Matériaux organiques pour le génie civil : approche physico-chimique

Auteur(s) :

Mouton, Yves (1937-....) Découvrir l'auteur

Résumé

Cet ouvrage recense les matériaux utilisés en génie civil : polymères organiques, auxiliaires de cohésion, produits manufacturés, adjuvants du béton. Il fait une synthèse des méthodes les plus utilisées actuellement dans les laboratoires de génie civil pour caractériser ces matériaux et présente le témoignage des spécialistes dans la perspective du développement durable.

Éditeur(s)
- Hermès science publications
Date
- 2003
Notes
- Bibliogr. p. 357-366. Index
Langues
- Français
Description matérielle
- 368 p. : ill. ; 24 cm
Sujet(s)
ISBN
- 2-7462-0757-5
Indice
- 624.3 Matériaux de construction
Quatrième de couverture
- Les matériaux organiques sont omniprésents dans le génie civil : bitume sur la route, géotextiles pour les murs de soutènement, membranes pour l'étanchéité des ponts, des tunnels ou des réservoirs, liants de peinture pour la protection des ouvrages métalliques ou du béton, ou encore pour le marquage routier, résines d'injection, produits de collage, adjuvants du béton, matériaux composites, etc. Leur caractère commun réside dans leur structure qui est du ressort de la chimie organique.
  Matériaux organiques pour le génie civil tente un recensement de ces matériaux et produits dans leur environnement scientifique et technique, voire réglementaire, avec leurs spécificités et leurs questionnements, depuis leur mise en oeuvre jusqu'à leur fin de vie. L'ensemble est présenté selon une approche physico-chimique qui s'avère indispensable dans la perspective du développement durable.
  Cet ouvrage s'adresse aussi bien aux chimistes qu'aux non-chimistes, étudiants, ingénieurs et architectes qui ont déjà une certaine connaissance de la science des matériaux telle qu'on l'enseigne habituellement. Il comporte quelques développements scientifiques fouillés qui viendront compléter leur formation initiale.
Tables des matières
- - Matériaux organiques pour le génie civil
  - Approche physico-chimique
  - Yves Mouton
  - Hermes Science
  - Avant-propos 13
  - Liste des abréviations 17
  - Introduction 19
  - Chapitre 1. Les polymères organiques 25
  - 1.1. Définitions27
  - 1.2. Structure macromoléculaire28
  - 1.3. Synthèse des polymères30
  - 1.3.1. Polymérisation par étapes ou polycondensation30
  - 1.3.1.1. Mécanisme de la polycondensation30
  - 1.3.1.2. Applications pratiques31
  - 1.3.2. Polymérisation en chaîne ou polymérisation proprement dite32
  - 1.4. Mise en oeuvre. Thermoplastiques et thermodurcissables34
  - 1.4.1. Thermoplastiques et thermodurcissables, thermorigides ou thermodurs34
  - 1.4.2. Monocomposants et bicomposants35
  - 1.5. Les élastomères37
  - 1.6. Premières conclusions39
  - 1.7. Polymères cristallins et polymères amorphes. Transition vitreuse41
  - 1.7.1. Notion de polymère cristallin41
  - 1.7.2. Polymères amorphes. Transition vitreuse42
  - 1.8. Comportements mécaniques des polymères. Equivalence temps-température43
  - 1.8.1. Comportement élastique45
  - 1.8.2. Comportement élastoplastique45
  - 1.8.3. Comportement caoutchoutique46
  - 1.8.4. Cas des polymères réticulés47
  - 1.8.5. Produits purs et produits formulés. Plastification51
  - 1.8.6. Equivalence temps-température52
  - 1.9. Miscibilité des polymères. Notion d'alliage55
  - 1.9.1. Notion de paramètre de solubilité56
  - 1.9.2. Prévision de la solubilité56
  - 1.9.3. Mélanges de polymères entre eux. Notion d'alliage58
  - 1.10. Durabilité et vieillissement des polymères. Cycles de vie60
  - 1.10.1. Notion de vieillissement60
  - 1.10.2. Principes des méthodes d'appréciation de la durée de vie des matériaux62
  - 1.10.3. Comportement au feu des polymères64
  - 1.10.4. Généralités sur le cycle de vie des polymères67
  - 1.11. Les matériaux organiques, l'environnement et la santé. Evolution du marché69
  - 1.12. Principaux polymères organiques et organométalliques utilisés en génie civil71
  - 1.13. Conclusion74
