Résumé
Pour certaines structures construites en béton, il est primordial d’assurer leur durabilité et leur bon vieillissement sur une longue durée.C’est par exemple le cas des enceintes de confinement des centrales nucléaires. Or le béton passe par une structuration progressive au cours de la réaction d’hydratation, accompagnée d’une évolution de ses propriétés. Le béton durci a une bonne résistance à la compression, mais il est sensible à la fissuration, qui affecte ses propriétés mécaniques et sa durabilité. L’apparition de fissures est souvent localisée à l’interface ciment- granulats, fragilisée par une porosité plus élevée et donc une résistance plus faible.Pour prédire l’endommagement du béton, il est important d’améliorer la connaissance du comportement de cette interface, notamment par une analyse fine des mécanismes de fissuration. L’objectif de cette étude porte sur la caractérisation du comportement du béton à l’échelle de l’interface ciment - granulat lors de l’hydratation. Les interactions sont analysées expérimentalement lors d’essais mécaniques avec un dispositif spécifique.Les essais portent sur un doublet de grains sphériques de même diamètre (8 mm), en quartz ou en calcite, cimentés par une pâte de ciment portland. Le volume de pâte, le rapport E au/Ciment et l’espacement entre les grains sont maintenus constants. Les échantillons sont conditionnés dans une atmosphère à température constante (20°C) et à humidité relative élevée, afin de minimiser l’évaporation et éviter le retrait de séchage. À différents stades de l’hydratation, des échantillons sont soumis à des essais de traction et de compression, enregistrés par une caméra rapide et un appareil photo. Les relations force - déplacement permettent d’accéder à la raideur et à la résistance en traction et en compression. L’analyse des images permet de déterminer des grandeurs géométriques (ouverture fissure, longueur fissure, ...) nécessaires à la reconstruction de paramètres de fissures (comme la tortuosité) et à la cinétique de fissuration (temps de propagation de la fissure, vitesse d’ouverture de la fissure, vitesse moyenne et maximale de propagation, ...). Les résultats obtenus montrent que les propriétés mécaniques et la cinétique de fissuration sont fonction du temps d’hydratation et du type de sollicitation. En plus d’une contribution à la compréhension du comportement du béton, une telle caractérisation des interactions mécaniques et physico-chimiques à l’échelle du lien cimenté devrait permettre à terme de proposer des lois d’interaction locales pour alimenter les modélisations numériques à l’échelle du Volume Élémentaire Représentatif (VER).