractéristiques mécaniques plus élevées. La résistance au gel-dégel des bétons autoplaçants, BAP de référence, BAPF 21% et BAP formulé avec un entraîneur d'air ainsi que de deux bétons vibrés le premier de référence et second contenant 15% en volume du ciment des microfibres, a été étudiée en soumettant ces bétons à des cycles gel-dégel selon la norme NF P18-425. Les résultats obtenus montrent que les bétons additionnés des microfibres végétales sont plus sensibles aux cycles gel-dégel. L'effet nocif des microfibres s'explique par leur nature hydrophile associée à une faible perméabilité des bétons additionnés. De plus, le rôle des granulats sur la sensibilité à l'action du froid a été discuté. Il a été conclu que les granulats silico-calcaires poreux et fragiles sont à éviter dans les bétons destinés aux environnements gélifs
The aim of this work is to emphasize the advantages and disadvantages of introducing vegetable based microfibers, resulting from cardboard recycling, in self compacting concrete SCC, and especially their influence on the frost durability. An experimental methodology has been developed for SCC formulation based on following requirements: class of environmental exposure XF2, slump flow Dmoy = 68 ± 2 cm. It is based also on the maximum packing theory for the determination of solid particles content and the method of concrete equivalent mortar, CEM, for superplasticizer dosage. Starting from the SCC of reference composition, vegetable based microfibers were introduced at six different volumetric percentages related to cement volume. A campaign of experimental tests performed on fibred CEM showed that the introduction of microfibers at a volumetric dosage between 21% and 41% improved physical and mechanical properties. On the SCC scale, the experimental results have shown that fibred SCC at previous dosages, FSCC 21% and FSCC 41%, have porosity and permeability lower than the SCC of reference and consequently higher mechanical properties. Frost resistance of , SCC of reference, FSCC 21% and a SCC formulated with an air-entraining as well as two vibrated concretes, the first of reference and second containing 15% microfibers by volume of cement, was studied by subjecting them to freeze-thaw cycles according to NF P18-425. The results show that microfibers added concretes are more susceptible to frost damage. The harmful effect of vegetable based microfibers is explained by their hydrophilic nature associated to a low permeability of fibred concrete. Furthermore, the role of aggregates on the frost sensitivity was discussed. It was concluded that the porous and fragile lime aggregates should be avoided in concrete intended for cold climate

Le Douglas, première essence de reboisement en région Auvergne-Rhône-Alpes et seconde au niveau nationale, est d'intérêt économique majeur en France avec 13 millions de plants produits par an. Un phénomène de rougissement - observé 1/3 hivers en France - affecte les jeunes Douglas (< 15 ans), pouvant atteindre jusqu'à 80% de la plantation. Un arbre rougissant n'a pas d'avenir sylvicole et meurt généralement dans l'année suivant le rougissement. Les objectifs de ma thèse ont été de donner une meilleure compréhension du rougissement hivernal à travers l'identification des paramètres climatiques déclenchant le rougissement mais surtout des mécanismes physiologiques induisant le rougissement de l'aiguille.Afin d'identifier l'aléa climatique critique, une synthèse approfondie basée sur la littérature, ainsi qu'une analyse bioclimatique ont été menées. La synthèse de littérature a permis d'identifier certaines conditions climatiques caractéristiques des années dites « à rougissement » à savoir des périodes anticycloniques en sortie d'hiver et/ou la succession de périodes froides et chaudes. La synthèse comme l'analyse bioclimatique en commun, ont identifié un cumul de variables climatiques à savoir des températures chaudes en journée, une forte amplitude thermique journalière, des vitesses de vent au moins modérées et une humidité de l'air relative. Les cycles gel-dégel avec des températures nocturnes froides ne ressortaient pas de l'analyse climatique alors qu'ils étaient mentionnés dans la littérature.Afin de comprendre comment un Douglas rougit, nous avons d'abord, souligné les lacunes de connaissances sur le rougissement hivernal et proposé des mécanismes potentiels pouvant, seuls ou en interaction, induire ce désordre physiologique à savoir ; 1) une sécheresse hivernale induisant des défaillances hydrauliques, 2) un stress photo-oxydatif et 3) une désacclimatation précoce. En conditions contrôlées, nous avons exposé des jeunes Douglas à une sécheresse hivernale à travers un différentiel thermique entre les racines et le houppier de l'arbre (TSOIL < 5°C ; TMOY_AIR ~ 14°C). Une partie d'entre eux a été exposée à des intensités lumineuses susceptibles d'induire un stress photo-oxydatif (> 1800 PPFD). Les températures froides du sol ont induit un stress hydrique modéré en limitant l'absorption d'eau racinaire alors que les températures chaudes de l'air ont favorisé les pertes hydriques au niveau des aiguilles. Cependant, le Douglas a pu s'acclimater à ce nouvel environnement en reprenant même leur croissance. L'exposition à une intensité lumineuse élevée n'a pas généré de dommages irréversibles sur le PSII, ni de stress photo oxydatif. Aucun rougissement du Douglas n'a pas été observé - invalidant l'hypothèse 2 mais partiellement la 1, le houppier n'ayant été exposé à aucune contrainte gélive. In natura, nous avons mesuré en continu de décembre 2020 à juin 2023 les variations de diamètre de jeunes douglas couplées avec les températures/hygrométrie de quatre parcelles dans le Massif Central. Les gels printaniers d'avril 2021 sur des Douglas désacclimatés n'ont pas été suivi de rougissement de l'aiguille ni de dommages cambiaux, ce qui n'a pas permis de valider l'hypothèse 3. Néanmoins, la comparaison d'un hiver sans rougissement (2021) avec un hiver à rougissement (2022) a permis de souligner une forte contrainte hydrique générée depuis l'apex, en lien avec une période anticyclonique en janvier 2022. La défaillance hydraulique serait favorisée par une transpiration quotidienne à laquelle s'ajoutent des cycles gel-dégel qui amplifient la contrainte hydrique et créent des défaillances hydrauliques dans le houppier, pouvant expliquer le dessèchement et le rougissement de l'aiguille. Ainsi, nous retiendrons l'hypothèse 1, qu'il faudrait tester en conditions contrôlées