  - Chapitre 2. Les liants organiques, 1 : bitume et construction routière 77
  - 2.1. Terminologie générale80
  - 2.2. Fabrication du bitume82
  - 2.3. Constitution physico-chimique des bitumes84
  - 2.4. Différentes présentations du bitume88
  - 2.4.1. Les bitumes purs. Caractérisation et classification88
  - 2.4.2. Les liants fluides90
  - 2.4.3. Les émulsions de bitume91
  - 2.4.3.1. Formation d'une émulsion91
  - 2.4.3.2. Rupture des émulsions92
  - 2.4.3.3. Caractérisation des émulsions. Applications93
  - 2.5. Propriétés d'usage du bitume routier94
  - 2.6. L'adhésivité95
  - 2.7. Propriétés rhéologiques98
  - 2.7.1. Viscosité98
  - 2.7.2. Viscoélasticité100
  - 2.7.3. Module complexe101
  - 2.7.4. Vers un classement rhéologique103
  - 2.7.5. Le programme SHRP. Méthodes d'essais et spécifications des liants routiers107
  - 2.7.6. L'essai de fluage par flexion de barreau BBR108
  - 2.8. Vieillissement du bitume111
  - 2.9. Limites d'utilisation du bitume. Recherche d'un liant idéal115
  - 2.10. Bitumes modifiés, bitumes avec additifs et bitumes spéciaux116
  - 2.10.1. Caractérisation physico-chimique des bitumes modifiés par des polymères120
  - 2.10.2. Applications pratiques121
  - 2.10.3. Les bitumes avec additifs123
  - 2.10.4. Bitumes spéciaux à usage routier123
  - 2.11. Liants de régénération124
  - 2.12. Autres utilisations du bitume en génie civil124
  - 2.13. Conclusion125
  - Chapitre 3. Les liants organiques, 2 : des matériaux pour l'entretien du patrimoine et la sécurité 127
  - 3.1. Les produits de réparation et de protection du béton127
  - 3.1.1. Les produits et systèmes pour la protection et la réparation des structures en béton. Définitions normatives130
  - 3.1.2. Classification physico-chimique des produits de réparation et de protection131
  - 3.1.3. Les produits à base de liants organiques réactifs. Présentation générale132
  - 3.1.3.1. Les résines époxydes133
  - 3.1.3.2. Les polyuréthannes137
  - 3.1.3.3. Les polyesters insaturés et dérivés140
  - 3.1.3.4. Les résines méthacryliques145
  - 3.1.3.5. Autres dérivés acryliques146
  - 3.1.4. Les produits de réparation à base de liants organiques réactifs (LR). Usages et caractéristiques requises147
  - 3.1.4.1. Les produits de réparation de surface147
  - 3.1.4.2. Les produits de collage structural et de renforcement des structures148
  - 3.1.4.3. Les produits d'injection148
  - 3.1.4.4. Les produits d'ancrage ou de scellement et de calage150
  - 3.1.4.5. Caractéristiques requises150
  - 3.1.5. Les produits et systèmes de protection du béton152
  - 3.1.5.1. Les inhibiteurs de corrosion153
  - 3.1.5.2. Les produits d'imprégnation153
  - 3.1.5.3. Les peintures et dérivés154
  - 3.1.5.4. Caractéristiques requises154
  - 3.1.6. Les produits à matrice mixte (LM)156
  - 3.2. Les peintures pour le génie civil157
  - 3.2.1. Définitions générales157
  - 3.2.1.1. Constituants des peintures157
  - 3.2.1.2. Mode de séchage des peintures159
  - 3.2.1.3. Caractéristiques du film sec160
  - 3.2.1.4. Systèmes de peintures161
  - 3.2.2. Les peintures anticorrosion pour ouvrages métalliques162
  - 3.2.2.1. La corrosion162
  - 3.2.2.2. Les procédés de protection anticorrosion163
  - 3.2.2.3. Les peintures anticorrosion164
  - 3.2.2.4. Critères de choix d'un système de protection par peinture165
  - 3.2.2.5. Préparation des surfaces167
  - 3.2.2.6. Principaux revêtements de protection168
  - 3.2.3. Les peintures pour béton168
  - 3.2.4. Les peintures et produits de marquage routier171
  - 3.2.4.1. Le marquage routier171
  - 3.2.4.2. La rétroréflexion172
  - 3.2.4.3. Choix des produits174
  - 3.2.4.4. Principaux produits disponibles174
  - 3.3. Conclusions175
  - Chapitre 4. Les produits manufacturés 177
  - 4.1. Les matériaux organiques et l'étanchéité des ouvrages178
  - 4.1.1. Les matériaux, produits et systèmes pour l'étanchéité des tabliers d'ouvrages d'art178
  - 4.1.1.1. Les matériaux asphaltiques182
  - 4.1.1.2. Les films minces adhérant au support (FMAS)183
  - 4.1.1.3. Les feuilles préfabriquées monocouches (FPM)184
