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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

Chapitre 1 : Introduction - Formations Génie Civilgeniecivil.univ-tlse3.fr/L3GC/enseign/support-proprietes-des... · Exemple d’application La fabrication des bétons de nouvelle

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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

3 – Ascension capillaire

4 – Le porosimètre à mercure

Rayon poral (µm)

En général, pmaxi = 400 MPa d’où rmini = environ 190 nm

Rayon poral (µm)

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

1.2 – cas des gaz en écoulement laminaire : fluides compressibles

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

5 – Relation entre la perméabilité et la structure p oreuse des matériaux

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

3 – Les méthodes de granulométrie basées sur la sédi mentation

La pipette d’Andreasen Le densimètre

4 – Autres méthodes

4.1 - Le compteur Coulter

4.2 - Le granulomètre à laser

4.3 - Analyse d’images

4.1 – Les courbes cumulatives

4 – Granularité: présentation des résultats

4.2 – Les courbes de distribution

4.3 – Les représentations simplifiées

Cu

Module de finesse

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

Isotherme d’adsorption

Isothermes d’adsorption sur un solide : 3 cas typiques