Résultats

1) Expansions

Les courbes d’expansion représentent les résultats des mesures d’expansions réalisées pendant le suivi des éprouvettes. La fréquence de ces mesures est élevée durant la période de vitesse maximale d’expansion (une fois par semaine) et diminue lorsque la vitesse d’expansion se stabilise à une valeur faible (une fois par mois). Chaque point du graphique est issu de la moyenne des expansions calculées sur trois éprouvettes, chacune faisant l’objet d’une mesure d’expansion indépendante sur ses trois génératrices.

Les figures 5-6 et 5-7 sont le résultat du suivi des mesures d’expansions de toutes les éprouvettes conservées à 38°C et à 20°C. À noter que les barres d’erreur représentées dans les différentes figures de ce chapitre représentent l’intervalle de confiance des mesures à plus ou moins un écart type.

104 Figure 5-7 Expansion des éprouvettes conservées à 20°C

Le début d’expansion a été enregistré après 75 jours pour les éprouvettes conservées à 38°C et environ 100 jours pour celles placées à 20°C. L’observation de fissures sur les parois latérales des éprouvettes a commencé pour une valeur comprise entre 0,5 % et 0,6 % d’expansion. L’amplitude des gonflements des éprouvettes conservées à 38°C montre comme attendu que plus la température au jeune âge augmente, plus le gonflement est important. En effet on observe le maximum d’expansion pour les éprouvettes 5Jours_80°C, 3Jours_80°C et 3Jours_85°C. Pour ces éprouvettes le potentiel de gonflement est respectivement 2,23 %, 1,5 %, 1,8%. En ce qui concerne les éprouvettes conservées à 20°C, l’influence du traitement thermique au jeune âge n’est pas totalement claire. En effet, on observe que les éprouvettes 3jours_80°C font un gonflement plus élevé que celles associées aux traitements 5 jours 80°C et 3 jours 85°C.

En ce qui concerne la précision des mesures, on indique par la barre d’erreur représentée dans les (figure 5.6) et (figure 5.7) l’écart type des mesures. Pour les éprouvettes stockées à 38°C cet écart type est très faible ce qui veut dire que la dispersion des mesures autour de la valeur moyenne est faible, alors que pour les éprouvettes stockées à 20°C l’écart type est faible au début de du gonflement et il est de plus en important à la fin du gonflement.

En comparant les résultats des éprouvettes conservées à 20°C à celles conservées à 38°C, on remarque que le début d’expansion est nettement en avance pour celles conservées à 38°C. De façon quantitative, le temps de latence de ces éprouvettes est nettement plus court. En ce qui concerne les éprouvettes 80°C_3jours et 80°C_1Jours, le potentiel de gonflement est nettement plus grand à 20°C qu’à 38°C, alors que les éprouvettes 85°C_3jours et

105 80°C_5Jours ont un potentiel presque identique à 38°C et à 20°C. Une représentation de ces deux cas est donnée dans les figures 5-8 et 5-9.

Figure 5-8 Courbes de gonflement des éprouvettes 80°C_1jour conservées à 38°C et 20°C

Figure 5-9 Courbes de gonflement des éprouvettes 85°C_3jours conservées à 38°C et 20°C

On peut conclure que la température de stockage agit d’une façon significative sur la cinétique du gonflement. Mais son action sur le potentiel de gonflement n’est pas très claire. Ceci plaide pour davantage de données expérimentales et d’investigations. Pour cette raison dans notre modélisation on ne va pas considérer l’effet de la température de conservation sur le gonflement induit par la RSI. Certes cette hypothèse peut induire des erreurs mais dans l’état actuel des choses on ne peut pas conclure une influence claire.

2) Variation de masse

Dans les figures 5-10 et 5-11 on compare le gain de masse enregistré sur les éprouvettes en béton conservées à 38° et 20°C.

106 Figure 5-10 Gain de masse des éprouvettes conservées à 38°C

Figure 5-11 Gain de masse des éprouvettes conservées à 20°C

La variation de gain de masse des éprouvettes conservées à 38°C (figure 5-10) et à 20°C (figure 5-11) montre deux phases distinctes: la première phase commence après quelques jours d’immersion, et se traduit par un gain de masse de l’ordre de 0.4 %. Ce gain de masse est dû à la pénétration d’eau dans le milieu poreux. Une deuxième phase atteint des valeurs beaucoup plus élevées que la première, elle est observée pour les bétons dont l’expansion est significative. Ce gain de masse peut atteindre 2.5%, il est dû à une pénétration d’eau dans les fissures formées par l’expansion de l’ettringite. Cette pénétration d’eau supplémentaire crée un apport d’eau au milieu réactif ce qui favorise la formation d’ettringite.

3) Examen au MEB

Des observations au microscope électronique à balayage ont été faites sur les éprouvettes qui ont le plus gonflé à savoir 3 jours_80°C et 5jours 80°C éprouvettes conservées respectivement à 20°C et à 38°C.

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i.

Cas des surfaces fraiches

Les observations au MEB montrent l’existence d’une quantité importante d’ettringite sous différentes formes selon l’endroit où elle est formée. Elle a une allure comprimée lorsqu’elle se forme dans les fissures ou à l’interface pâte-granulat (figure 5-12). Elle a une allure d’aiguilles lorsqu’elle se forme dans les pores ou cavités (figure 5-13).

Figure 5-12 Ettringite en aiguille formée dans une cavité

Figure 5-13 Ettringite comprimée formée sur un granulat

ii.

Cas des surfaces polies

Les images prises en surface polie montrent dans plusieurs cas que l’ettringite comprimée se forme essentiellement dans les fissures ; cette formation accentue l’ouverture des fissures. La propagation de ces fissures vers les granulats provoque la formation d’ettringite à l’interface pâte-granulat. Cette constatation est à vérifier par plus d’observations des éprouvettes atteintes de RSI. Elle s’inscrit en pleine cohérence avec les observations connues. Il n’est pas mis en évidence de différence morphologique ou quantitative entre les éprouvettes conservées à 20°C où à 38°C du point de vue de l’ettringite différée formée.

108 Figure 5-14 Ettringite comprimée formée dans les fissures

Ces différentes analyses au MEB ont bien confirmé que la cause de l’expansion est l’ettringite. Cette ettringite se forme essentiellement dans la pâte de ciment, dans les pores et les fissures. Cette précipitation crée une ouverture de fissure dans la pâte et une propagation de la formation de l’ettringite jusqu'à l’interface pâte-granulats (5-14).

On n’observe pas de différence claire entre l’ettringite formée dans les éprouvettes conservés à 20°C ou à 38°C, ni en terme de morphologie, ni en termes de localisation.