Mesure de l'évolution de la perte en masse

Le suivi de l'évolution de la perte de masse est effectué dès le démoulage, pendant 61 jours pour les bétons autoplaçants et ordinaires et 55 jours pour les bétons de fibres de chanvre.

3.1.1. Cas des bétons ordinaires et autoplaçants

Les résultats de mesure de la perte de masse des bétons ordinaires et autoplaçants sont présentés sur les figures 4.7 et 4.8.

La figure 4.7 montre que les bétons ordinaires et autoplaçants présentent deux phases essentielles de l'évolution de la perte de masse.

La première phase entre (0 et 30 jours), où une cinétique très rapide de perte de masse et une grande quantité d'eau perdue sont observées.

La deuxième phase (entre 30 et 61 jours), cette phase est caractérisée par une cinétique de perte de masse et une quantité d'eau perdue moins importante que la première phase, et une tendance vers la stabilisation de ces dernières est observée.

La perte de masse du béton est liée à la perte d'eau (séchage du béton), au jeune âge le béton se trouve en déséquilibre hygrométrique (80 à 100% HR) avec le milieu extérieur (en moyenne 50% HR) à cause du surplus d'eau contenue dans les pores de béton. Ce déséquilibre se traduit par le mouvement de l'humidité présente dans le béton vers l'extérieur selon deux modes de transport couplés [122] :

 Le transport de l'humidité sous phase liquide, par un gradient de pression (gouverné par la perméabilité du réseau poreux, ce mouvement peut être décrit par la loi de Darcy);  Le transport de l'humidité sous phase vapeur sous gradient de concentration (gouverné

par la diffusivité de la vapeur d'eau, ce mouvement peut être décrit à l'aide de la première loi de Fick J=-D dc/dL).

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Initialement, la vapeur d'eau se diffuse rapidement vers le milieu extérieur (première phase de perte de masse). Au fur et à mesure de l'avancement du séchage, l'eau se raréfié dans les pores du béton, la perte d'eau diminue, et par la suite la cinétique de perte de masse et la quantité d'eau perdue diminuent (deuxième phase de perte de masse).

Figure 4.7. Evolution de la perte de masse

La figure 4.8 montre que la perte de masse totale pendant 61 jours est légèrement supérieure pour les bétons autoplaçants que pour les bétons ordinaires.

L'ajout de fibres métalliques et polypropylènes a augmenté légèrement la perte de masse des deux types de bétons, ceci est peut être dû à une augmentation de la perméabilité des bétons fibrés.

Figure 4.8. Perte de masse totale après 61 jours pour différents types de bétons 3.1.2. Cas des bétons de chanvre

La perte de masse est une caractéristique importante pour les bétons de chanvre parce qu'elle est en relation avec le durcissement de ces derniers, comme pour les deux types de bétons

0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 0 20 40 60 80 Per te d e m asse (% ) temps ( jours)

Perte de masse BAP Perte de masse BAPFM Perte de masse BAPFP Perte de masse BO Perte de masse BOFM Perte de masse BOFP

2,01 % ^{2,13 % 2,09 %} 2,29 % 2,30 % ^{2,47 %} 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0

BO BOFM BOFP BAP BAPFM BAPFP

Per te d e m asse ap ré s 62 jou rs (% ) Types de bétons

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précédents. Le béton de chanvre dès sa mise en oeuvre libère de l'eau utilisée lors de sa fabrication pour être en équilibre hydrique avec le milieu ambiant [123].

Les résultats de mesure de la perte de masse des différents bétons de fibres de chanvre sont présentés sur la figure 4.9.

Figure 4.9. Evolution de la perte de masse durant 55 jours pour les trois bétons de fibres de chanvre

La figure 4.9 montre que les trois bétons ont un comportement au séchage similaire où deux phases de séchage sont facilement identifiables:

La première phase (entre 7+0 jours et 7+11 jours): dans cette phase l'eau s'évapore avec des quantités importantes et d'une façon rapide;

La deuxième phase (entre 7+11 jours et 55 jours) : dans cette phase la vitesse d'évaporation et la quantité d'eau évaporée sont moins importantes que dans la première phase.

Selon Whitaker [124] (cité par Cerezo [57]), le mécanisme de séchage se produit par le biais de deux zones, une zone diffusionnelle et une zone à teneur en eau initiale. La zone à teneur en eau initiale se situe à l'intérieur de l'échantillon, elle joue le rôle de réservoir et elle alimente en eau la zone diffusionnelle (l'eau remonte par capillarité) qui se situe initialement à la surface de l'échantillon. La zone diffusionnelle permet la vaporisation puis l'évacuation vers le milieu extérieur de l'eau qui existe dans cette zone et de l'eau remontée. Pour maintenir l'équilibre hydrique à l'intérieur de l'échantillon, l'eau remonte à chaque fois à partir d'une teneur en eau dite critique, l'eau liquide ne peut plus rejoindre la surface. Un gradient de teneur en eau se développe et la vitesse de séchage décroît. Cette dernière est gouvernée par la diffusion de vapeur. Une zone sèche apparaît en surface du matériau, la zone diffusionnelle s'éloigne de la surface en gardant quasiment la même épaisseur et la zone à teneur en eau initiale décroît jusqu'à disparaître à la fin du séchage.

Les pertes de masse totales des BC, BCFP et BCFM sont respectivement 26.49%, 24.63% et 23.12%. Donc pour une même quantité d'eau de gâchage initiale, le BC perd une quantité d'eau de gâchage supérieure (après le démoulage) au BCFP et BCFM. Ceci est peut être lié au

0 5 10 15 20 25 30 0 10 20 30 40 50 60 Per te d e m asse (% ) Temps (jours) Perte de masse BC perte de masse BCFM Perte de masse BCFP

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transport d'humidité moins rapide pour le BC que pour le BCFP et le BCFM (les BCFP et BCFM perdent une quantité d'eau supérieure avant le démoulage).

Enfin, il faut distinguer le séchage du durcissement du béton de chanvre quand on analyse l'influence de l'ambiance (la température et l'humidité relative) sur l'évolution dans le temps de ces deux phénomènes. Le durcissement d'une pâte de chaux aérienne est lié à la transformation de la chaux éteinte (Ca(OH)2) en carbonate de calcium (CaCO3), l'avancement de la réaction de carbonatation s'accompagne d'une augmentation de masse du béton de chanvre (la masse molaire de la matrice(Ca(OH)2) est environ 1.35 la masse molaire du liant (CaCO3)), tandis que le séchage du BC correspond à une perte de masse de ce dernier [123].