Physico-mécanique des matériaux cimentaires soumis au gel-dégel

Un des défis de la recherche appliquée au génie civil est l'optimisation de la durée de vie des matériaux et structures ainsi que la mise au point de méthodes de certification rapides, peu coûteuses et sûres. Dans ce contexte, la politique de surveillance des ouvrages d'art instaurée en France à partir du début des années 1980 a mis en évidence qu'un bon nombre de gestionnaires d'ouvrages sont confrontées aux conséquences, quelquefois très pénalisantes, des cycles de gel-dégel sur la durabilité du béton. L'endommagement par le froid est une combinaison d'une micro-fissuration interne et d'un écaillage de surface. Ce dernier est largement augmenté en présence des sels de déverglaçage couramment utilisés afin de permettre une bonne praticabilité des routes en période hivernale. L'objectif des travaux de recherche présentés dans ce mémoire est l'approfondissement de nos connaissances sur le comportement au gel-dégel de surface d'une structure poreuse en vue d'une prédiction de son comportement et de l'identification de paramètres matériaux clés relatifs à sa pérennité hivernale. La première étape a été une étude à l'échelle du matériau afin de déterminer la proportion de glace formée en fonction de la température, donnée identifiable à une fonction d'état thermodynamique. Pour cela, un dispositif basé sur une méthode capacitive a été mis au point. Par la suite, étant en mesure de caractériser l'état de gel du milieu poreux, il devient possible d'étudier, par une approche macroscopique de type poromécanique des milieux continus, son comportement mécanique.