Literatura académica sobre el tema "Produits en béton – Environnement"

Les différentes actions réglementaires ou volontaires incitent de plus en plus les fabricants de produits de construction à une politique d’évaluation environnementale. Une approche « horizontale » d’évaluation (applicable à une ou plusieurs familles de produits utilisés dans un même type d’usage) est souhaitable. Cette étude se propose de contribuer au développement d’une telle approche pour évaluer les émissions dans l’eau des produits pendant leur vie en œuvre. Les dalles en béton, les dalles en bois et les gouttières en zinc ont été désélectionnées pour l’étude. Les essais ont été conduits à deux échelles d’expérimentation : laboratoire et pilote (exposition à l’eau météorique pendant un an, avec suivi météorologique). Un modèle d’émission (chimie - transport) a été développé pour le cas des dalles en béton. Le logiciel PHREEQC a été adapté et utilisé. Les résultats montrent que pour évaluer les émissions dans l’eau des produits, dans une optique d’approche « horizontale », les étapes suivantes sont nécessaires : - la caractérisation physico-chimique du produit, qui est plus au moins complexe en fonction du produit et des connaissances déjà disponibles ; - la caractérisation du comportement à la lixiviation en conditions statiques et dynamiques. L’essai à renouvellement en continu (CMLT) apparaît mieux adapté pour l’étude de la dynamique de relargage ; - la modélisation du comportement des produits dans un certain scénario d’exposition, qui doit tenir compte des spécificités du produit et des conditions d’exposition. Les résultats obtenus en laboratoire ne sont pas directement extrapolables aux conditions naturelles d’exposition mais sont essentielles pour la modélisation<br>The various French and European regulatory or voluntary actions push more and more the construction products manufacturers to an environmental assessment policy. A « horizontal » approach (i. E. , applicable to one or several families of products used in a certain scenario) is considered the best route for the assessment. Moreover, it is required by the Mandate M/366 addressed to CEN. The aim of this research is to contribute to the development of this kind of approach, in order to assess the substances emission from construction products into water, during their service life. Three products were tested: concrete slabs, wood duckboards and zinc gutters. The experiments were carried out at two scales: laboratory scale (controlled conditions) and pilot scale (outdoor / not-controlled conditions, with meteorological monitoring). At pilot scale the products were exposed to meteoric water, during one year. A release model (chemical and transport modelling) was developed for the case of the concrete slabs. PHREEQC software was adapted and used. The main results show that in order to assess the substances emission from construction products into water, in a « horizontal » approach framework, the following steps are required and must take into account the product and the exposure conditions specificities: - physicochemical characterisation of the product, which could be more or less complex, depending on the product and on the knowledge already available ; - characterisation of leaching behaviour, under static (equilibrium) and dynamic conditions, which must take into account especially the use and the evolution of the product during its service life. The Continuous Monolithic Leaching Test (CMLT) seems more suitable for release dynamic assessment ; - modelling of the products behaviour in a specific exposure scenario. The laboratory data cannot be directly transferred to service conditions but they are essential for the modelling of environmental behaviour

La présente étude s’inscrit dans le programme d’actions de l’Industrie du béton ; elle a pour but de rechercher des solutions innovantes de béton à faible impact environnemental qui permettent l’obtention de performances techniques et économiques au moins équivalentes à celles des bétons traditionnels. Pour répondre à cet enjeu, l’étude de liants ternaires constitués de ciment Portland CEM I, laitier de haut fourneau et addition calcaire a été réalisée en optimisant les moyens disponibles en préfabrication pour accélérer leur durcissement : emploi d’un traitement thermique, utilisation d’activateurs chimiques et optimisation de la compacité du mélange. Le traitement thermique s’avère être le plus puissant levier d’action. Les solutions développées (matériau et procédé) permettent d’obtenir un bilan économico-environnemental meilleur que celui d’un béton témoin dont le liant est uniquement composé de ciment Portland CEM I<br>This study is part of the action program of the french concrete industry; it aims finding innovative solutions of concrete with low environmental impact, which allow to get technical and economic performances at least equivalent to those of the traditional concretes. To answer this issue, the study of ternary binders, made of Portland cement CEM I, blast furnace slag and limestone addition, was realized by optimizing the means that are available in precast industry to accelerate their hardening: use of a thermal treatment, use of chemical activators and optimization of the mixture’s compactness. Thermal treatment proves to be the most powerful lever of action. The developed solutions (material and process) obtain a much better economic-environmental balance compared to a control concrete whose binder is composed of Portland cement CEM I

