Axes de recherche

Pour atteindre les objectifs du programme définis dans le document scientifique, trois tâches techniques ont été définies, auxquelles s’ajoutent les tâches de coordination et de valorisation.

Axe 1 - Eau et matériaux recyclés

La tâche 1 « Eau et matériaux recyclés » consiste à mettre au point des méthodologies permettant de quantifier l’impact des processus de saturation/désaturation des matériaux recyclés sur des caractéristiques du béton frais et durcissant : la rhéologie du béton frais et son maintien durant le délai de maniabilité, le comportement par rapport au retrait plastique et le risque de fissuration associé et l’évolution de la micro et méso-structure pendant le durcissement et son lien avec l’aptitude au séchage. Le protocole utilisé pour caractériser l’absorption sera l’évaporométrie à 20°C et 50 % d’HR. Il permet d’estimer l’état saturé superficiellement sec, état pour lequel les échanges entre le matériau recyclé et la pâte sont considérés comme négligeables.

Parallèlement à la caractérisation de l’absorption d’eau, la teneur en pâte adhérente des granulats recyclés sera déterminée. Différents protocoles expérimentaux développés au DGCE (Centre ARMINES Douai) pourront être mis en œuvre et comparés. Au final les propriétés d’absorption seront mises en relation avec le type et la quantité de pâte et ceci pour différentes classes granulaires (fines et aggrégats).

Axe 2 - Comportement mécanique

La tâche 2 « Etude du comportement mécanique sous chargements statiques, cycliques et différé des bétons recyclés » consiste à établir des modèles permettant d’établir les relations entre les grandeurs mécaniques et de proposer une extension des Eurocodes aux bétons à granulats recyclés. De façon plus générale, il s’agit de proposer un modèle macroscopique (élasto-viscoplastique endommageable) permettant de décrire le comportement des bétons recyclés sous chargements monotone, cyclique et différé en se basant sur une approche expérimentale couplée. Des essais de traction, compression sous différents types de chargements seront conduits. Les modules élastiques seront déterminés en statique et en dynamique. Les mécanismes d’endommagements seront étudiés à travers des observations microscopiques. Des essais cycliques à déformations imposées en compression et traction seront conduits pour identifier les paramètres du modèle de comportement mécanique. On se basera sur des modèles existants en introduisant les porosités initiales dues à la présence du mortier du béton recyclé.

Axe 3 - Durabilité

La tâche 3 « Durabilité » permettra d’évaluer l’influence des granulats issus du recyclage sur les performances de durabilité des bétons. Les essais seront réalisés sur différents lots de granulats issus du recyclage afin de prendre en compte la variabilité de leurs caractéristiques. Les travaux expérimentaux porteront sur la résistance des bétons à la carbonatation et à la migration des chlorures. Des essais seront également réalisés afin de statuer sur l’influence des constituants issus du recyclage sur les conditions d’amorçage de la corrosion des armatures. Les analyses comparatives seront menées sur deux familles de bétons de différentes classes de résistance, des C25/30 et des C40/50, représentatifs des bétons destinés aux bâtiments utilisés pour le béton coulé sur chantier et dans les usines de préfabrication. Pour chacune des familles, trois bétons seront réalisés : deux avec des granulats recyclés, un troisième comportant des granulats traditionnels (référence). Les données issues des travaux expérimentaux seront utilisées pour réaliser des calculs prédictifs de la durée de vie des ouvrages.

Un modèle probabiliste sera utilisé pour évaluer le comportement à long terme des bétons vis-à-vis de la corrosion, de la migration des chlorures et des risques de corrosion des armatures. Il s’agit en particulier d’intégrer la variabilité des caractéristiques et propriétés du béton en tenant compte de celle propre aux granulats recyclés.