Titre de l'écran-titre (visionné le 11 janvier 2024) / L'industrie du béton est responsable d'environ 6% des émissions de gaz à effet de serre dans le monde. Sa contribution à la lutte contre les changements climatiques est donc essentielle pour atteindre les cibles fixées par les différents pays à ce sujet. L'objectif de cette étude est de contribuer à ce défi en développant des technologies de contrôle qualité du béton frais qui permettront, à terme, de réduire le gaspillage de béton et d'améliorer sa qualité. La propriété du béton frais étudiée ici est la maniabilité. Celle-ci influence la plupart des qualités de l'ouvrage, ce qui en fait un paramètre important à surveiller lors de la livraison de béton prêt à l'emploi, afin d'obtenir les propriétés mécaniques requises du béton à l'état durci. L'objectif est donc de développer une méthode d'estimation de l'affaissement pour une large gamme de maniabilités du béton en utilisant des capteurs installés sur les camions malaxeurs. Dans le cadre de ce projet de recherche, un capteur de pression hydraulique, branché au moteur hydraulique des camions malaxeurs, a été utilisé pour mettre en place une telle méthode d'estimation de l'affaissement. De plus, grâce à un projet collaboratif CRSNG avec Command Alkon et Béton Provincial, il a été possible d'intégrer ce capteur de pression hydraulique dans le système embarqué de Command Alkon, qui utilise, en parallèle, une sonde à l'intérieur de la toupie pour prédire certains paramètres importants pour le contrôle qualité du béton frais, dont la maniabilité. En utilisant les données de pression hydraulique prises à une vitesse de rotation de la toupie de 3 rpm, cela a permis d'obtenir une précision satisfaisante des valeurs d'affaissement estimées, notamment pour les mélanges plus fermes. / The concrete industry is responsible for approximately 6% of greenhouse gas emissions worldwide. Its contribution to combat climate change is therefore essential in order to achieve the goals set by different countries in this regard. The objective of this study is to contribute to these goals by developing fresh concrete quality control technologies that will help reduce concrete waste and improve its quality. The property of the fresh concrete studied here is workability. It influences most of the qualities of the structure, making it an important parameter to monitor during the delivery of ready-mix concrete in order to obtain the required mechanical properties of hardened concrete. The goal is therefore to develop a method to estimate slump for a wide range of different workable concrete mixes using sensors installed on concrete mixer trucks. In the context of this research project, a hydraulic pressure sensor connected to the hydraulic motor of the mixer trucks was used to establish such slump estimation method. Furthermore, through a NSERC collaborative partnership with Command Alkon and Béton Provincial, it was possible to integrate the hydraulic pressure sensor into the embedded system of Command Alkon, which already uses a probe to predict certain important parameters for fresh concrete quality control, including workability. By using hydraulic pressure data taken at a drum rotation speed of 3 rpm, a good prediction of slump particularly for stiffer mixes was allowed.

Le dernier rapport du GIEC (groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat) indique que les conséquences d’un changement climatique à 2°C sont extrêmement préoccupantes pour l’être humain et la bio-diversité (Masson-Delmotte et al., 2018). Pourtant, rester en dessous de cette limite implique une réduction des émissions de gaz à effet de serre mondiale d’environ 4% par an, chaque année, jusqu’en 2050. L’industrie du béton, responsable d’environ 6% des émissions de gaz à effet de serre dans le monde doit prendre part à cet immense défi. L’objet de cette étude est de contribuer à cette réduction en développant des technologies de contrôle qualité du béton frais afin de réduire le gaspillage du béton, d’améliorer sa qualité et d’optimiser son temps de malaxage. La propriété du béton frais étudiée ici est la teneur en air. Son rôle se révèle primordial dans la résistance du béton face aux cycles de gel/dégel et son contrôle est important dans l’atteinte des propriétés mécaniques du béton requise à l’état durci. Développer une méthode ayant le potentiel d’automatiser la mesure de la teneur en air du béton frais dans les camions malaxeurs de béton est l’objectif à atteindre. Dans le cadre de ce projet, des recherches sur les méthodes utilisant des ultrasons ont d’abord été réalisées. Elles se sont montrées infructueuses. Puis, les performances de la technologie CiDRA AirTRAC (développée par l’entreprise Cidra) ont été analysées et des imprécisions importantes ont été soulignées. Enfin, les calculs de vitesse de propagation d’ondes sonores dans le béton frais de fréquence allant de 150 à 230 Hz en utilisant un récepteur piézo-électrique ont conduit à des résultats très prometteurs, mais encore insuffisamment nombreux pour confirmer la robustesse de cette méthode. Les recherches se poursuivent dans un projet subséquent à l’Université Laval / The last IPCC report (Intergovernmental Panel on Climate Change) shows that consequences of a 2°C global warming are extremly worrying for mankind and biodiversity (Masson-Delmotte et al., 2018). Staying under this limit involves a 4% reduction of worldwide greenhouse emission every year until 2050. The concrete industry is responsible for approximately 6% of CO₂ emission worlwide and must be part of the reduction required. The purpose of this study is to develop technology for controling fresh concrete quality in a ready-mix truck in order to reduce waste, optimize quality and reduce mixing time. The property which has been the main focus in this study is the air content. The total air content in concrete is important since it will influence the freeze/thaw durability and the mechanical properties of hardened concrete. Finding a suitable to automatically evaluate air content inside a ready-mix truck is the main target of this study. Approaches using ultrasound methods have not led to the desined results.The technology behind CiDRA AirTRAC (developed by company Cidra) has also been analysed base on literature and many inaccuracies has been highlighted. Finally, calculation of sound waves velocities with frequencies between 150 and 230 Hz with a piezoelectric receptor has led to very promising results; however, trials are needed in order to confirm the potential and robustness of this method. Future projects at Université Laval will concentrate on this topic.