Le bâtiment est un secteur particulièrement émissif en gaz à effet de serre. Pour tenter de réduire l’impact des matériaux sur l’environnement, de nombreuses recherches visent à étudier différentes alternatives pour limiter l’épuisement des ressources, la consommation d’énergie et le rejet de composés polluants. Dans ce contexte, les bétons biosourcés se positionnent comme une alternative sérieuse au béton traditionnel, avec une empreinte carbone plus faible.Cette thèse industrielle, portée par l’entreprise ALKERN, leader en France et en Belgique de produits préfabriqués en béton, a pour objectif de contribuer à la formulation d’un béton végétal incorporant des co-produits / déchets de bois structurel à impact environnemental plus faible que le Naturbloc®, un bloc actuellement sur le marché. Ce dernier produit est constitué de granulats de bois minéralisé puis introduit dans une matrice cimentaire.Ce travail s’articule en trois volets. Les bois témoin (non traité) et de référence (minéralisé) ont d’abord été caractérisés. Dans un second temps, des traitements alternatifs à la minéralisation du bois ont été testés et caractérisés, notamment au regard de leur reprise en eau et leur aptitude à relarguer ou contenir les extractibles présents dans les végétaux. Leur compatibilité avec une matrice cimentaire a également été évaluée. Il a ainsi pu être mis en évidence que la nature du substrat influence les résultats et l’interaction des granulats avec la pâte cimentaire.Enfin, le bois traité a été introduit dans la matrice cimentaire témoin et dans une matrice alternative à plus faible impact environnemental. Cette dernière a été obtenue soit par un changement de liant, soit par une adjuvantation spécifique du béton. L’ensemble des résultats montrent qu’il existe un lien direct entre les propriétés physico-chimiques des granulats et les performances mécaniques obtenues pour le béton<br>The construction industry produces a high amount of greenhouse gases. In order to reduce the impact of materials on the environment, a lot of researches are focused on the study of different alternatives to limit the exhaustion of resources, the energy consumption and the rejection of polluting compounds. In this context, bio-based concrete seem to be a serious alternative to traditional concrete, with a lower carbon footprint.The aim of this industrial thesis, supported by the company ALKERN, leader in France and in Belgium for precast concrete products, is to contribute to the formulation of structural green concrete incorporating co-products / wood waste with an environmental impact lower than the Naturbloc®, a block already available on the market. This last product is made of wood aggregates mineralized and then introduced in a cementitious matrix.This work is divided into three parts. Firstly, the control wood (untreated) and reference wood (mineralized) were characterized. Then, alternative treatments to replace cement coating of wood were tested and characterized, especially in terms of water uptake and ability to leach or hold the extractives present in vegetables back. Their compatibility with a cementitious matrix was also evaluated. The study highlights the fact that the nature of the substrate has an influence on the results and on the interaction between aggregates and cementitious paste.Finally, treated wood was introduced into a cementitious matrix and in an alternative matrix with a lower environmental impact. The latter was obtained either by change of the binder or by use of additives in bio-based concrete. All the results show the existence of a direct link between physico-chemical properties of aggregates and mechanical performances of concrete

Présentation de produits dérivés climatiques. Structure optimale d'un "weather bond". Etudes économétriques de données de température. Evaluation d'une option climatique par simulation. Prise de conscience de problèmes environnementaux. Environnement : prise de décision optimale dans un contexte stratégique.

