Formulation d’une pâte autoplaçante par l’utilisation de la méthode des plans d’expériences

Abstract

Le béton autoplaçant (BAP), est un matériau capable de se mettre en place seul sous l’effet de la pesanteur lors du coulage dans les coffrages. Ses caractéristiques proviennent essentiellement de sa pâte cimentaire autoplaçante. Cette dernière, est un mélange de plusieurs constituants, en l’occurrence la poudre de verre (PV) utilisée en tant qu’ajout cimentaire. Son usage dans l’industrie du béton de manière générale, procure un avantage économique et environnemental par le recyclage de déchets et la réduction de la nuisance de l’industrie de ciment. De nombreuses pâtes ont été élaborées à partir de ciment, de poudre de verre, de superplastifiant (SP) et d’eau. L'ouvrabilité et la fluidité des pâtes formulées sont appréhendées par des essais de l’étalement au mini-cône et évaluation du temps d’écoulement au cône de Marsh. La méthode des plans d’expériences, qui permet la variation de plusieurs facteurs en même temps tout en réduisant le nombre d’essais et le temps de réalisation, a été adoptée pour concrétiser ce travail. Le premier plan exécuté était le plan de mélange ou les facteurs étaient les quatre constituants. L’analyse des résultats des 24 pâtes réalisées, a permis l’aboutissement à une pâte autoplaçante optimale contenant 17% de PV. Certaines insuffisances ont découlé dès cette première partie. Elles sont probablement liées à l’étroitesse du domaine expérimental et au principe de dépendance des variables dans ce type de plan. Cela nous a amené à s’orienter vers un plan factoriel complet dont les deux facteurs étaient la PV et le superplastifiant, dans le but d’apporter des éclaircissements et pouvoir établir des modèles mathématiques permettant la mise en exergue des effets individuels et conjugués des facteurs. L’effet de la PV a été prédominant et négatif sur la rhéologie des mélanges, contrairement au SP dont l’effet était positif. Quant aux interactions, seul l’effet conjugué négatif de PV et SP a été mis en relief. Ce travail, qu’on qualifierait d’exploratoire, s’ouvre sur plusieurs perspectives, notamment la considération de domaines expérimentaux plus larges, faire varier la finesse de PV et étudier aussi la cinétique de l’étalement. Il faut aussi faire la transition de la phase pâte à celle du béton pour concrétiser le but principal qu’est la maîtrise de formulation de BAP.