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Partie I. Analyse bibliographique
L’existence de la zone de transition est attribuée à deux principaux phénomènes : d’une part,
l’effet de paroi des granulats vis-à-vis des particules fines du mélange et, d’autre part,
l’accumulation locale d’eau sous les granulats due à la vibration lors de la mise en place du
béton (micro-ressuage). Le premier phénomène induit un gradient de rapport E/C dans la pâte
entourant les granulats et le second phénomène peut entraîner une certaine hétérogénéité de ce
gradient autour des granulats (Ollivier et al., 1995).
II.5.4.2. Effet de paroi
De nombreux chercheurs ont observé, même sur des bétons bien malaxés (Diamond et Huang,
2001), un déficit croissant de grains de ciment non hydratés à mesure que l’on s’approche de
la surface des granulats. Cet effet de paroi, largement décrit par Scrivener et Pratt (Scrivener
et Pratt, 1994), produit des gradients microstructuraux entre le cœur de la pâte de ciment et la
zone d’interface. Il en résulte un arrangement spatial des grains de ciment anhydres plus lâche
à proximité de la surface des granulats et un rapport E/C qui augmente du cœur de la pâte à la
surface des granulats. Ceci induit un rapport E/C plus faible au cœur de la pâte. Scrivener et
al. (Scrivener et al., 1996) et Cwirzen et Penttala (Cwirzen et Penttala, 2005) ont noté une
augmentation de la porosité importante (de 25 à 30%) dans une zone située à environ 35-45
microns de la surface des granulats. Selon Ollivier et al. (Ollivier et al., 1995), un rapport
E/C localement plus grand induit des sites de nucléation moins nombreux et la formation de
cristaux mieux formés et orientés de façon préférentielle, en contact direct avec les granulats.
Kjellsen et al. (Kjellsen et al., 1998) et Cwirzen et Penttala (Cwirzen et Penttala, 2005) ont
observé que la zone de transition autour des granulats est caractérisée par de plus faibles
quantités de grains anhydre, des hydrates plus petits, de plus grandes quantités de cristaux
d’hydroxyde de calcium et une porosité capillaire plus importante. Par contre, pour des bétons
à E/C = 0,3 et 0,4 et avec 5 et 10% de fumée de silice, Kjellsen et al. n’ont pas mis en
évidence une différence significative de composition entre les C-S-H formés au cœur de la
pâte de ciment et ceux formés dans la zone de transition. Sur des bétons bien malaxés, de
composition normale, Diamond et Huang n’ont noté qu’une faible augmentation de la
porosité dans la zone d’interface et n’ont pas observé de variation significative de la quantité
de C-S-H entre le cœur de la pâte et la zone d’interface (Diamond and Huang, 2001). Ils
expliquent que la forte porosité initiale autour des granulats, liée à l’effet de paroi, est
progressivement remplie par des C-S-H qui précipitent à partir de la solution interstitielle. Ils
en concluent, que sur un béton mature, le pourcentage de porosité de la zone d’interface est
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