microstructure et une étude sur la taille du VER peut permettre d’améliorer les résultats.
Figure 3.30 : Géométrie (gauche) et maillage (droite) d'un VER de MK
Figure 3.31 : Géométrie (gauche) et maillage (droite) d'un VER de CV
Afin de définir les paramètres à améliorer au cours des expériences futures, une étude de sensibilité a été effectuée. Les valeurs d’entrées du module de la pâte et du quartz ainsi que la porosité ont varié et les modèles de Mori-Tanaka (MT) et du schéma dilué (SD) ont été appliqués. Les fractions volumiques des différentes phases solides sont supposées connues avec une précision suffisante. Ensuite, une régression linéaire est effectuée afin de comparer les influences de chacun de ces paramètres, représentées par les pentes des régressions. Dix valeurs générées aléatoirement autour de celle présentée dans le Tableau 3.6 ont été utilisées pour chaque facteur. Les pentes des régressions pour chaque modèle et paramètre sont présentées dans le Tableau 3.9. On peut remarquer une grande influence du module de la matrice sur le résultat final, pour les deux modèles. Ceci reflète la nécessité de porter une grande attention à l’évaluation du module de la matrice par indentation. Le pourcentage de porosité est aussi important à connaître avec une bonne précision. Il est alors nécessaire de définir, en fonction des paramètres de l’indentation, le seuil de taille des pores à considérer, et ensuite la méthode la plus adéquate pour l’évaluer.
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Tableau 3.9 : Pentes de régression linéaire par rapport aux différents paramètres
MK CV S1 MT S1 SD S2 MT S2 SD MT SD Module Matrice (GPa/GPa) 0,90 0,88 0,90 0,89 0,90 0,89 Module Quartz (GPa/GPa) 0,00 0,00 0,01 0,01 0,01 0,01 Porosité (GPa/%) -0,23 -0,27 -0,22 -0,26 -0,12 -0,22 SD : Schéma dilué MT : Mori Tanaka
3.5 BILAN
Dans ce chapitre, une méthodologie pour la caractérisation micromécanique des géopolymères a été développée. La micro-indentation a été utilisée pour mesurer le module élastique des différentes phases présentes dans le matériau. Les résultats obtenus ont montré la sensibilité de cette technique aux différents paramètres de l’essai. Une analyse des différents effets a été présentée, avec la mise en place d’un traitement statistique des données pour une meilleure fiabilité. Les phases observées par indentation ont été confirmées par observation microscopique et analyse EDX. Dans les deux géopolymères étudiés, on note la présence de particules non réactives (quartz, particules de cendres) qui remplissent le rôle d’inclusions dans le comportement global.
Un traitement des images de micro-tomographie aux rayons X a également permis de déterminer la méso-macroporosité présente dans le matériau. Cette porosité a une influence de taille sur les propriétés globales et a été prise en compte lors des calculs d’homogénéisation. Une approche analytique, basée sur les modèles de Mori-Tanaka et du schéma dilué d’Eshelby, ainsi qu’une approche par éléments finis ont été appliquées. Les deux modèles analytiques fournissent des résultats similaires proches des valeurs mesurées. Le module de la matrice géopolymère et la fraction de porosité ont été identifiés comme les paramètres les plus influents sur le résultat final et nécessitent ainsi un soin particulier lors de leur détermination. L’homogénéisation éléments finis a donné des résultats relativement supérieurs aux valeurs mesurées et requiert plus d’affinement lors de la définition des données de l’analyse.
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