ndesprez

avis d'un ingé béton ?

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Bonsoir,

Mes lectures me poussent à m'interroger sur les possibilités de couler du béton sous vide (ailleurs que sur terre, par exemple sur la Lune) ? Sébastien, si tu passes par là ... Les chinois ont certainement la réponse mais je ne cause pas mandarin  :D

Au plaisir de vous lire. 

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sur la face éclairée ou sur la face cachée?

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Bonsoir ndesprez, 

 

tu parles de « sous vide » : i.e en dépression ou bien d’une combinaison d’un vide poussé et d’une gravité faible ?

 

En dépression. : pourquoi pas, hormis que certains paramètres tels que l’air occlu amoindri pourra avoir un impact sur la résistance au gel (si de l’eau dans le coin est à craindre ou course).

Si à cela tu couples un paramètre gravité ... je ne sais pas comment va se passer  chimiquement la phase dissolution / recristallisation (prise et durcissement du ciment).

Enfin, ne pas oublier que la chimique d’un  liant standard n’aime pas beaucoup des températures inférieures à 5°C. Et je ne parle pas d’eau gelée !!!!!!

Il y a très longtemps, il me semble avoir lu une publication sur des tests de « bétons lunaires » réalisé par le groupe Lafarge. Mais c’est loin et vague dans ma mémoire)

bonne soirée.

 

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 Bulot a bien développé les aspects chimiques et thermodynamiques que le vide pourrait engendrer.

En tant qu'ancien de la maitrise d'oeuvre, y aussi l'aspect comment on va faire sur le chantier...

Si l'hypothese est chantier lunaire, on fait comment avec un lieu de mise en oeuvre qui passe de 125°C à -175°C?  L'eau n'y sera pas en phase liquide de jour, et solide de nuit. Il faudra un système réfrigérant ou chauffant.

 

Si c'est vide poussé (espace) outre le problème de la phase de l'eau à maitriser, il faudra un coffrage étanche façon scaphandre sinon le mélange va se vaporiser et se disloquer en fuitant.

 

Du coup, ça parait presque trop simple de mettre en oeuvre du béton sous la surface des océans terrestres!

 

La question est trop vague pour répondre, car il y a un béton pour une application.

Si on ne sait pas quoi faire, on prendra un béton générique et ça conviendra... ou pas:D

 

Rien qu'en BTP "terrestre", suivant l'endroit où on se trouve (surtout si les normes occidentales sont loiiinnn) on doit faire des formulations de béton, en fonction de la qualité du liant qu'on peut avoir, une étude granulométrique des agregats utilisé, etc.

Enfin, le béton est reconnu pour ses qualités à la compression, et médiocre à la traction. Sans gravité pour repère, on fait comment?

 

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J'ai volontairement cité un exemple : la Lune. Donc gravité faible mais gravité tout de même. Je m'interrogeais perso sur le devenir de l'eau qui normalement devrait ce mettre à bouillir vu la pression. Vous le remarquiez. Et pis, mais là je ne maîtrise plus rien, quid de la carbonatation qui intervient dans le processus même de prise ?  

Que voulez vous, le Soleil demeure caché, la Lune aussi et la température n'engage à rien alors je m'occupe :)

 

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En l'absence de C02  et d'humidité atmosphérique sur la lune, ce phénomène lent de carbonatation devrait être...encore plus lent!

Le béton sur le long terme devrait donc avoir  les qualités prévues sur le moyen terme. S'il y a des aciers dans la structure (béton armé) ils ne seront donc pas rapidement dégradés.

 

Pour la mise en oeuvre, c'est donc coffrage étanche, pressurisé et thermostaté, pour que les réactions d'hydratation des composés du ciment puissent se faire. méga simple, et pas cher!

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Et Les aciers seront d’autant moins dégradés qu’il n’y aura pas d’oxygène pour les corroder... mais de toute façon, les réactions chimiques de prise du béton ne peuvent pas se produire sans eau... Et meme si on fait la prise sous enceinte, apres la prise le beton continue a évoluer... a secher ( retrait fluage). C’est un matériau tres evolutif non inerte. Sous vide, sorti de son enceinte, je pense qu’il imposerait assez vite avec un retrait accéléré et passerait en poudre en quelques heures ou minutes.

 

il faut inventer d’autres matériaux avec des résines probablement. Ou bien tout faire en metal.... ce qui semble être la tendance !

Modifié par Laurent

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Il y a 4 heures, ndesprez a dit :

Les chinois ont certainement la réponse...

Le béton et le ciment sont des inventions récentes de moins de cent ans qui ont détrônées la carbonatation de la chaux connue depuis l'antiquité mais qui ne permettait pas de monter des murs banchés ; Ce sont des modes de constructions réalisables dans des conditions d'hygrométrie et de températures déterminées, qui permettent de construire tout ce qu'on veut sur terre, mais sur la lune il n'y a pas de calcaire ni d'eau ni de température stabilisée. J'aimerais pourtant bien acheter au promoteur du coin un appartement en copropriété sur la plage de Sinus Iridum. Si les chinois commencent la commercialisation sur plan en vente en l'état futur d'achèvement, on achètera en habitat participatif entre membres d'astrosurf.

