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On distingue deux classes de matériaux divisés :• Les matériaux granulaires• Les matériaux poreux (souvent élaborés à partir des précédents et d’une phase liante)
Du tas de grains au matériau consolidé
⇒ Les objectifs de l’enseignement sur les matériaux granulaires :• Caractérisation des matériaux• Optimisation des empilements granulaires
Chapitre 1 : Introduction
Exemple d’application
La fabrication des bétons de nouvelle génération rendue possible entre autre par l’optimisation du squelette granulaire
⇒ Les objectifs de l’enseignement sur les matériaux poreux :• Caractérisation de la structure poreuse des matériaux
• Etude des transferts dans les matériaux poreux
Chapitre 2 : Liaisons interatomiques et intermoléculaires
4- Liaisons secondaires (Van Der Waals)
Exemple : H2O
5- Forces de cohésion interne
1 – Les pores
Volume total
Chapitre 3: Les vides dans les matériaux
2 – Les caractéristiques générales
Masses volumiques
Volume : V
Volumes des vides : Vv
Volume de solide : Vs
Teneur en eau et degré de saturation
Mw Vw
Ms Vs
3 - Mesure de la porosité totale
3.1 – Mesure directe
Chapitre 4 : La porométrieCaractérisation de la structure poreuse
1 – Tension superficielle – Formule de LAPLACE
La tension superficielle s’exprime en N/m. Pour air – eau : σ = 0,072 N/m
Exemple : la goutte de roséeSa surface libre n’est ni plane, ni horizontale.
P
P+∆P
Fluide au repos
Application : rappel du principe de l’hydrostatique
2 – Liquides mouillants et non-mouillants
Remarque: Mouillabilité d’autant plus forte que la tension superficielle est faible
Chapitre 6: La perméabilité des matériaux1 – Notions de base sur l’écoulement des fluides dan s des conduits
1.1 – cas des liquides : fluides incompressibles
2 – Écoulement à l’échelle du matériau poreux, permé abilité
2.2 – Loi de Darcy
3 – Techniques de mesure en laboratoire
3.1 – Perméamètre à charge constante
2 – Transport moléculaire à l’échelle du matériaux p oreux
3 – Mesure du coefficient de diffusion effectif
Chapitre 7: La diffusion
Des difficultés supplémentaires avec la diffusion des ions
� Les ions peuvent réagir avec le solide poreux
1 – Définitions - Difficultés
Chapitre 8 : Granulométrie - Granularité
2 – Les méthodes de la granulométrie : le tamisage
4.1 – Les courbes cumulatives
4 – Granularité: présentation des résultats
4.2 – Les courbes de distribution
1 – Définitions
Chapitre 9 : Surfaces spécifiques
Taille des particules et surface spécifique
Variation de surface totale pour une même masse
3 – Détermination de la surface spécifique totale
3.1 Calcul à partir de mesures de perméabilité et d e porosité
3.1.1 Equation de KOZENY