De nos jours, le bloc est le produit le plus vendu en préfabrication, avec un chiffre d’affaires de 418 millions d’euros en 2015 (chiffres issus de la Fédération de l’Industrie du Béton). Toutefois, ce résultat atteste d’une baisse de production constatée depuis 2012.Dans ce contexte économique difficile, les industriels cherchent à optimiser la formulation de leurs produits. Les particularités de ceux-ci (consistance sèche et teneur en air moyenne comprise entre 7 et 15 %) rendent impossible l’utilisation des outils existants.L’objectif de la thèse est alors de mettre au point une méthode de formulation adaptée aux blocs, permettant d’optimiser le rapport coûts/performances. Cela implique de diminuer le dosage en ciment, matériau le plus couteux du béton et également le plus négatif en termes d’émissions de CO2. Pour cela un squelette granulaire optimal doit être utilisé.La méthodologie de formulation mise au point se déroule ainsi en deux étapes. La première consiste à sélectionner le mélange granulaire présentant l’arrangement maximal. La deuxième détermine les volumes des autres constituants (ciment, eau efficace, air et addition) en fonction des exigences de consistance et de performances mécaniques. Les travaux ont permis d’obtenir un modèle d’empilement compressible adapté à la mise en place des mélanges granulaires secs à l’aide d’une presse vibrante et d’un moule de bloc. Celui-ci calcule la compacité des mélanges granulaires dans de telles conditions et permet de sélectionner le mélange optimal. Les travaux ont également permis de relier les propriétés aux états frais et durcis à la formulation des bétons secs. La résolution du système d’équations obtenu permet de déterminer la formulation qui optimise le rapport coûts/performances.Un outil numérique regroupant ces résultats est développé. Il nécessite de renseigner un ensemble de données (squelettes granulaires, masses volumiques réelles, coûts, etc.), ainsi que les exigences de consistance et de performances mécaniques. Il propose alors la formulation optimisant le rapport coûts/performances. Celle-ci peut ensuite être testée à échelle réduite sur des cubes car les résultats ont permis de relier les performances mécaniques des cubes et des blocs. / Construction’s sector is knowing an important mutation and is confronted with unpresented stakes with major importance for next decades: population growth and needs in accommodation and infrastructures, climate change, uses of durable and natural resources, societal expectations from consumers as well as territorial’s stakeholders. Concrete precast industry is strongly enlisted to answer at these news needs, for the constructive systems proposed as well as for the production processes of concrete’s products. The stake is especially important for concrete masonry units with a production in France in 2017 of 6.7 million tons. These products are realized using press which compact concrete with vibration and pression. Blocs are made of dry cast concrete with average air content between 7 and 15%. Today, formulation methodologies are adapted to delayed demoulding products and so not made for bloc concrete.This thesis aims to develop a formulation methodology adapted to blocs and to their process, in order to optimize their performances in economic conditions. This implies disposing of robust tools able to determine optimal proportions for each constituent, considering process specifications. Especially, it is necessary to use an optimized aggregates mix.The formulation methodology developed runs through two steps. The first one consists in choosing the aggregates mix with maximal packing density. The second one determines other constituents volumes (cement, efficient water, air and addition) according to consistency and mechanical performances requirements. The compressive packing model (F.de Larrard) is adapted to dry aggregates mix casting with vibrating press in a bloc mold. Results also make it possible to connect fresh and hardened properties to the formulation of dry cast concretes. Solving the system of equations gives the formulation optimizing the ratio costs/performances.

Actuellement, les moules utilisés pour la réalisation de pièces composites aéronautiques sont à base d'alliages métalliques (FeNi, Invar) très appréciés pour leur faible coefficient de dilatation. Toutefois, ces alliages présentent plusieurs inconvénients (poids, prix, délais de livraison) qui incitent les industriels à se toumer vers d'autres matériaux. Dans ce contexte, les matériaux composites époxy/fibres de carbone sont une altemative intéressante compte tenu de leurs propriétés mécaniques proches del'Invar tout en alliant légèreté et facilité de mis en æuvre. Cependant, avec de tels moules des phénomènes d'adhésion risquent d'intervenir entre la résine époxyde infusée, constituant la future pièce, et le moule lui-même composé d'une résine époxyde. Leur nature proche est susceptible de favoriser des phénomènes de diffusion ou d'interactions moléculaires impliqués dans l'adhésion des polymères.Les travaux présentés dans cette thèse ont donc pour but de minimiser l'ensemble des phénomènes favorisant I'adhésion entre deux résines époxydes (l'une étant réticulée au contact de la seconde). Pour cela, les travaux sont concentrés sur la modification pérenne de la physicochimie ainsi que de la topographie de surface de la résine époxyde composant le moule. Ces deux paramètres sont en effet identifiés comme indispensables pour l'obtention de surfaces au caractère faiblement mouillant, pré-requis pour une bonne adhésion avec un tiers corps. Dans un premier temps, la physicochimie de surface de la résine du moule a étémodifiée durablement grâce à un additif fluoré préalablement greffé à la résine époxyde. Le mécanisme de fluoration de la surface a été étudié et une étape cruciale de migration de l'additif fluoré vers I'interface air / résine au cours de réticulation a été identifiée. Dans un deuxième temps, une rugosité contrôlée à l'échelle micrométrique est appliquée à la surface de la résine ainsi modifiée. Les propriétés de surface qui en découlent sont étudiées et montrent une accentuation du caractère faiblement mouillant des résines fluorées. Enfin, les propriétés d'interfaces entre les résines époxydes modifiées constituant le moule et une résine époxyde vierge représentant une pièce injectée sont étudiées via un test mécanique. Les résultats obtenus (force et type de rupture) sont mis en relation avec les propriétés superficielles de la résine époxyde modifiée.

