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Nguyen , Thanh Ha , 1989-....

Ghorbel , Elhem , 19..-.... , chercheur en génie civil

Bertron , Alexandra , 1975-....

Kamali , Siham , 1974-....

Argoul , Pierre

Amziane , Sofiane

Wardeh , George , 1972-....

Université de Cergy-Pontoise , 1991-2019

École doctorale Sciences et ingénierie , Cergy-Pontoise, Val d'Oise

Laboratoire de mécanique et matériaux du génie civil , Cergy-Pontoise, Val d'Oise

Influence de l'incorporation des bactéries et des granulats légers sur les performances des bétons à matrice cimentaire , Thanh Ha Nguyen ; sous la direction de Elhem Ghorbel

Titre provenant de l'écran-titre

Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie (Cergy-Pontoise, Val d'Oise)

Partenaire(s) de recherche : Laboratoire de mécanique et matériaux du génie civil (Cergy-Pontoise, Val d'Oise) (Laboratoire)

Autre(s) contribution(s) : Ali Zaoui (Président du jury) ; Elhem Ghorbel, Alexandra Bertron, Siham Kamali, Pierre Argoul, Sofiane Amziane, George Wardeh (Membre(s) du jury) ; Alexandra Bertron, Siham Kamali (Rapporteur(s))

Thèse de doctorat Génie civil - Cergy Cergy-Pontoise 2019

Ce travail traite de l’auto-cicatrisation bactérienne de béton C35/45 de classe de consistance de S4 et une classe d'environnement d’exposition XF3.Un adjuvant bactérien a été incorporé à la formulation avec une concentration de 105 cellules/ml. Il est constitué de Bacillus Subtilis de peptone et d’extrait de levure. On montre que l’incorporation de l’adjuvant bactérien entraîne une diminution de la porosité et de la perméabilité aux gaz, une augmentation des résistances mécaniques, du module dynamique et une amélioration de la durabilité. Une auto-cicatrisation complète des échantillons micro fissurés a été observée à 44 jours. La validité de l'utilisation du modèle EuroCode 2, pour prédire l’acquisition des résistances au cours du temps, a été vérifiée et validée. Cependant on observe, qu’après 90 jours de cure, l’effet de l’adjuvant bactérien sur les propriétés étudiées s’estompe, phénomène dû au passage des bactéries d’un état actif à un état inactif et par conséquent d’une forme végétative à un état sporulé. Ainsi, l’utilisation de ce type d’adjuvant bactérien ne permettra pas la réparation des structures qui s’endommagent après quelques années de leur mise en service. La méthode, dite « indirecte », semble la mieux appropriée dans ces cas de figure. La bactérie est, alors, immobilisée avec des nutriments dans d'autres matériaux poreux. On propose d’utiliser les granulats légers de type argile expansée. Une étude préliminaire, conduite dans ce travail, consiste à trouver le % de granulats légers à incorporer dans la formulation du béton sans en affecter les propriétés d’usage. Pour ce faire une étude a été réalisée sur le mortier du béton équivalent. Six mortiers ont été élaborés en faisant varier le taux de substitution du sable naturel par le sable leger, Tv (0, 10%, 25%, 50%, 75%, 100%). Elle a conduit à l’établissement de relations entre les propriétés du mortier et sa résistance à la compression ainsi que sa masse volumique, cette dernière propriété étant reliée au taux d’incorporation, Tv, ainsi que la masse volumique du sable.On démontre que Tv=10% est la fraction volumique optimale de granulats légers. Un béton incorporant 10% de granulat léger a été élaboré et ses caractéristiques comparées au béton de contrôle. On montre que le béton incorporant 10% de granulat léger peut être utilisé comme un béton de structure.

This work deals with bacterial self-healing of concrete of C35 / 45 resistance class, S4 consistency class and an XF3 exposure environment class.A bacterial adjuvant was included in the formulation with a concentration of 105 cells / ml. It consists of Bacillus Subtilis peptone and yeast extract. It is shown that the incorporation of the bacterial adjuvant results in a decrease in porosity and gas permeability, an increase in mechanical strength, dynamic modulus and an improvement in durability. Complete self-healing of micro fissured specimens was observed at 44 days. The validity of the use of the EuroCode 2 model, to predict the acquisition of resistances over the time, was verified and validated. However, it is observed that after 90 days, the effect of the bacterial adjuvant on the studied properties reaches a steady state, due to the passage of bacteria from an active state to an inactive state and therefore of a form vegetative to a sporulated state. Thus, the use of this type of bacterial adjuvant will not allow the repair of damaged structures after a few years of their service life. The so-called "indirect" method seems the most appropriate in these cases. The bacterium is, then, immobilized with nutrients in other porous materials. It is proposed to use expanded clay type aggregates.A preliminary study has been conducted in order to find the percentage of lightweight aggregates to incorporate in the concrete formulation without affecting the properties of use. Hence, six mortars were elaborated by incorporating different volumetric rates of lightweight sand (0%, 10%, 25%, 50%, 75% and 100%). Relationships between the mechanical and thermal characteristics and the compressive strength as well the density of mortars were established. The density was related to the rate of incorporation, Tv, as well as the density of the sand.It is exhibited that Tv = 10% is the optimum volume fraction of lightweight sand. A concrete incorporating 10% of lightweight aggregate has been formulated and its characteristics compared to control concrete. It is shown that concrete incorporating 10% light aggregate can be used as structural concrete.

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