Le travail de thèse s'intéresse à la prédiction de la durabilité des bétons en environnement marin par une approche probabiliste. L'objectif est de proposer une méthodologie adaptée à une démarche performantielle fondée sur la notion d'indicateurs de durabilité. L'algorithme probabiliste de niveau II et le modèle déterministe qui lui est couplé sont développés afin d'estimer l'indice de fiabilité du matériau. Les densités de probabilités des variables aléatoires sont construites. Une erreur multiplicative est introduite pour intégrer dans une même base de données des informations issues de différents bétons puis un réseau bayésien est présenté pour actualiser ces résultats par de nouvelles expérimentations. Un exemple d'application est mené pour une partie d'ouvrage immergé en eau de mer. Une approche de type ingénieur permettant d'atteindre le même niveau de fiabilité est proposée en s'appuyant sur des valeurs caractéristiques et des coefficients partiels de sécurité<br>A probabilistic approach to prediction of concrete's durability in marine environment is proposed in this thesis. The aim of this work is to develop a methodology linked with the performance-based approaches using the concept of durability indicators. The probabilistic FORM algorithm and the coupled deterministic model are developed to estimate the reliability index of the material. The probability distributions of the random variables are built. A multiplicative error is introduced in order to integrate information from different concretes into a single database and a Bayesian network is presented to update these results by further experiments. A practical example is proposed for a reinforced concrete immersed in sea water. A semi-probabilistic design for engineering based on characteristic values and partial safety factors is developed to achieve the same reliability

La prise en compte du développement des couches de corrosion d'armature dans les calculs de durée de vie d'ouvrage en béton armé nécessite une bonne connaissance des propriétés mécaniques de ces produits. Ce travail est consacré à la caractérisation des propriétés mécaniques de ces couches de produits de corrosion. L'approche adoptée consiste en une identification des propriétés de la microstructure complétée par des calculs d'homogénéisation en élasticité linéaire afin de calculer un comportement mésoscopique des couches de produits de corrosion. L'étude comprend une série de campagnes expérimentales à l'échelle de la microstructure. Des essais de microindentation Vickers analysés par une approche de modèle de mélanges gaussien ont permis l'acquisition de duretés et modules d'élasticité locaux. Une analyse des principaux composants est réalisée par microspectrométrie Raman. L'étude à l'échelle microscopique fournit les informations morphologiques et mécaniques nécessaires aux calculs d'homogénéisation en élasticité linéaire. La première approche a consisté en des calculs d'homogénéisation des milieux aléatoires par des schémas autocohérent et autocohérent généralisé. Dans une deuxième approche, et d'après les hétérogénéités importantes observées pour la microstructure qui ne présente pas de motif régulier, des calculs de modules effectifs ont été réalisés en employant la méthode des éléments finis sur des images 2D prises au microscope optique. Le corpus étant composé d'échantillons de provenances et d'âges divers, leurs microstructures ont été comparées

