Sujet de thèse IFSTTAR

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Fiche détaillée :

Titre : Etude de l'élaboration d'armatures à surface réactive pour le béton armé

Laboratoire principal - Référent principal MAST - EMGCU  -  MARCHETTI Mario

Directeur du laboratoire principal MARTIN Renaud-Pierre  -

Spécialité de la thèse génie civil ; béton ; ; armatures ; matériaux

Axe 2 - COP2017 - Améliorer l'efficience et la résilience des infrastructures

Site principal Marne-la-Vallée

Etablissement d'inscription UNIVERSITE DE LIMOGES

Ecole doctorale

Directeur de thèse prévu MARCHETTI Mario  -  Université Gustave Eiffel  -  MAST - EMGCU

Type de financement prévu Contrat doctoral  - Université Gustave Eiffel

Résumé

La corrosion des armatures en acier est la première cause de dégradation des structures en béton armé. Les réparations s'appuient sur opérations de ragréage ou de traitements électrochimiques avec utilisation de courants. Ces approches continuent d'apporter des solutions. Il existe une abondante littérature sur les revêtements et la sélection d'aciers en vue d'accroître la durabilité de ces armatures mais des limites apparaissent.
Récemment, une autre approche a été commencée et est basée sur l'utilisation d'un dépôt par plasma. Un procédé plasma développé par la plateforme SAFIR de l'IrCer a pour objectif d'obtenir une liaison physique (ancrage mécanique) / chimique (affinité) entre le métal et le dépôt projeté. La composition du dépôt aurait de multiples buts, à la fois de rendre la surface de l'armature réactive vis à vis de la matrice cimentaire amenée à recouvrir l'armature et ainsi conférer un caractère inoxydant par un choix judicieux de la composition chimique du dépôt, mais aussi obtenir un continuum chimique entre l'armature et la matrice cimentaire (sous couche métallique ou cermet à gradient de composition). Ce dernier a donc une composition qui serait à adapter en fonction du ciment employé, et à ajuster selon l'environnement dans lequel les armatures seraient amenées à évoluer.
L'étude se fera d'abord sur un support plan élaboré à partir d'un acier représentatif de ceux utilisés pour des armatures. Des phases réactives d'un ciment seront choisies (composition, pureté, granulométrie ...) et des essais préliminaires d'application par plasma seront entrepris afin de déterminer les conditions optimales de dépôt (nature de la flamme, température de la flamme, débit de la poudre) ....
Cette étape sera suivie de caractérisations morphologiques (microscopie optique, Raman, MEB, IRTF) pour déterminer l'épaisseur d'acier affectée par le dépôt et comment elle est affectée, l'épaisseur du dépôt de phase pure et l'évolution éventuelle de cette phase pure, et l'épaisseur de l'interface acier-dépôt, ainsi que par des approches normés de résistance à la corrosion.

Mots-clefs: génie civil ; béton ; ; armatures ; matériaux ; plasma

Laboratoire principal - Référent principal	MAST - EMGCU - MARCHETTI Mario
Directeur du laboratoire principal	MARTIN Renaud-Pierre -
Spécialité de la thèse	génie civil ; béton ; ; armatures ; matériaux
Axe	2 - COP2017 - Améliorer l'efficience et la résilience des infrastructures
Site principal	Marne-la-Vallée
Etablissement d'inscription	UNIVERSITE DE LIMOGES
Ecole doctorale
Directeur de thèse prévu	MARCHETTI Mario - Université Gustave Eiffel - MAST - EMGCU
Type de financement prévu	Contrat doctoral - Université Gustave Eiffel
Résumé La corrosion des armatures en acier est la première cause de dégradation des structures en béton armé. Les réparations s'appuient sur opérations de ragréage ou de traitements électrochimiques avec utilisation de courants. Ces approches continuent d'apporter des solutions. Il existe une abondante littérature sur les revêtements et la sélection d'aciers en vue d'accroître la durabilité de ces armatures mais des limites apparaissent. Récemment, une autre approche a été commencée et est basée sur l'utilisation d'un dépôt par plasma. Un procédé plasma développé par la plateforme SAFIR de l'IrCer a pour objectif d'obtenir une liaison physique (ancrage mécanique) / chimique (affinité) entre le métal et le dépôt projeté. La composition du dépôt aurait de multiples buts, à la fois de rendre la surface de l'armature réactive vis à vis de la matrice cimentaire amenée à recouvrir l'armature et ainsi conférer un caractère inoxydant par un choix judicieux de la composition chimique du dépôt, mais aussi obtenir un continuum chimique entre l'armature et la matrice cimentaire (sous couche métallique ou cermet à gradient de composition). Ce dernier a donc une composition qui serait à adapter en fonction du ciment employé, et à ajuster selon l'environnement dans lequel les armatures seraient amenées à évoluer. L'étude se fera d'abord sur un support plan élaboré à partir d'un acier représentatif de ceux utilisés pour des armatures. Des phases réactives d'un ciment seront choisies (composition, pureté, granulométrie ...) et des essais préliminaires d'application par plasma seront entrepris afin de déterminer les conditions optimales de dépôt (nature de la flamme, température de la flamme, débit de la poudre) .... Cette étape sera suivie de caractérisations morphologiques (microscopie optique, Raman, MEB, IRTF) pour déterminer l'épaisseur d'acier affectée par le dépôt et comment elle est affectée, l'épaisseur du dépôt de phase pure et l'évolution éventuelle de cette phase pure, et l'épaisseur de l'interface acier-dépôt, ainsi que par des approches normés de résistance à la corrosion.
Mots-clefs:	génie civil ; béton ; ; armatures ; matériaux ; plasma

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