Abstract FR:

Le ciment anhydre (portland) est essentiellement constitue d'une roche artificielle, le clinker, dont le compose majoritaire est le silicate tricalcique (ca 3sio 5) souvent note c 3s avec les notations compactes de la chimie des oxydes, c = cao et s = sio 2. Le polymorphisme du c 3s, encore incompletement connu, constitue l'objet essentiel de cette these. Le silicate tricalcique cristallise sous differentes formes (rhomboedrique r, monocliniques m1, m2, m3 et tricliniques t1, t2, t3), suivant la temperature et les impuretes qu'il contient. Dans la litterature seules les structures t1, m3 et r sont connues, et montrent de grandes mailles avec un desordre orientationnel sur les tetraedres sio 4. Les etudes ponctuelles sur monocristaux ne montrent aucune relation claire entre les differents polymorphes. Reprenant en detail les resultats connus sur monocristaux, nous avons pu etablir les relations metriques et structurales entre les diverses structures. Nous avons determine des briques de base pour les polymorphes t1, m1 et m3 en donnant toutes les matrices de transformation entre les differentes mailles. Nous avons aussi introduit de nouveaux objets structuraux 1-d, 2-d et 3-d, facilitant l'interpretation des structures du c 3s. Nous avons simplifie l'interpretation du desordre orientationnel et discute de l'effet des impuretes sur la structure. Dans les clinkers industriels, les impuretes presentes stabilisent surtout les formes monocliniques m1 et m3. Nous avons determine un groupe d'espace (pc) et des modeles atomiques (surstructure et maille moyenne) pour la structure m1. Tous les modeles ont ete valides sur des echantillons de synthese (m3, m2, m1 et t1) et des clinkers industriels analyses par diffraction des rayons x avec la methode de rietveld.