Lafarge et Polytechnique sondent la microstructure du ciment

Dans le cadre d'un accord de partenariat initié en 2000, le Laboratoire de physique de la matière condensée (CNRS-Ecole Polytechnique) et le Laboratoire central de recherche de Lafarge étudient l'évolution de la microstructure des matériaux cimentaires (ciment, mortier ou béton).

Ces travaux concernent un matériau, le ciment, qui est le deuxième produit manufacturé le plus consommé au monde : 1 mètre cube de béton par an par habitant.

Une des mesures physiques permettant de caractériser la microstructure des matériaux solides et des poudres est la surface spécifique. Dans le cas d'un matériau cimentaire, c'est la mesure de la surface spécifique du matériau hydraté, et son évolution avec la durée d'hydratation qui sont essentielles pour connaître sa microstructure fortement désordonnée.

Les chercheurs ont alors appliqué une technique originale et non destructive -la relaxation magnétique des protons en champ magnétique variable- pour mesurer cette surface spécifique dès les premiers instants de l'hydratation de différents matériaux cimentaires. L'intérêt de cette technique est de mesurer à la fois la quantité d'hydrates solides et la dynamique de l'eau spécifiquement aux interfaces solide-liquide.

Contrairement aux autres méthodes existantes, la mesure ne requiert aucun séchage préalable ou variation de température qui risquent d'altérer la microstructure des matériaux étudiés. Elle est suffisamment rapide pour être appliquée en continu pendant l'hydratation progressive du matériau. Elle permet également de suivre l'évolution de la distribution de la taille des pores (des nanopores aux macropores) de ces matériaux.

Michel Le Toullec

Pour en savoir plus
- le Laboratoire de physique de la matière condensée (CNRS- Ecole Polytechnique) http://pmc.polytechnique.fr/
- le Laboratoire central de recherche de Lafarge http://www.lafarge.fr/lafarge/lafargeV2.nsf/html/FRCodeA7Y1?opendocument&count=500