  - 4.1.1.4. Les produits d'étanchéité mis en oeuvre à haute cadence par des moyens routiers (MHC)186
  - 4.1.1.5. Comparaison des types traditionnels de produits186
  - 4.1.2. Les matériaux, produits et systèmes d'étanchéité pour ouvrages souterrains189
  - 4.1.2.1. Conception du système d'étanchéité190
  - 4.1.2.2. Les complexes d'étanchéité intrados191
  - 4.1.2.3. Le complexe d'étanchéité extrados191
  - 4.1.2.4. Principaux produits utilisés (étanchéité extrados)193
  - 4.1.3. Les matériaux, produits et systèmes d'étanchéité pour ouvrages de surface. Position du problème194
  - 4.2. Les géosynthétiques194
  - 4.2.1. Les géosynthétiques pour l'étanchéité. Géomembranes et géosynthétiques bentonitiques197
  - 4.2.1.1. Les géomembranes197
  - 4.2.1.2. Les géosynthétiques bentonitiques (GSB)198
  - 4.2.2. Les géotextiles et produits apparentés199
  - 4.2.2.1. Fonctions assurées199
  - 4.2.2.2. Matériaux constitutifs200
  - 4.2.2.3. Modes d'assemblage200
  - 4.2.2.4. Durabilité des géotextiles200
  - 4.2.3. Les matériaux, produits et systèmes d'étanchéité pour ouvrages de surface. Réalisation201
  - 4.2.3.1. Les ouvrages hydrauliques proprement dits201
  - 4.2.3.2. Les ouvrages pour les eaux de ruissellement routier203
  - 4.2.3.3. Les bassins de lagunage205
  - 4.2.3.4. Les cuves et réservoirs de produits chimiques205
  - 4.2.3.5. Les structures pour le confinement de déchets206
  - 4.2.3.6. Conclusions sur les géomembranes. Mise en oeuvre et durabilité207
  - 4.3. Les produits pour structures géotechniques légères209
  - 4.3.1. Les remblais en polystyrène expansé (PSE)211
  - 4.3.2. Les SAUL212
  - 4.3.3. Les structures à base de pneumatiques de récupération215
  - 4.4. Autres usages des matériaux organiques synthétiques en génie civil216
  - 4.4.1. Les appareils d'appui d'ouvrages d'art216
  - 4.4.2. Les produits pour joints218
  - 4.4.3. Les dispositifs avertisseurs de réseaux enterrés220
  - 4.5. Le bois industriel utilisé en génie civil221
  - 4.5.1. Le matériau bois221
  - 4.5.2. Sensibilité du bois à l'humidité222
  - 4.5.3. Durabilité du bois223
  - 4.5.4. Comportement au feu224
  - 4.5.5. Le bois industriel224
  - 4.6. Conclusion225
  - Chapitre 5. Le collage et les matériaux composites. Les adjuvants du béton 227
  - 5.1. Le collage et ses applications potentielles en génie civil228
  - 5.1.1. Le collage, une technique d'avenir pour le génie civil ?229
  - 5.1.2. Définitions, repères232
  - 5.1.3. Adhésion et collage. Notions théoriques235
  - 5.1.3.1. Théories de l'adhésion. Approche physico-chimique236
  - 5.1.3.2. Théories de l'adhésion. Approche thermodynamique240
  - 5.1.3.3. Aspect cinétique de l'adhésion247
  - 5.1.3.4. Conclusions pratiques250
  - 5.1.4. Traitements de surface251
  - 5.1.5. Mise en oeuvre. Importance du TRP253
  - 5.1.6. Principaux adhésifs utilisés en génie civil. Notion de réversibilité254
  - 5.2. Les matériaux composites à matrice organique256
  - 5.2.1. Les constituants256
  - 5.2.2. Principes généraux257
  - 5.2.3. Matériaux de base utilisés257
  - 5.2.3.1. Les renforts257
  - 5.2.3.2. Le conditionnement des renforts258
  - 5.2.3.3. Les matrices259
  - 5.2.4. Les composites à matrice organique et le génie civil260
  - 5.2.4.1. Réparation et renforcement des ouvrages261
  - 5.2.4.2. Prévention des risques sismiques261
  - 5.2.4.3. Câbles, haubans, systèmes d'ancrage262
  - 5.3. Les adjuvants du béton262
  - 5.3.1. L'introduction des adjuvants dans la technologie du béton265
  - 5.3.2. Les adjuvants rhéologiques267
  - 5.3.2.1. Les plastifiants et leur évolution. Modes d'action268
  - 5.3.2.2. Perspectives273
  - 5.3.3. Autres classes d'adjuvants agissant sur la rhéologie du béton frais274
  - 5.3.3.1. Les retardateurs de prise274
  - 5.3.3.2. Les rétenteurs d'eau275
  - 5.3.4. Autres adjuvants et produits connexes de nature organique275
  - 5.3.4.1. Les hydrofuges de masse275
  - 5.3.4.2. Les entraîneurs d'air276
  - 5.3.4.3. Les produits de cure277
  - 5.3.4.4. Les fibres organiques278
