Description

De nos jours, le bloc est le produit le plus vendu en préfabrication, avec un chiffre d’affaires de 418 millions d’euros en 2015 (chiffres issus de la Fédération de l’Industrie du Béton). Toutefois, ce résultat atteste d’une baisse de production constatée depuis 2012. Dans ce contexte économique difficile, les industriels cherchent à optimiser la formulation de leurs produits. Les particularités de ceux-ci (consistance sèche et teneur en air moyenne comprise entre 7 et 15 %) rendent impossible l’utilisation des outils existants. L’objectif de la thèse est alors de mettre au point une méthode de formulation adaptée aux blocs, permettant d’optimiser le rapport coûts/performances. Cela implique de diminuer le dosage en ciment, matériau le plus couteux du béton et également le plus négatif en termes d’émissions de CO2. Pour cela un squelette granulaire optimal doit être utilisé.La méthodologie de formulation mise au point se déroule ainsi en deux étapes. La première consiste à sélectionner le mélange granulaire présentant l’arrangement maximal. La deuxième détermine les volumes des autres constituants (ciment, eau efficace, air et addition) en fonction des exigences de consistance et de performances mécaniques. Les travaux ont permis d’obtenir un modèle d’empilement compressible adapté à la mise en place des mélanges granulaires secs à l’aide d’une presse vibrante et d’un moule de bloc. Celui-ci calcule la compacité des mélanges granulaires dans de telles conditions et permet de sélectionner le mélange optimal. Les travaux ont également permis de relier les propriétés aux états frais et durcis à la formulation des bétons secs. La résolution du système d’équations obtenu permet de déterminer la formulation qui optimise le rapport coûts/performances.Un outil numérique regroupant ces résultats est développé. Il nécessite de renseigner un ensemble de données (squelettes granulaires, masses volumiques réelles, coûts, etc.), ainsi que les exigences de consistance et de performances mécaniques. Il propose alors la formulation optimisant le rapport coûts/performances. Celle-ci peut ensuite être testée à échelle réduite sur des cubes car les résultats ont permis de relier les performances mécaniques des cubes et des blocs.