ACCELERATION DU DURCISSEMENT DU BETON AVEC DE L’ENERGIE GEOTHERMIQUE

INTRODUCTION

              Le béton, comme matériaux de construction le plus utilisé dans la construction, permet de réaliser des prouesses technologiques telles que barrages, ponts, immeubles, tunnels, centrales nucléaires. Son intérêt vient de sa grande facilité de mise en œuvre, sa résistance à la compression, sa durabilité et d’autres qualités. Les origines du béton de terre remontent à la plus haute antiquité, mais c’est au XXème siècle que l’utilisation du béton se généralise aux dépens de l’acier et de la maçonnerie. Aujourd’hui le béton doit répondre à un ensemble de spécification très précise qui sont : la rhéologie, la résistance au jeune âge, les aspects de parement, la résistance à 28 jours, la durabilité. Le béton est un matériau composite. Il est constitué de plusieurs matériaux différents, qui forment un mélange, soit à la mise en œuvre (béton frais), soit après durcissement (béton durci). Ces composants sont mélangés dans des proportions étudiées afin d’obtenir des propriétés souhaitées telles que la résistance mécanique, la consistance, la durabilité, l’aspect architectural (formes, teintes, textures), la résistance au feu, l’isolation thermique et phonique, et ceci en utilisant des méthodes spécialisées dites « méthodes de formulation du béton ». Le durcissement du béton est le passage d’un état plastique à un état durci et grâce à un résultat d’un certains nombres de réactions chimiques entre l’eau de gâchage et les grains de ciment appelé réaction d’hydratation du ciment Portland. La structure du béton est composée de deux principaux constituants : les granulats et la matrice :
– Les granulats représentent en moyenne 70% à 80% du volume du béton, on les trouve sous forme de sables, de graviers ou de cailloux. Ils sont considérés comme un renfort mécanique, et ils sont traités comme des inclusions. Les granulats sont obtenus à partir des carrières de roches massives, de gisements alluvionnaires et artificiels tels que les laitiers, les argiles et les schistes expansés. Ils conditionnent la compacité du matériau ainsi que ses caractéristiques mécaniques.
– La matrice liante enrobe et lie les granulats entre eux. Elle est formée d’une structure complexe poreuse source d’échanges internes et externes. Il existe plusieurs types de matrice parmi lesquelles on trouve : la pâte de ciment, la résine et le liant hydrocarboné. Un examen plus approfondi montre que la structure du béton présente un caractère hétérogène sur un domaine de dimensions extrêmement étendu.
Le béton est un matériau composite. Il est constitué de plusieurs  matériaux différents, qui forment un mélange, soit à la mise en œuvre (béton frais), soit après durcissement (béton durci). Ces composants sont mélangés dans des proportions étudiées afin d’obtenir des propriétés souhaitées telles que la résistance mécanique, la consistance, la durabilité, l’aspect architectural (formes, teintes, textures), la résistance au feu, l’isolation thermique et phonique, et ceci en utilisant des méthodes spécialisées dites «méthodes de formulation du béton ».

BETON A DURCISSEMENT RAPIDE

          Les bétons à durcissement rapide sont des bétons dont le développement des résistances mécaniques est accéléré, ces bétons permettent la réalisation de petits ouvrages de réparation ou des travaux sur des éléments d’ouvrages demandant une remise en service rapide ainsi que le décoffrage, ou la mise en précontrainte le plus rapidement en fabrication. Le durcissement rapide des bétons est obtenu soit par des adjuvants accélérateurs de durcissement, des ciments à durcissement rapide, la diminution du rapport E/E ou bien par le traitement thermique.

L’ESSAI LOS-ANGELES « LA »

            L’essai Los-Angeles consiste à introduire dans un cylindre horizontal une certaine quantité du granulat à étudier avec un certain nombre de boules d’acier et de vérifier la quantité de fine produite après un temps de rotation défini. D’après la norme NF P 18-541, la valeur du coefficient LA est limitée à 40, sauf dans le cas des bétons pour lesquelles la résistance à 28jours doit être supérieure à 36 MPa où l’on doit avoir LA ≤ 30.

ADJUVANT ACCELERATEUR ET RETARDATEUR DE PRISE

ACCELERATEUR DE PRISE Les adjuvants accélérateurs de prises diminuent le temps de passage du béton de l’état plastique à l’état solide, ce sont, en général, des alcalis, carbonates et sulfates de soude ou de potasse.
RETARDATEUR DE PRISE Les adjuvants accélérateurs de durcissement accélèrent le développement des résistances initiales des bétons, parmi ces accélérateurs on distingue les chlorures et les carbonates. Cependant, l’emploi d’adjuvants présente divers inconvénients dus à leur sensibilité à la nature du ciment et des granulats, ainsi qu’aux conditions de fabrication et d’emploi du béton et aussi les accélérateurs de durcissements qui contiennent des ions chlores favorisant la corrosion des aciers ; leur usage est limité sévèrement en béton armé et interdit au béton précontraint.

TRAITEMENT THERMIQUE PAR IR

            Le procédé de traitement thermique par rayonnement infrarouge utilise des panneaux chauffant. Il constitue d’émetteurs infrarouges qui peuvent être alimentés en électricité ou au gaz (propane ou butane). Son utilisation est limitée au bétonnage par temps froid et l’accélération du durcissement de pièces d’épaisseur est inférieur à 10 cm.

EXPLOITATION DE L’ENERGIE GEOTHERMIQUE

               L’exploitation de la géothermie dépend du type de gisement et du fluide géothermique existant, ainsi on distingue quatre types de géothermie : « Géothermie haute énergie » : géothermie des régions privilégiés caractérisé par des températures supérieurs à 150° C, la vapeur (sèche et humide) récupéré est destinée principalement à la production d’électricité. La vapeur puisée dans le réservoir géothermique est utilisée pour faire tourner une turbine. Ainsi, grâce à un alternateur, on pourra produire de l’électricité de manière non polluante ; « Géothermie moyenne énergie » : caractérisée par de températures allant de 80 à 150° C, cette température ne permet pas la production directe de l’électricité ; « Géothermie basse énergie » : géothermie des aquifères profondes (entre quelques centaines et plusieurs milliers de mètres) aux températures allant de 60 à 80° C ; « Géothermie très basse énergie » : géothermie de faible profondeur, des nappes phréatiques au niveau de température allant de 20 à 60° C.

Table des matières

INTRODUCTION GENERALE
Première partie : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUE
Chapitre I – Generalites sur le béton
Chapitre II – Les principaux constituants du béton
Chapitre III – Formulation du béton
Deuxième partie : ETUDES EXPERIMENTALES
Chapitre IV – Traitement thermique
Chapitre V – Caracterisation des matières premières
Chapitre VI – Interpretations
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
REFERENCES WEBOGRAPHIQUES
ANNEXE 1
ANNEXE 2

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