Actuellement, les moules utilisés pour la réalisation de pièces composites aéronautiques sont à base d'alliages métalliques (FeNi, Invar) très appréciés pour leur faible coefficient de dilatation. Toutefois, ces alliages présentent plusieurs inconvénients (poids, prix, délais de livraison) qui incitent les industriels à se toumer vers d'autres matériaux. Dans ce contexte, les matériaux composites époxy/fibres de carbone sont une altemative intéressante compte tenu de leurs propriétés mécaniques proches del'Invar tout en alliant légèreté et facilité de mis en æuvre. Cependant, avec de tels moules des phénomènes d'adhésion risquent d'intervenir entre la résine époxyde infusée, constituant la future pièce, et le moule lui-même composé d'une résine époxyde. Leur nature proche est susceptible de favoriser des phénomènes de diffusion ou d'interactions moléculaires impliqués dans l'adhésion des polymères.Les travaux présentés dans cette thèse ont donc pour but de minimiser l'ensemble des phénomènes favorisant I'adhésion entre deux résines époxydes (l'une étant réticulée au contact de la seconde). Pour cela, les travaux sont concentrés sur la modification pérenne de la physicochimie ainsi que de la topographie de surface de la résine époxyde composant le moule. Ces deux paramètres sont en effet identifiés comme indispensables pour l'obtention de surfaces au caractère faiblement mouillant, pré-requis pour une bonne adhésion avec un tiers corps. Dans un premier temps, la physicochimie de surface de la résine du moule a étémodifiée durablement grâce à un additif fluoré préalablement greffé à la résine époxyde. Le mécanisme de fluoration de la surface a été étudié et une étape cruciale de migration de l'additif fluoré vers I'interface air / résine au cours de réticulation a été identifiée. Dans un deuxième temps, une rugosité contrôlée à l'échelle micrométrique est appliquée à la surface de la résine ainsi modifiée. Les propriétés de surface qui en découlent sont étudiées et montrent une accentuation du caractère faiblement mouillant des résines fluorées. Enfin, les propriétés d'interfaces entre les résines époxydes modifiées constituant le moule et une résine époxyde vierge représentant une pièce injectée sont étudiées via un test mécanique. Les résultats obtenus (force et type de rupture) sont mis en relation avec les propriétés superficielles de la résine époxyde modifiée. / Currently , the molds used for making aircraft composite piecess are made of metal alloys ( FeNi Invar ) popular for their low coefficient of expansion. However, these alloys have several drawbacks ( weight, price , delivery time ) which encourage manufacturers to rotate to other materials. In this context, the epoxy composites / carbon fibers are an interesting altemative given their mechanical properties similar to Invar while combining lightness and ease of implementation . However , with such molds, phenomena of adhesion may occur between the infused epoxy resin constituting the future piece , and the mold itself made of an epoxy resin. Their close nature promotes diffusion phenomena or molecular interactions involved in the adhesion of polymers.The works presented in this thesis is therefore to minimize all phenomena promoting the adhesion between two epoxy resins (one being cured in contact with the second). To do this, the work is focused on sustainable change in the physicochemistry and the surface topography of the epoxy resin component mold. These two parameters are indeed identified as essential for obtaining surfaces prerequisited low wetting character , for good adhesion with a third body. At first , the physicochemistry of the resin surface of the mold was permanently changed using a fluorinated additive grafted beforehand on the epoxy resin. The mechanism of fluorination of the surface has been studied and a critical step in migration of the fluorinated additive towards the air / resin interface during curing has been identified. In a second step , a controlled micrometer scale roughness is applied to the surface of the resin as amended . The surface properties arising are studied and show an accentuation of low wetting character of fluorinated resins . Finally, the properties of interfaces between the modified epoxy resins constituting the mold and blank epoxy resin representing a molded part are studied via a mechanical test. The results obtained ( strength and type of failure ) are put in contact with the surface of the modified epoxy resin properties.