La carbonatation atmosphérique est un des facteurs les plus importants pour la durabilité du béton armé. Elle correspond à la diffusion du CO2 de l'atmosphère dans les pores du béton et à la dissolution des hydrates, notamment la portlandite Ca(OH)2, qui joue un rôle de tampon sur le pH. Lorsque la portlandite a été entièrement consommée, ou qu'elle n'est plus accessible, le pH chute à une valeur inférieure à 9. Ceci peut conduire à la corrosion des aciers du béton armé qui ne sont passivés et protégés qu'en milieu fortement basique. L'objectif de la thèse est de fournir une modélisation probabiliste physico-chimique de la carbonatation, prenant en compte les spécificités des process industriels et susceptible d'être utilisée pour un dimensionnement probabiliste des ouvrages. Une campagne d'essais a été menée afin de proposer une modélisation de la carbonatation pratique à utiliser en industrie. A partir de la nature du ciment, de la composition du béton, des caractéristiques du traitement thermique et de la cure, et d'au moins un essai de carbonatation (ou à défaut à partir de la résistance à la compression), le modèle de carbonatation élaboré permet d'estimer les profondeurs carbonatées pour différentes pressions partielles de dioxyde de carbone et de calculer l'indice de fiabilité correspondant. Enfin, une application de la méthodologie probabiliste montre la possibilité d'intégrer le dimensionnement probabiliste dans le contexte normatif pour optimiser la durabilité des produits préfabriqués<br>Atmospheric carbonation is one of the most significant degradation factors for the durability of reinforced concrete structures. Carbonation relates to the diffusion of CO2 in the atmosphere through the concrete pores and to the dissolution of the hydrates, especially the portlandite, which supplies the reserve of concrete basicity. When portlandite is totally consumed, the pH value decreases to a value less than 9. It corresponds to the conditions allowing the corrosion of the reinforced bars which are protected only under a high pH level. The aim of this work is to carry out a probabilistic physico-chemical modelling of carbonation, taking into account the industrial requirements and being easy to utilize in a probabilistic design of the concrete cover. A wide experimental campaign was conducted in order to propose a practical model of carbonation for its efficient usage in the industry of precast concrete. From the cement nature, the concrete composition, the curing and thermal treatment characteristics, and one carbonation test (or at least the compressive strength), the model can determine the carbonated thickness for different pressures of CO2. Further, it allows the reliability index with respect to the initiation of corrosion to be estimated thanks to a link with a probabilistic algorithm. Following the scheme of checking the reliability level as recommended by the European regulation Eurocodes for structural design, the benefit of a probabilistic approach in the durability design of a concrete structure has been then emphasized

Les travaux effectués dans le cadre de cette thèse de doctorat traitent d’une problématique importante de la durabilité des structures en béton, soit la corrosion des armatures. L’objectif principal de la thèse est de comprendre l’influence de la fissuration du béton de recouvrement sur l’initiation et la propagation de la corrosion. Il s’agit d’un travail expérimental où tous les essais sont réalisés de façon à reproduire du mieux possible les conditions naturelles d’exposition responsables de l’apparition de la corrosion dans le béton armé. Les éprouvettes de béton ont donc été soumises à des cycles de mouillage (solution saline) et de séchage. L’évolution de la corrosion est suivie par des méthodes de mesures électrochimiques non destructives. La nature et la distribution des produits de corrosion formés dans le béton sont analysées pour différents niveaux de propagation de la corrosion. Puisque plusieurs chercheurs utilisent des méthodes accélérées pour faire apparaître la corrosion, des essais ont été réalisés en parallèle afin d’évaluer la fiabilité de ces méthodes. Les résultats montrent des différences importantes sur la distribution des produits de corrosion. Ainsi, un protocole d’essai représentatif de la réalité a été mis au point pour générer la corrosion des armatures dans des éprouvettes de mortier. Une méthodologie précise a aussi été établie afin d’analyser le type et la distribution des oxydes et hydroxydes formés autour des armatures. Une première évaluation de l’initiation et de la propagation de la corrosion a été réalisée sur des bétons sains (non fissurés). Les résultats montrent que l’environnement chimique et la porosité du béton ont une influence sur la nature et la distribution des produits de corrosion. Par la suite, des éprouvettes fissurées artificiellement ont été fabriquées afin de suivre l’initiation et la propagation de la corrosion. La présence d’une fissure dans une éprouvette favorise clairement l’initiation de la corrosion. La magnétite est le principal oxyde qui se forme à l’interface acier / béton. Suivant les périodes de séchage et la présence de fissures, la magnétite se transforme en goéthite et en akaganéite. L’analyse d’éprouvettes chargées mécaniquement comprenant plusieurs fissures a montré que les chargements cycliques ont aussi une influence sur la corrosion des armatures. Cette influence est liée à l’endommagement de l’interface acier / béton qui favorise la propagation de la corrosion et qui modifie la nature et la distribution des produits de corrosion.<br>The work conducted in this thesis concerns reinforced steel corrosion, which is one of the most important problems affecting the durability of reinforced concrete structures. The principal objective of the thesis is to understand the influence of concrete cracking on corrosion initiation and propagation. This thesis presents experimental work where all tests are done in order to better represent real exposure conditions. Concrete samples are submitted to wetting (saline solution) and drying cycles. The evolution of corrosion of the reinforcement is followed using non-destructives electrochemical techniques. The nature and distribution of the corrosion products formed in concrete are analyzed at different level of corrosion. Since researchers often use accelerated techniques to initiate corrosion, a supplemental test campaign have been done in order to evaluate the reliability of these accelerated techniques. The results show some important differences on the nature and distribution of corrosion products. Subsequently, an experimental protocol representing natural exposure conditions has been set up in order to generate reinforced steel corrosion in mortar. A precise methodology for analyzing the nature and the distribution of corrosion products has also been followed. A first evaluation of corrosion initiation and propagation has been done on uncracked mortars. The results show that the chemical environment and the porosity of concrete have significant influence on the nature and the distribution of corrosion products. Artificially cracked specimens were also prepared to understand the influence of cracks on corrosion initiation and propagation. Results show that the presence of a crack increases the probability of corrosion initiation. The magnetite is the main oxide formed at the steel / concrete interface. Following wetting and drying cycles, the magnetite changes in goethite and akaganeite. Results from loaded and multi-cracked specimen show that cyclic loading also have some effect on corrosion kinetic. This influence seems to be related to the deterioration of steel / concrete interface, which further promotes corrosion propagation and also modify the nature and distribution of corrosion products.

