Le béton à l’épreuve du temps

Difficile, de prime abord, de se figurer la composition minéralogique d’une pâte de ciment à la vue de cet amoncellement de sphères multicolores. Cette image en trois dimensions représente pourtant bel et bien un cube de béton hydraté de 50 micromètres de côté. En plongeant au cœur du matériau, les scientifiques cherchent à déterminer le comportement des structures en béton des alvéoles et des scellements d’un centre de stockage géologique profond où des colis de déchets radioactifs seront stockés. Conçue à partir de données expérimentales, cette modélisation microscopique en trois dimensions permet d’observer avec précision l’agencement des différents grains de matière composant une pâte de ciment. Les formes sphériques de couleur jaune et rouge correspondent par exemple aux molécules de silicate de calcium hydraté assurant la cohésion du matériau. À l’appui de représentations de ce type, les chercheurs du Laboratoire d’étude et de recherche sur les transferts et les interactions dans les sous-sols (Letis) de l’IRSN situé à Fontenay-aux-Roses (Hauts-de-Seine) étudient la dégradation des pâtes de ciment. En appliquant une loi de changement d’échelle, ils simulent des perturbations physico-chimiques et mécaniques affectant une infrastructure en béton durant plusieurs milliers d’années. Ces travaux visent à élaborer un modèle pour anticiper l’impact de telles modifications sur les bétons des stockages profonds de déchets radioactifs, afin de renforcer l’évaluation de la sûreté de ces installations. 

Alexandre Dauzères
Chercheur en physico-chimie des matériaux 

Article publié en octobre 2019