FACULT‰ des Sciences et Techniques - .2.3 Formulation et composition des b©tons courants_____18

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  • UNIVERSIT DE LIMOGES

    ECOLE DOCTORALE Science Technologie Sant

    FACULT des Sciences et Techniques

    Laboratoire Sciences des Procds Cramiques et Traitements de Surface (UMR 6638)

    Thse N [45-2008]

    THSE

    pour obtenir le grade de

    DOCTEUR DE L'UNIVERSIT DE LIMOGES

    Discipline / Spcialit : Matriaux Cramiques et Traitements de Surface

    prsente et soutenue par

    Aure ARCONDGUY

    le 15 octobre 2008

    tude de la ralisation de dpts de silico-

    alumineux (maux) par projection thermique sur

    des substrats thermo dgradables

    Thse dirige par Ghislain MONTAVON et Bernard PATEYRON

    JURY

    Prsident Pr. Em. P. FAUCHAIS Universit de Limoges

    Rapporteurs Pr. H. LIAO Universit de Technologie de Belfort-Montbliard

    Pr. P. VUORISTO Tampere University of Technology, Finland

    Examinateurs Pr. G. MONTAVON Universit de Limoges

    Dr HDR B. PATEYRON Universit de Limoges

    Pr. L. PAWLOWSKI cole Nationale Suprieure de Chimie de Lille

    Dr A. SEVAGEN Imerys Ceramic Center, Limoges

  • UNIVERSIT DE LIMOGES

    ECOLE DOCTORALE Science Technologie Sant

    FACULT des Sciences et Techniques

    Laboratoire Sciences des Procds Cramiques et Traitements de Surface (UMR 6638)

    Thse N [45-2008]

    THSE

    pour obtenir le grade de

    DOCTEUR DE L'UNIVERSIT DE LIMOGES

    Discipline / Spcialit : Matriaux Cramiques et Traitements de Surface

    prsente et soutenue par

    Aure ARCONDGUY

    le 15 octobre 2008

    tude de la ralisation de dpts de silico-

    alumineux (maux) par projection thermique sur

    des substrats thermo dgradables

    Thse dirige par Ghislain MONTAVON et Bernard PATEYRON

    JURY

    Prsident Pr. Em. P. FAUCHAIS Universit de Limoges

    Rapporteurs Pr. H. LIAO Universit de Technologie de Belfort-Montbliard

    Pr. P. VUORISTO Tampere University of Technology, Finland

    Examinateurs Pr. G. MONTAVON Universit de Limoges

    Dr HDR B. PATEYRON Universit de Limoges

    Pr. L. PAWLOWSKI cole Nationale Suprieure de Chimie de Lille

    Dr A. SEVAGEN Imerys Ceramic Center, Limoges

  • A mes parents, mon frre Gal, Aurlien

  • Remerciements

    Ce travail de thse a t ralis au Laboratoire Science des Procds Cramiques et de Traitements de

    Surface (SPCTS UMR n6638) de l'Universit de Limoges. Je tiens remercier ses directeurs

    Messieurs les Professeurs Jean-Franois Baumard et Thierry Chartier de m'y avoir accueillie.

    Cette tude s'inscrit dans le cadre du projet SURFASILIM labellis par le Centre Europen de la

    Cramique, sous le numro 05005435/01/02 et soutenu financirement par le Conseil Rgional du

    Limousin. Elle a t ralise en collaboration troite avec la socit Imerys Tableware France. Je tiens

    donc tout particulirement remercier Messieurs Gilles Gasgnier et Christophe Huguet, pour leurs

    conseils aviss de cramistes, la formulation, l'laboration et l'approvisionnement des poudres d'maux

    mais aussi des substrats.

    J'exprime ma trs sincre reconnaissance mes directeurs de thse, Messieurs Ghislain Montavon,

    Professeur de l'Universit de Limoges, et Bernard Pateyron, Ingnieur de Recherche CNRS, pour avoir

    assur l'encadrement de ce travail et pour m'avoir guide pendant ces trois ans.

    A Monsieur le Professeur Emrite Pierre Fauchais, j'exprime ma gratitude pour avoir accept de

    prsider le jury de cette thse. Je souhaite galement remercier vivement Monsieur Hanlin Liao,

    Professeur l'Universit Technologie de Belfort-Montbliard, de m'avoir permis de raliser des

    observations la camra infra-rouge prouvant la ncessit d'un prchauffage, et d'avoir examin ensuite

    mon travail en tant que rapporteur de cette thse. I would also like to thank Professor Petri Vuoristo,

    from the University of Tampere, Finland, for kindly accepting to be a reviewer of my PhD thesis and

    coming from so far to judge my PhD defence. Je leur exprime toute ma reconnaissance pour l'intrt

    qu'ils ont manifest l'gard de ce travail et pour leurs apprciations. Je remercie aussi Messieurs Lech

    Pawlowski, Professeur l'Ecole Nationale Suprieure de Chimie de Lille, et Alexandre Sevagen,

    d'Imerys Ceramic Center, d'avoir particip au jury de cette thse.