La conception amont de produits mécaniques est, à l'heure actuelle, peu outillée en logiciels (Mougenot 2008), et en particulier en structure collaborative support de l'activité des concepteurs. Cependant, elle fige à elle seule près de 80% des coûts futurs du projet (Michaels and Wood 1989). Dans ce contexte, notre recherche propose un modèle de définition d'un environnement collaboratif amont, à destination des entreprises. Elle s'appuie sur la mise en œuvre d'un protocole expérimental à base d'entretiens réalisés auprès d'utilisateurs finaux au sein d'entreprises. Cette démarche nous a permis de décrire l'activité de conception amont dans des secteurs industriels variés et de montrer que le développement et l'optimisation d'un environnement collaboratif amont reposent principalement sur des représentations intermédiaires (RI) de type "image". Il a été montré que l'identification et la numérisation des RI sont des préalables nécessaires à la définition de cet environnement, et que certaines contraintes métiers peuvent également être supportées par ces RI. Le modèle qui en découle permet de formuler des spécifications pour le développement d'un outil logiciel d'aide à la conception d'environnements collaboratifs, intégré dans un environnement PLM en conception mécanique<br>Few software tools are currently available to assist the early stages of mechanical product design (Mougenot, 2008), particularly as a collaborative structure to support the activity of project designers. Yet, almost 80% of the future expenses in the project are decided in these stages alone (Michaels and Wood, 1989). In this context, our research proposes a model as a basis to define a collaborative environment for the early stages of the design process, intended for deployment in businesses. Our research rests on an experimental protocol, based on interviews carried out on end users working within businesses. This approach allowed us to describe work in the early stages of the design process, in a variety of industrial domains, and to show that the development and optimization of a collaborative work environment dedicated to the early stages of design mainly relies on image-type Intermediate Representations (IRs). We show that identifying and digitizing these IRs are necessary prerequisites to define this work environment, and that some profession-specific constraints can also be supported by these IRs. The model that stems from this work allows us to formulate specifications to develop a software tool to assist the development of collaborative work environments, integrated in a PLM environment for mechanical design