Abstract FR:

Ce travail allie une approche théorique, basée sur la mécanique des milieux poreux continus, à une approche expérimentale importante, afin de mieux comprendre l'alcali-réaction. L'intérêt de la modélisation se manifeste dès la conception du programme d'essais, en orientant le choix des principaux paramètres - apports d'eau, température et contrainte - et en induisant une méthodologie d'étude qui établit un parallèle entre les effets macroscopiques et les causes microscopiques de l'alcali-réaction. Le volet expérimental a porté sur les déformations, fissurations, variations de poids et caractéristiques mécaniques de six-cents éprouvettes en gonflement libre ou sous contrainte uniaxiale. Parallèlement, l'évolution de la microstructure du matériau a été étudiée par différentes techniques : microscopie électronique à balayage, visualisation des produits de réaction par fluorescence des ions Uranyle, calculs minéralogiques. Les principaux résultats expérimentaux sont : _ l'absence de couplage entre l'état de contrainte et les processus physico-chimiques constituant l'alcali-réaction, _ la quantification de l'hétérogénéité intrinsèque et de l'évolution des caractéristiques mécaniques, _ l'explication de l'origine de l'anisotropie du gonflement libre et de la forme sigmoïdale des courbes de gonflement, _ le caractère secondaire des phénomènes de nature osmotique, à l'échelle macroscopique, _ le rôle prépondérant de la quantité d'eau disponible au moment de la formation des produits de réaction, et des phénomènes de transport, à la fois sur l'amplitude et la cinétique des déformations, _ l'existence d'un seuil de dessiccation sous lequel l'alcali-réaction est bloquée, _ l'existence d'une période de latence durant laquelle les déformations sont lentes et dont la durée dépend fortement de la température. Ces résultats ont permis d'identifier les paramètres d'une loi de comportement décrivant l'évolution d'une éprouvette en gonflement libre.