Fissuration des mortiers - CSTB

CONCLUSION GÉNÉRALE
matériau par rapport au béton. En effet, on aurait pu s’attendre à ce que le gain de résistance à la
traction apporté par la meilleure hydratation du mortier qu’on aurait protégé de la dessiccation,
l’empêche de fissurer. Or, c’est plutôt le couplage entre hydratation et séchage, dont l’impact est
amplifié par la forte porosité du milieu et par les cinétiques de séchage extrêmement rapides,
qui semble jouer un rôle clé dans le comportement au jeune âge. Les essais de retrait libre
effectués ont confirmé que les déformations liés à la dessiccation étaient moins importantes
lorsque le mortier était exposé précocement au séchage. Dès lors, nous avons souhaité proposer
un modèle pour expliquer ce comportement. En effet, seul une approche de modélisation permet
de prédire un comportement macroscopique à partir de phénomènes couplés et antagonistes. Ce
dernier a fait l’objet de la dernière partie de ce mémoire.
La modélisation numérique que nous avons proposée se situe à l’échelle macroscopique
tout en s’enrichissant de paramètres identifiés à l’échelle micro ou mesoscopique. Pour l’hydratation,
nous nous sommes basés sur l’équation d’Arrhenius qui permet de suivre de manière
globale la cinétique d’avancement de la réaction, identifiée par un essai de calorimétrie semiadibatatique.
Le transport de l’eau sous forme liquide et gazeuse, est modélisé grâce à la seconde
loi de Fick. Les conditions aux limites de type convectives permettent d’imposer un flux d’eau
évaporée en bord d’éprouvette. Le couplage entre les deux processus est pris en compte par une
nouvelle loi d’hydroactivation qui prend en compte à la fois l’épuisement de l’eau par hydratation
et par dessiccation. Ce modèle a été validé en conditions endogènes en étudiant l’évolution
du degré d’hydratation ultime en fonction du rapport E/C. Il a également été validé en condition
de dessiccation sur les mesures de perte en masse que nous avons réalisées. Par ailleurs,
un nouveau modèle de distribution de la taille des pores a été développé. Celui-ci se base sur
des fondements physiques à travers la représentation de trois classes de porosité comprenant les
capillaires, mais également la distinction dans la porosité des hydrates des inner- et des outer-
C-S-H. De surcroît, il permet de calculer l’évolution de l’isotherme d’adsorption au cours de
l’hydratation et d’enrichir le modèle d’hydroactivation, en calculant la teneur en eau minimale
pour laquelle l’hydratation est stoppée. La condition aux limites de séchage est également plus
réaliste car le flux d’eau évaporée est déterminé en fonction de la teneur en eau à l’équilibre avec
l’humidité relative extérieure. Pour la modélisation du retrait, nous nous sommes basés sur les
équations de Kelvin-Laplace en prenant en compte la couche d’eau adsorbée et sur l’évolution
du rayon du ménisque en fonction du degré d’avancement de l’hydratation. Cette théorie est
en accord avec le fait que le mortier qui est décoffré plus précocement et dont la porosité est
plus grossière, va subir moins de déformations de retrait car les tensions capillaires associées
sont plus faibles dans ce cas. Bien que le fluage n’ait pas été pris en compte dans ce travail, le
modèle parvient à reproduire le comportement observé lors des essais.
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