 

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Il n'a pas de raison de se pulveriser, puisqu'il n'y a pas "d'air" occlu  qui risquerait de prendre du volume en étant exposé au vide lunaire.

Norma, c'est un vrai casse tête ta question en fait!

Modifié par Sébastien Lebouc

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J'y avais réfléchi pour aller à La Réunion (mais je n'ai pas pu partir). Dans un sac cabine, la 80ED, l'APN et tous les cables ainsi que les accessoires et dans le sac de soute, la monture CG5 en 2 parties dans énormément de papier bulles..

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Woui, je me disais bien que la question n'était pas simple. Je vous remercie pour vos points de vue et vais me retourner vers le professeur Tournesol, le seul que je connaisse disposant d'une solide expérience en la matière :D

 

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Bonjour

je ne suis pas ingénieur .

Je pense au problème de ségrégation des matériaux de densités différentes entre  eau, gravier, sable 

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Yo !

outre la chimie aux basses/haute températures,

ça aura au moins 1 avantage

-  la faible gravité rendra moins problématique la ségrégation des granulats dans la purée.

 

 

ben merdum, grillé par F6GIR

Modifié par serge vieillard

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putain! un malaxeur antigravitationnel, bon sang mais c'est bien sûr!!!

 

Sinon, à ma connaissance les soutes des avions sont pressurisées à l'équivalent de 2500m. Par contre, pas chauffées, sauf pour zanimaux et matériels sensibles.

Donc les bulles devraient préserver nos précieux instruments!

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Et puis, quand on en sera à gerer la ségrégation, on sera vraiment pas mal.

Avant il faudra extraire les roches lunaires, les concasser et les cribler avec 1/6 de gravité terrestre...

Il faudra importer le ciment, car pas de roche calcaire sur la lune...

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"Le béton et le ciment sont des inventions récentes de moins de cent ans"

 

Pour rectifier l'histoire : le béton a été inventé par les romains et et ils ont construit notamment le panthéon de Rome toujours debout aujourd'hui... (un dôme de 43m tout de même !). Pour une raison inconnue, cette invention a disparu au moyen âge puis a été réinventée au XIX par Vicat. Les bétons des romains était d'excellente qualité mais non armé d'où leur longévité. La carbonatation ne détruit aucunement les bétons (même au contraire). Par contre cette carbonatation fait chuter le PH et les armatures ne sont plus passivées ; elles rouillent font éclater le béton, etc... Cela ne se passerait pas dans le vide mais par contre le béton serait lui-même instable.

 

"Il n'a pas de raison de se pulvériser, puisqu'il n'y a pas "d'air" occlus  qui risquerait de prendre du volume en étant exposé au vide lunaire."

 

je me place dans l’hypothèse ou l’on fabrique le beton dans des conditions terestres avant de le mettre dans le vide.

 

Il y a toujours un peu d'air occlus (s’ il est coule dans une enceinte pressurisée) ou une certaine porosité (qui se mesure d'ailleurs). Mais je pensais aussi aux réactions d'hydratation qui vont s'arrêter avec l'échappement de l'eau (ces réactions ne s'arrêtent pas avec le décoffrage et continuent longtemps après, une vingtaine d'années pour le fluage) ; il en résulterait probablement des fissures/fractures similaires à celles de phénomènes de retrait/fluage accélérés.

 

L'essai reste à faire mais je pense que le béton (même fabriqué dans des conditions terrestres) n'est pas stable dans le vide. La grosse différence entre le béton et les matériaux naturels c'est que c'est un matériau "vivant" en quelque sorte qui reagit avec son environnement. Dès lors peut être qu'on ne sait pas très bien ce qui va se passer mais il va se passer des choses, l’environnement devenant totalement différent...

Modifié par Laurent

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Et quid des écart thermique entre jour/nuit ?

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Oui : de tels écarts thermiques ça doit vous travailler la couenne, même celle des roches les plus résistantes !

Par contre, si l'idée sous-jacente à la question de Norma est de construire sur la Lune (ou ailleurs, soyons fous !), le béton ou même un liant à base de résine n'est sûrement pas la solution la plus adaptée.

Pourquoi ne pas simplement s'inspirer, en l'optimisant parfaitement, des constructions en sacs de terre ?

Il "suffirait" pour cela d'apporter in situ la quantité nécessaire de sacs, une excavatrice/chargeuse adaptée à la tâche (endurante mais pas nécessairement monstrueuse) puis de remplir et empiler des sacs de régolite autour d'unités gonflables en forme de dômes pressurisés, afin de construire les habitats et locaux techniques dont on a besoin.

Sous faible gravité, on pourrait même sans doute se permettre des portées nettement plus audacieuses que sur Terre, d'autant que sur la Lune le risque sismique est absent.

