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Soutenance de thèse de Sonia ABIDI - Laboratoire IM2NP



Le Bureau des Études Doctorales a le plaisir de vous informer que
Madame Sonia ABIDI,
Doctorante au laboratoire IM2NP - Institut Matériaux Microélectronique Nanosciences de Provence - UMR CNRS 7334, rattaché à l’école doctorale 548 « Mer et Sciences », sous la direction de M. Claude FAVOTTO, soutiendra publiquement sa thèse en vue de l’obtention du doctorat en chimie, sur le thème suivant :

« Matériaux composites à haute tenue thermique : influence de la micro-nanostructure sur les propriétés mécaniques, électroniques et thermiques »

Le mercredi 18 juin 2014 à 10h00, à l’Université de Toulon, Campus de la Garde, bâtiment K, amphi. K 018,

Composition du jury

Résumé :

Les matériaux de protection incendie sont largement utilisés pour assurer la sécurité des usagers des infrastructures. Les normes de protection incendie évoluant régulièrement, les matériaux doivent être de plus en plus performants. Ceux-ci sont généralement des mortiers constitués d’oxydes réfractaires et isolants. L’objectif de ce travail est de mettre au point un composite coupe-feu 4 h applicable par projection mais également de déterminer ces propriétés thermiques et mécaniques.

Dans une première partie, cette étude reprend les différentes étapes de l’élaboration d’un matériau de protection incendie, après la présentation de la démarche qui a guidé l’élaboration de nos matériaux, nous nous sommes intéressés plus particulièrement à la composition chimique de la matrice ainsi que celle du ciment. Leurs propriétés thermiques et mécaniques ont été passées en revue.

Les matières premières nécessaires à l’élaboration d’un mortier ont ensuite été sélectionnées. L’évolution, respectivement de la conductivité thermique, de la diffusivité, de la porosité, de la chaleur spécifique et des propriétés mécaniques des mortiers choisis en fonction de la nature et de la quantité de charges incorporées à la matrice a été étudiée. Une description des divers modèles analytiques et numériques permettant la représentation de la conductivité thermique et du module d’Young des matériaux a permis de développer un modèle capable de prédire le comportement thermique et mécanique des composites en fonction de la nature et de quantité de charges ajoutées.

Dans une seconde partie, la cinétique de la réaction d’hydratation du plâtre afin de maîtriser les temps de prise et pour faciliter la production des projetés dans la chaîne industrielle a été étudiée. L’influence sur la cinétique d’hydratation, de la composition chimique du plâtre, de sa granulométrie et de l’ajout d’adjuvants couramment utilisés dans l’industrie plâtrière, a également été traitée.

A l’issue de cette étude, deux formulations de composites projetables ont été mises au point.

Mots clés : mortiers, protection incendie, sulfate de calcium, conductivité thermique, élasticité, porosité, calorimétrie.

Abstract :

Fire protection materials are widely used to ensure the safety of users of the infrastructure. Standards of fire protection regularly operating, the materials must be more efficient. These are generally composed of refractory mortar and insulating oxides. The objective of this work is to develop a firewall composite 4 h applied by projecting but also to determine the thermal and mechanical properties.

In the first part, this study describes the various stages of the development of a fire protection material, after the presentation of the approach that has guided the development of our materials, we are interested especially in the chemical composition of the matrix and that of the cement. Their thermal and mechanical properties have been reviewed.

The raw materials for the preparation of mortar were selected. The evolution respectively of thermal conductivity, diffusivity, porosity, specific heat and the mechanical properties of mortars chosen according to the nature and amount of the fillers incorporated in the matrix has been studied. A description of the various analytical and numerical models for the representation of the thermal conductivity and Young’s modulus of the materials led to the development of a model able to predict the thermal and mechanical behavior of composites based on the nature and amount of charges added.

In a second part, the kinetics of the hydration reaction of gypsum to control setting time and to facilitate the production of the composite in the industrial chain was studied. The influence on the kinetics of hydration, of the chemical composition of the gypsum, particle size distribution and the addition of adjuvant commonly used in the plaster industry, has also been treated.

At the end of this study, two formulations of composites applied by projection were developed.

Keywords : mortars, fire protection, calcium sulfate, thermal conductivity, elasticity, porosity, calorimetry



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