Mise au point d’un protocole modifié

Nous cherchons, dans cette section, à fixer un protocole qui nous permettra de reproduire un phénomène réaliste de consolidation. Ceci suggère que la réponse du

matériau devrait obéir aux propriétés d’une consolidation réelle. Nous rappelons ainsi

que, d’après la loi de Darcy, la réponse du matériau pendant le phénomène de consolidation devrait dépendre de la pression appliquée. Quand l’état de consolidation finale est atteint, la vitesse devrait diminuer en fonction du temps jusqu’à s ‘annuler. Dans ce cadre, une série d’essais sera réalisée en variant la hauteur de remplissage du cylindre et la pression appliquée. Une étude comparative de la réponse du système au cours de ces essais nous permettra alors d’exclure les paramètres qui ne répondent pas aux caractéristiques d’une consolidation citées ci-dessus. Par ailleurs, il est important de garder à l’esprit que nous avons choisi de réaliser cette étude sur un béton. Ceci nous permettra de se rapprocher de la pratique. Ainsi, nos éventuelles suggestions de modifications ne se limiteront pas à l’échelle de la pâte de ciment en laboratoire.

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choisi pour cette étude de tester notre pâte de référence. Cette méthode sera enfin validée aussi sur des résultats à l’échelle béton.

4.2.2.2.1 Résultats expérimentaux

Nous avons réalisé des essais Bauer sur béton en variant la hauteur du remplissage

(complet, 2/3 htot et 1/3 htot). Pour chaque hauteur, nous avons varié la pression appliquée (5bars ; 3bars et 1bar). Les mesures ont été ensuite réalisées toutes les minutes pendant au minimum 15 minutes. La formule du béton testé est présentée dans

le Tableau 4-2 et les fiches des matériaux utilisés sont fournies en ANNEXE B.

Tableau 4-2 Formule du béton testé (dosages en kg par m3 de béton) Formule Kg/m³ CEM (Référence) 410,00 Eau 184,50 S1 904,65 G1 863,53 E/C 0,45

Nous traçons sur la Figure 4-9, la Figure 4-10 et la Figure 4-11 le volume d’eau

récupérée en fonction du temps pour les trois hauteurs testées.

Figure 4-9 Volume d’eau récupérée à différentes pressions du Bauer en fonction du temps : Pressions (5 bars, 3 bars et 1 bar) – Remplissage (Complet)

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Figure 4-10 Volume de l’eau récupérée à différentes pressions du Bauer en fonction du temps : Pressions(5 bars, 3bars et 1 bars) - Remplissage(2/3)

Figure 4-11 Volume de l’eau récupérée à différentes pressions du Bauer en fonction du temps : Pressions(5 bars, 3bars et 1 bars) - Remplissage(1/3)

4.2.2.2.2 Analyses et discussions

Nous notons pour toutes les courbes tracées une période d’accélération suivie d’une période de ralentissement. Ce comportement est en cohérence avec le comportement

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d’un phénomène de consolidation. En revanche, nous observons pour les deux hauteurs

de remplissage les plus élevées (complet et 2/3) que le volume récupéré ne dépend pas

de la pression appliquée. Nous notons ainsi une réponse identique du système sous une pression de 5 et 3 bars. Ce résultat n’est pas cohérent avec les propriétés d’une consolidation réelle. Il suggère par conséquent que, outre que la consolidation, un autre phénomène entre en jeu dans l’extraction d’eau mesurée.

Par ailleurs, si nous nous focalisons sur les 2 premières minutes de l’essai (Cf. Figure

4-12), nous observons une phase de dépendance à la pression très courte. Puis, au bout

de 3min, les deux courbes se superposent (Cf. Figure 4-9et Figure 4-10). Ceci pourrait

être expliqué par le fait qu’au début l’intégralité de l’échantillon est homogène. Ensuite, rapidement et au bout de quelques minutes, nous pourrions noter la création d’une couche dense dans la partie inférieure de l’échantillon. La compacité de cette couche augmente avec le temps. Ceci suggère que le ralentissement de la vitesse est du à l’atteinte de la compacité maximale de cette couche et non pas de l’intégralité du matériau. Il semble important de noter que la présence de cette couche est observée en vidant le cylindre du Bauer à la fin de l’essai.

Figure 4-12 Volume de l’eau récupérée à différentes pressions du Bauer en fonction du temps : Début de

l’essai (150s)- Remplissage (complet-2/3)

0 10 20 30 40 50 0 30 60 90 120 150 Vo lu m e (m l) Temps (s) 5bar complet 3bar complet 1bar complet 0 10 20 30 40 50 0 30 60 90 120 150 Vo lu m e (m l) Temps (s) 5bar 2/3 3bar 2/3 1bar 2/3

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A la lumière de ces constatations, nous pouvons alors conclure que l’utilisation de ces deux hauteurs semble être non représentative d’une consolidation homogène. Cependant, un remplissage de 1/3 (10cm) semble être avantageux afin de reproduire un phénomène réel de consolidation. En effet, comme illustré sur la Figure 4-11, nous notons pour ce cas une forte dépendance à la pression appliquée pour les trois pressions étudiées. Cette nouvelle hauteur de remplissage nous permet par ailleurs de suggérer que l’essai Bauer pourrait être réalisé dans un appareil d’essai Baroid présenté dans la

section 4.2.1 De plus, notre choix de remplissage partiel du récipient rejoint le choix de

la hauteur de remplissage du récipient de l’essai « Pressure vessel test » décrit dans la section 4.1.1. Pour cet essai, sans fournir de raison précise, ils ont choisi une hauteur de remplissage de 17cm d’un récipient de hauteur totale de 30cm.

Concernant le choix de la pression, il semblerait indispensable, pour la précision de l’analyse, de réaliser l’essai pendant 15 minutes au minimum. Ainsi, il est nécessaire de garder à l’esprit que la durée de la cartouche d’air comprimé, comme mentionné plus haut, est limitée et pourrait limiter ainsi la durée de l’essai Bauer. Nous proposons alors de choisir une pression de 1bar ou 3bars qui permet d’augmenter la durée d’application de la pression avec une seule cartouche

4.2.2.2.3 Protocole modifié

Toutes nos observations et analyses nous permettent de retenir les paramètres suivants :

• Pression = 1bar ou 3bars

• Hauteur de remplissage = 10cm (1/3 de la hauteur totale)

• Durée de l’essai = minimum 15min

Ce protocole est appelé par la suite « Protocole modifié ». Nous rappelons que le protocole de base est appelé « Protocole standard ».

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