Cette synth`ese bibliographique a ´et´e men´ee pour r´ealiser un ´etat de l’art sur les b´etons soumis `a des temp´eratures ´elev´ees. Nous nous sommes int´eress´es aux caract´ eris-tiques de conception et de r´ealisation des BAP, ainsi que le comportement m´ecanique `a temp´erature ambiante de ces derniers. A cela, il faut ajouter l’´etude du mat´eriau b´eton apr`es un chauffage `a haute temp´erature et plus particuli`erement `a celui des BAP.
Le b´eton autopla¸cant est apparu dans les ann´ees 90 au Japon. Le BAP est un b´ e-ton tr`es fluide, dont la sp´ecificit´e est de se mettre en place sans vibration, sous le seul effet de son poids propre. Son utilisation contribue `a am´eliorer les conditions de travail sur chantier. Les BAP se composent d’un grand volume de pˆate riche en fines associ´e `
a une faible proportion de granulats dont la fluidit´e est am´elior´ee par l’utilisation de superplastifiants et ´eventuellement d’agent de viscosit´e. A l’´etat durci, les propri´et´es m´ecaniques et physico-chimiques sont influenc´ees par la composition. La microstructure des BAP diff`ere de celle des BV. L’ajout de additions min´erales am´eliore la distribution des tailles de pores ce qui conduit `a une densification de la microstructure. Du point de vue m´ecanique, l’emploi d’additions min´erales multiplie le site de nucl´eation am´ e-liorant la r´esistance au jeune ˆage. A long terme, le comportement m´ecanique peut ˆetre compar´e aux BV. Mais, dans certains cas, le volume de pˆate ´elev´e peut avoir un effet r´eel mais limit´e sur le comportement m´ecanique entraˆınant soit une augmentation, soit une diminution de ces propri´et´es.
A partir des donn´ees exp´erimentales sur le comportement `a haute temp´erature des b´etons, il est possible de distinguer diff´erents comportements. L’´el´evation de temp´ era-ture modifie les propri´et´es m´ecaniques et physico-chimiques des b´etons. En particulier, on observe une augmentation de la porosit´e, associ´ee `a celle de la perm´eabilit´e. Tous ces ph´enom`enes sont li´es `a des transformations physico-chimiques et, notamment `a une d´eshydratation et `a une d´ecomposition des hydrates (associ´ees `a une perte de masse). A cela s’ajoute l’incompatibilit´e pˆate-granulats qui entraˆıne l’apparition de microfissures. Mais, l’incompatibilit´e peut ˆetre r´eduite en modifiant la nature du granulat employ´e. Concernant les propri´et´es m´ecaniques en fonction de la temp´erature d’exposition, leur ´evolution est tr`es variable et tr`es complexe avec une grande dispersion des r´esultats. On
constate soit des gains ou soit des pertes de r´esistance. Des hypoth`eses sont avanc´ees pour expliquer la variation des propri´et´es. Mais, l’origine microstructurale de ces varia-tions n’est pas encore bien comprise. De plus, l’´etude bibliographique fait apparaˆıtre une action favorable des fibres de polypropyl`ene sur le risque d’´eclatement (am´elioration de la perm´eabilit´e avec la formation de pores capillaires expliqu´ee par la fusion des fibres). Concernant les BAP soumis `a de hautes temp´eratures, l’´etude bibliographique ne permettent pas de montrer clairement une diff´erence des propri´et´es m´ecaniques entre BV et BAP. N´eanmoins, les propri´et´es m´ecaniques et physico-chimiques sont influen-c´ees par la composition, et notamment la nature de l’addition min´erale. Certaines ´
etudes ont montr´e un risque d’´eclatement des BAP plus ´elev´e que pour les BV. Or, d’autres ´etudes observent un risque d’instabilit´e thermique similaire entre les BAP et les BV. Mais, l’ajout de fibres de polypropyl`ene r´eduit le risque d’instabilit´e. Concer-nant les propri´et´es thermiques et physico-chimiques, les BAP et BHP poss`edent des comportements analogues, hormis `a 800˚C (ph´enom`ene de d´ecarbonatation des fillers calcaires). Les propri´et´es de transfert (porosit´e et perm´eabilit´e) comportent peu de r´esultats, n´eanmoins, la bibliographie souligne la d´egradation de ces propri´et´es avec l’´el´evation de la temp´erature.
L’´etude du comportement `a haute temp´erature des b´etons pr´esente une ´evolution des propri´et´es m´ecaniques tr`es variable et tr`es complexe. Que ce soit pour les BAP ou les BV, la bibliographie ne permet pas de d´efinir une ´evolution pr´ecise. Notre objectif est donc d’´etablir une comparaison des propri´et´es m´ecaniques entre les BAP et les BV, mais ´egalement d’en d´efinir leur ´evolution avec l’´el´evation de la temp´erature.
L’´etude bibliographique montre clairement que le comportement `a haute temp´ era-ture des b´etons d´epend tr`es ´etroitement des modifications microstructurales et physico-chimiques qui se produisent au sein du mat´eriau. Mais le lien entre ces modifications `
a l’´echelle de la microstructure et le comportement macroscopique du b´eton n’est pas encore clairement ´etabli. Notre objectif est donc ´egalement de relier le comportement macroscopique `a l’´etude de la microstructure.
L’utilisation de granulats l´egers limite la perte des propri´et´es m´ecaniques et r´eduit l’incompatibilit´e pˆate-granulats. Mais, le comportement de BAP de granulats l´egers n’a jamais ´et´e r´ealis´e. Notre objectif est donc d’´etudier le comportement `a haute tem-p´erature de b´eton autopla¸cant r´ealis´e avec des granulats l´egers.
Nous proposons dans la suite du document d’´etudier le comportement `a haute tem-p´erature de 2 BAP et d’un BV issus du PN B@P. Nous nous int´eressons aux b´etons du PN B@P car ces b´etons ont fait l’objet d’une ´etude pouss´ee tant `a l’´etat frais qu’`a l’´etat durci. L’´etude de 2 BAP nous permet d’avoir 2 b´etons de r´esistance diff´erents aux quels nous comparons un BV de r´esistance proche d’un des 2 BAP. Les b´etons test´es vont nous permettre de comparer le comportement m´ecanique et microstructural des BAP `a celui du BV de r´esistance mod´er´ee. Du point de vue du mat´eriau, nous allons
lent. Parall`element `a l’´etude des propri´et´es m´ecanique, nous allons nous int´eresser `a la microstructure des BAP. Nous allons r´ealiser des observations microscopiques au MEB associ´ee `a une analyse d’images, suivi d’analyses thermiques. Ces r´esultats seront ´ etu-di´es en parall`ele des propri´et´es m´ecaniques et physiques. Pour compl´eter cette ´etude, des essais seront r´ealis´es pour caract´eriser le comportement `a haute temp´erature de BAP de granulats l´egers. Cette ´etude va comporter `a la fois des essais m´ecaniques (r´ e-sistance `a la compression, `a la flexion), des essais physiques (porosit´e), des observations microscopiques au MEB coupl´ees `a une analyse d’image et des analyses thermiques.