Le tout, recouvert ensuite d'une vaste épaisseur de régolite pour charger et stabiliser définitivement les voûtes ainsi créées, réaliser naturellement une excellente isolation thermique, et fournir une protection relativement efficace contre le rayonnement cosmique et les colères dangereuses du Soleil ;)

Il n'est pas exclu non plus - si l'on reste sur l'idée d'un liant pour solidifier la structure - que l'adjonction en très faible quantité d'un adjuvant idoine simplement mélangé à sec au régolite, lui assure des propriétés mécaniques très acceptables pour la construction : il est composé de granulats acérés qui naturellement déjà devraient lui conférer des propriétés intéressantes au compactage.

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Sur la lune, le mieux est peut être d'utiliser un tube de lave pour avoir un peu d'épaisseur pour se protéger des cosmiques.

Et même pas de génie civil à faire. Après il y fait un peu frais :)

 

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Certes, oui mais voilà, le professeur Tournesol a coulé deux belles bases béton pour ses télescopes ! Hergé a la réputation d'un auteur très bien documenté, il n'empêche, quelques erreurs ou incompatibilités se glissent dans son scénario ... En voici d'autres : les semelles magnétiques ne seraient guère d'une grande utilité puisqu'il n'est pas concevable d'utiliser massivement l'acier trop lourd, la fusée utilise un seul moteur : bigre (et en plus il "brûle", rare pour un moteur atomique ;) ) ...

Modifié par ndesprez

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Si c'était pour étayer des thèses de tintinophile, il fallait le dire tout de suite!

Pour avoir pas mal bourlingué, comme lui, je suis jaloux (ou suspicieux...) d'un gars qui n'a jamais la tourista, les maladies tropicales, et sauve sa peau en se retrouvant comme par hasard sur une ligne de centralité SANS nuages...

y a pas de justice....

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Le 25 janvier 2019 à 20:34, ndesprez a dit :

Mes lectures me poussent à m'interroger sur les possibilités de couler du béton sous vide

J'ai pas compris l'intérêt ?

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Le 26 janvier 2019 à 12:35, Sébastien Lebouc a dit :

Sinon, à ma connaissance les soutes des avions sont pressurisées à l'équivalent de 2500m. Par contre, pas chauffées, sauf pour zanimaux et matériels sensibles.

J'avais cru comprendre que tout l'avion, cabine et soute étaient pressurisées de la même manière, de même pour la température pas de différence entre cabine et soute. ;-)

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J'ai eu dans mes connaissances il y a longtemps P.Nouvellon ingénieur béton chez Lafarge, passionné par son métier, il a travaillé sur quelques centrales nucléaires et, des mélanges pour des ponts et le tunnel de la Manche. J'ai connu Paul par nos pères respectifs (le mien fournissait le laitier de la sidérurgie pour la cimenterie.)

C'est effectivement une technique multi-millénaire qui a évoluée au début du 20eme siècle grace à la compréhension théorique du mécanisme chimique.

Le béton, une fois le clinker du ciment transformé est un assemblage hétérogène relativement stable, somme toute pas très éloignée des verres amorphes 

Principalement autour du diagrame des phases de ces molécules très connues dans les roches CaO – SiO2 - Al2O3

(composé de Carbonate de Calcium, Silice, Alumine, + ajout ferrite, magnésie, potasse)

Le contact du clinker avec l'eau déclenche une transformation exothermique.

Cette transformation donne en résultat un fort ratio de surface en contact grâce aux nombreuses tailles différentes des composés moléculaires augmente les liaisons électrochimiques et détermine la force de cohésion de ce matériaux (module d'Young), particulièrement en compression. (Résistance en compression : 10 fois la résistance à la traction)

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Ce sont les conditions chimiques extérieures qui provoquent sa dégradation. On lui adjoint des additifs pour améliorer la percolation et la stabilité chimique.

Encore faut-il pouvoir le couler sous vide. Vu la réaction déjà très exothermique de la "prise" du béton, le fait de travailler sous-vide pose sans aucun doute de sérieux problèmes pour garder le mélange stable le temps de la prise. L'abaissement du seuil d'ébullition de l'eau est sans doute le premier point à gérer. (et là c'est pas mon domaine du tout, fin de mon apport à la discussion :p)

En vous souhaitant bonne lecture.

Documents CNRS par Lafarge (facile à trouver, je n'ai pas de mérite :) google ciment lafarge cnrs)

http://lmi.cnrs.fr/IMG/pdf_Cours_UCB_2009_B_Albert.pdf

http://lmi.cnrs.fr/IMG/pdf_Cours_Pisch-Lafarge_LCR_part_1.pdf

http://lmi.cnrs.fr/IMG/pdf_Cours_Pisch-Lafarge_LCR_part_2.pdf

etc https://core.ac.uk/download/pdf/15496904.pdf

 

 

Modifié par lyl

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Et au Chili, ils se posent les même questions?

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