The Douglas fir is the first reforestation species in the Auvergne-Rhône-Alpes region and the second in France as a whole, and is of considerable economic importance in France, where 13 million trees are produced each year. Winter reddening affects young Douglas-fir (< 15 years old), affecting up to 80% of the plantation. A reddening tree has no silvicultural future and typically dies within a year after reddening. The objectives of my PhD thesis were to have a better understanding of winter reddening by identifying the climatic parameters that trigger reddening and, more importantly, the physiological mechanism(s) that cause needle reddening.A thorough literature review and bioclimatic analysis were undertaken to identify critical climatic factors. The literature synthesis identified certain climatic conditions characteristic of 'reddening' years, including anticyclonic periods after winter and/or alternating cold and warm periods. Both the literature synthesis and the bioclimatic analysis identified a combination of climatic variables: warm daily temperatures, high daily temperature amplitude, at least moderate wind speeds and relative humidity. However, the freeze-thaw cycles with cold night temperatures did not emerge from the climate analysis, although they are mentioned in the literature.In order to understand how Douglas fir reddens, we first identified gaps in our knowledge of winter reddening and proposed potential mechanisms, either single or interacting, that cause this physiological disorder: 1) winter drought leading to hydraulic failure, 2) photo-oxidative stress, and 3) premature deacclimation. Under controlled conditions, young Douglas fir trees were exposed to winter drought through a temperature differential between roots and canopy (TSOIL < 5°C; TMOY_AIR ~ 14°C). Some of these trees were exposed to light intensities that could induce photooxydative stress (> 1800 PPFD). Cold soil temperatures induced moderate water stress by limiting root water uptake, while warm air temperatures caused water loss at the needle level. However, Douglas fir was able to acclimate to this new environment and even resumed growth. Exposure to high light intensity did not cause irreversible damage to PSII or photooxydative stress. No reddening of the Douglas fir was observed, thus refuting hypothesis 2, but partially supporting hypothesis 1, as the canopy was not exposed to freezing stress. In the field, continuous measurements of young Douglas fir diameter variation were coupled with temperature/humidity measurements from four plots in the Massif Central from December 2020 to June 2023. Spring frosts in April 2021 on deacclimated Douglas fir did not result in needle reddening or cambial damages, thus failing to validate hypothesis 3. Nevertheless, comparison of a asymptomatic winter (2021) with a asymptomatic winter i.e. with winter reddening (2022) revealed significant hydraulic stress generated from the apex, associated with an anticyclone period in January 2022. Hydraulic failure could be exacerbated by daily transpiration, combined with freeze-thaw cycles that increase hydraulic stress, leading to canopy hydraulic failure that could explain needle desiccation and reddening. We therefore favour hypothesis 1, which should be tested under controlled conditions

Un béton exposé à des cycles de gel-dégel peut subir des dégradations généralement identifiées sous deux formes. Le gel interne, d'une part, qui affecte le coeur du matériau et peut aboutir à une microfissuration généralisée de la pâte cimentaire. La sensibilité d'un béton courant à ce mode de détérioration peut être diminuée par la présence d'un réseau de bulles d'air au sein de la pâte cimentaire. L'écaillage, d'autre part, qui est une détérioration de surface. Cette dernière est le plus souvent quantifiée par la perte de masse sur la surface exposée. Cette forme de dégradation est fortement influencée par la présence d'une solution aqueuse proche de la surface de béton exposée et de sa concentration en sels fondants (généralement du chlorure de sodium). Lorsque la formulation d'un béton courant n'est pas adaptée pour résister à ce type d'environnement, les dégradations liées au gel interne et à l'écaillage peuvent pénaliser l'exploitation de l'ouvrage concerné dans des conditions de services attendues. Des essais laboratoire, exposant des corps d'épreuve en béton à des cycles de gel-dégel accélérés, permettent d'évaluer la résistance d'un béton face à ces deux formes de détériorations. La communauté scientifique s'accorde sur les essais permettant de caractériser la détérioration par le gel interne et l'aspect protecteur d'un réseau de bulles d'air. Par contre, l'écaillage est encore abordé par diverses procédures expérimentales qui ne font pas consensus et ont peu évolué depuis le milieu des années 1990 (...)