  - 5.4. Conclusions279
  - Chapitre 6. Caractérisation physico-chimique des matériaux organiques utilisés en construction 281
  - 6.1. L'analyse chimique d'un produit formulé282
  - 6.2. La spectrométrie infrarouge283
  - 6.2.1. Principe de la méthode283
  - 6.2.2. Cas de la réflexion totale atténuée. Considérations théoriques287
  - 6.2.3. Utilisation et limites de la spectrométrie infrarouge289
  - 6.3. Les méthodes de fractionnement291
  - 6.3.1. Le fractionnement des mélanges complexes292
  - 6.3.1.1. La séparation de phases292
  - 6.3.1.2. La distillation292
  - 6.3.1.3. L'extraction par solvants293
  - 6.3.2. Les méthodes chromatographiques294
  - 6.3.2.1. La chromatographie sur colonne294
  - 6.3.2.2. Autres types de chromatographie299
  - 6.4. Les méthodes thermiques300
  - 6.5. L'analyse quantitative et les dosages fonctionnels302
  - 6.6. Schéma général pour l'analyse approfondie d'un mélange complexe304
  - 6.7. Conclusion305
  - Chapitre 7. Matériaux organiques, génie civil et développement durable 307
  - 7.1. Réalité économique des matériaux de synthèse dans le génie civil307
  - 7.1.1. Préambule307
  - 7.1.2. Positionnement des plastiques : quelques chiffres308
  - 7.1.2.1. La fenêtre PVC308
  - 7.1.2.2. Les gaines de protection des réseaux de câbles optiques309
  - 7.1.3. Le génie civil : une place dans le marché de la construction310
  - 7.1.4. Les incorporés310
  - 7.1.5. Les bitumes-polymères312
  - 7.1.6. Les revêtements313
  - 7.1.6.1. Protection des haubans et des câbles de tension des ponts314
  - 7.1.6.2. L'étanchéité par les géomembranes314
  - 7.1.6.3. Le marché du coil coating315
  - 7.1.6.4. Les canalisations315
  - 7.1.6.5. Les écrans antibruits316
  - 7.1.6.6. Les composites316
  - 7.1.7. Conclusion317
  - 7.2. Les bitumes dans le génie civil. Leur place et leur avenir318
  - 7.2.1. Introduction318
  - 7.2.2. Les bitumes dans l'étanchéité et les industries annexes319
  - 7.2.2.1. Etanchéité319
  - 7.2.2.2. Industries annexes320
  - 7.2.3. Les bitumes dans la construction et l'entretien des routes321
  - 7.2.3.1. Les enrobés bitumineux321
  - 7.2.3.2. L'enduit superficiel322
  - 7.2.3.3. Les enrobés à froid323
  - 7.2.4. Conclusion323
  - 7.3. Les polymères organiques dans le bâtiment. Développement et tendances324
  - 7.3.1. Tendances des emplois actuels325
  - 7.3.2. Quels polymères pour demain ?327
  - 7.4. Importance d'une approche physico-chimique dans l'étude du comportement des matériaux. Exemple de l'endommagement328
  - 7.4.1. Introduction328
  - 7.4.2. Problématique328
  - 7.4.3. Application au cas de l'endommagement de certains bétons330
  - 7.4.4. Cas des polymères organiques334
  - 7.5. Chimie organique et ingénierie moléculaire : l'avenir des matériaux cimentaires ?335
  - 7.5.1. La pratique du mixte335
  - 7.5.2. La pratique de l'hybride337
  - 7.5.3. Moulage et empreintes moléculaires337
  - 7.5.4. Vers un béton vert et intelligent338
  - 7.6. Les matériaux organiques de synthèse et l'architecture338
  - 7.6.1. Des relations contrastées au cours du XX^e siècle338
  - 7.6.2. Une harmonie qui s'installe339
  - 7.6.3. Un nécessaire partenariat entre architectes et industriels341
  - 7.6.4. Les matériaux organiques au coeur de l'hyperchoix technologique de l'architecture341
  - 7.7. L'évaluation de l'impact environnemental des matériaux organiques343
  - 7.7.1. Problématique et outils disponibles343
  - 7.7.2. Perspectives pour les matériaux organiques utilisés en génie civil346
  - 7.7.3. Conclusion348
  - 7.7.4. Normes utiles348
  - 7.8. L'évaluation des risques sanitaires des matériaux organiques349
  - 7.8.1. Problématique générale et définitions349
  - 7.8.2. Problématique des risques sanitaires des matériaux organiques du génie civil351
  - 7.8.3. Méthodologie d'évaluation des risques sanitaires353
  - 7.8.4. En guise de conclusion : que faire de l'évaluation des risques sanitaires ?355
  - Bibliographie 357
  - Index 367
Origine de la notice:
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