    Toute ma gratitude galement :

    Alain Denoirjean, "Monsieur Scurit", pour sa diplomatie, ses ides et son aide pour les manips

    de retraitement ;

  • Fabien Husson et toute l'quipe du CITRA pour les essais grandes surfaces grand luxe avec le

    Multicoat (non, elle n'est pas pourrie ma poudre !) ; Julien, j'espre que je ne t'ai pas dgot de la

    projection flamme ;

    Alain Grimaud, le Mc Gyver de la projection thermique ;

    Marie-Pierre Planche qui m'a guide tout au long de mon sjour dans l'est (merci pour les

    splats) et toute l'quipe du LERMPS pour son accueil ;

    Daniel Ttard pour la quantit d'analyses granulomtriques ;

    Solange Degot pour les indnombrables analyses ICP et ATD-TG ;

    Pierre Carles pour la prparation MEB de mes ENORMES chantillons ;

    aux gologues Michel Peymirat et Emmanuel Joussein pour la dcoupe des blocs bton (la scie

    aura finalement tenu jusqu'au bout) ;

    Nicolas Lorie pour les raccords et vis en tous genres (merci d'avoir dcoinc la torche).

    Je ne saurais oublier mes collgues et amis pour leur patience et leur bonne humeur :

    Ba & Micka (pas trop traumatiss par les chaussettes d'Aurlien ?), Sandrine ("to take away"), p'tit Sb

    (malgr tous tes efforts, je l'ai rdige en Word, ma thse !) & Clara, Vicking, Ramun, Gustavo,

    Maryam, Olivier T. (dur, le rveil Lille), Salman (alors, c'est pour quand le prix Nobel ?), Ccile

    (sympa les p'tits dj' de l'ENSIL), ceux du cabanon (Manu, Teddy et les poissons !), Pierrette, Fadhel,

    AirV (les critiques sont constructives !).

    Les "premire anne" (trop bien les vacances, euh, le congrs Maastricht !) : Elodie, Antoine, mon boy

    Olivier P. (un gros merci, pour les manips comme pour les commrages), Sad, Geoffrey,

    Claudia & Fabio, Simon (on n'oubliera jamais la prsentation en pyjama).

    Un merci particulier Nadine, pour son efficacit rgler les questions administratives

    Merci aussi mes copines de l'AL Condat pour les bons moments passs en national et merci de m'avoir

    permis de me dfouler l'entranement : cap'tain Ml (merci pour TOUT), Natou (coquipire

    examplaire), Dede (bon rtablissement toi aussi), Sv (c'est plus stressant de coacher que de

    jouer), Aurlie (tu me raconteras les "France"), Popo (kin, un mtier d'avenir), Marion et Manon, sans

    oublier Micheelll !!!!

    Merci toute la bande : Ju & Mary, Yoshi, Mathieu & Cline, Nicos & Emilie, Manu & Claire,

    Fred & Cindy, Patrick.

    Merci ceux que j'ai pu oublier et qui se reconnatront

    Enfin, un ENORME merci ma famille pour son soutien, en particulier mes parents et mon frre, qui

    m'a donn envie de faire une thse The last but not least, merci mon Aurlien de m'avoir supporte

    (dans les deux sens du terme) pendant ces trois ans : promis, je ne rlerai (presque) plus l'avenir !

  • Chercher connatre n'est souvent qu'apprendre douter.

    Antoinette Des Houlires

  • Table des matires

    Prambule___________________________________________________________________ 1

    PARTIE 1 : Etat de l'art ______________________________________________________ 9

    CHAPITRE 1 : Emaux __________________________________________________________ 9 1.1 Matires premires _______________________________________________________________9 1.2 Procd de fabrication des maux ___________________________________________________13 1.3 Techniques dmaillage___________________________________________________________14

    CHAPITRE 2 : Substrats base de bton__________________________________________ 17 2.1 Un peu dhistoire ______________________________________________________________17 2.2 Types de btons _________________________________________________________________18 2.3 Formulation et composition des btons courants________________________________________18 2.4 Caractristiques des btons ltat frais ______________________________________________22 2.5 Caractristiques des btons ltat durci______________________________________________23 2.6 Apparence et esthtique___________________________________________________________25 2.7 Durabilit et vieillissement ________________________________________________________26 2.8 Tenue au gel ___________________________________________________________________27 2.9 Entretien des btons______________________________________________________________28 2.10 Limites techniques des btons ______________________________________________________29

    CHAPITRE 3 : Procd de projection thermique ___________________________________ 30 3.1 Gnralits sur les techniques de couverture des surfaces_________________________________30 3.2 Projection thermique _____________________________________________________________30 3.3 Projection thermique par flamme oxyactylnique ______________________________________37

    CHAPITRE 4 : Projection thermique de matriaux vitreux : tat de l'art _______________ 44 4.1 Brevets relatifs aux procds_______________________________________________________44 4.2 Influence des proprits des maux sur la morphologie de dpt ___________________________45 4.3 Action des paramtres opratoires sur la structure du dpt _______________________________45

    PARTIE 2 : Protocoles exprimentaux _________________________________________ 49

    CHAPITRE 1 : Appareillage de projection ___________________