L'étude des systèmes polyphasés du type solide-gaz et solide-liquide occupe une place importante en cinétique hétérogène. De nombreux travaux expérimentaux et théoriques ont été entrepris pour tenter de résoudre les problèmes posés par ces systèmes. A la suite des recherches effectuées au laboratoire, consacrées à la thermodynamique des hydrates non stoechiométriques et à la cinétique de déshydratation des sels, il nous a paru intéressant de suivre les réactions d'hydratation telles que : solide 1 + eau vapeur &#8594 solide 2 et .solide 1 + eau liquide &#8594 solide 2. Pour illustrer ce travail, nous avons choisi d'examiner le comportement vis-à-vis de l'eau du sulfate de calcium hémihydraté, constituant essentiel du plâtre. En 1975, la France a produit 3,3 millions de tonnes de plâtre et s'est classée premier producteur européen et troisième producteur mondial derrière les Etats-Unis et l'U.R.S.S. Etant donné l'importance industrielle du produit, des moyens d'investigation de plus en plus perfectionnés ont été mis en oeuvre. Néanmoins, les conclusions demeurent fragmentaires et peu cohérentes. Afin de progresser dans la compréhension des mécanismes réactionnels, il est nécessaire d'entreprendre l'étude du phénomène d'hydratation selon une démarche originale: elle consiste à suivre la réaction avec l'eau vapeur. Cette méthode très intéressante sur un plan fondamental permet : D'une part, de séparer les différentes étapes et d'autre part, de stopper l'hydratation à tout moment sans séchage préalable du solide.

Among the most impressive developments observed in the last 20 years, the improvement of the installation methods of monolithic refractories is certainly to be taken into account. However, this evolution, from vibratable castables to shotcrete and drycrete was not applied to materials based on magnesia, which are still mostly commercialized as ramming mixes, or as pouring castables with poor properties due to excessive water use. The major issues associated to this lack of technology is the scarcity of submicrometric powders compatible to magnesian systems, and the expansion followed by hydration of the magnesia, which is a disruptive reaction. By a thorough research on the literature, some potential additives were identified to be tested as anti-hydration additives. Hydration tests of powders in autoclave, complemented by pH and rheological measurements on magnesia pastes have identified five possible additives which can be used to inhibit the hydration: tartaric acid, citric acid, boric acid, magnesium fluoride and microsilica. Salts from the organic acids can also be successfully used. Of these, microsilica also presented the advantage of providing the submicrometric particles necessary to improve the flow of the castable, and to improve the bond of the castable. The three acids are very effective in inhibiting the formation of magnesium hydroxide, but affect negatively flow properties and mechanical resistance after cure. Microsilica prevented hydration cracks due to the reaction between the silicic acid generated under basic environment with the newly formed brucite, leading to the precipitation of a magnesium-silica-hydrated phase of poor crystallinity between the magnesia grains. This phase does not promote volumetric change, and also enable water release at a wider temperature range. Due to its nature close to serpentine minerals, it forms forsterite and enstatite at low temperatures, thus generating suitable strength between room temperature and at least 1400 °C. Magnesium fluoride changed the nature of this magnesium-silica-hydrated phase, by being incorporated to it and forming a phase more similar to the humite minerals. These minerals present higher MgO:SiO2 molar ratio than serpentine, and their formation requires a lower content of microsilica for a same effect against hydration, which is beneficial for the overall properties of the castable. The properties of the castable, as well as the influence of a number of other variables (for instance, refractoriness under load, creep, cold crushing strength, cold modulus of rupture, bulk density and apparent porosity) were also studied and hereby reported. It is believed that this technology can be further developed for industrial use, provided that some issues regarding the properties at high temperatures are solved. Not only had the study and comprehension of the nature of the bond between microsilica and magnesia, and the role of magnesium fluoride been pioneered by this work, but also the methodology used to evaluate the hydration after the drying process of castings, which was close to real refractory components.

Referat: Das lyotrope Phasenverhalten und die molekulare Architektur von Membranen ausgewählter Dienlipi-de wird mittels Infrarot-(IR)-Spektroskopie untersucht. Doppelschichten aus synthetischen Lipiden haben sich als Strukturmodell biologischer Membranen bewährt. Durch den Einbau reaktiver Diengruppen können die Lipidmoleküle polymerisiert werden. Mögliche Anwendungen als biokompatible Materialien oder als Mikro-Hüllen für die Wirkstoffüber-tragung machen polymerisierte Lipidstrukturen und insbesondere Membranen interessant. Darüber hinaus stellen die Diengruppen eine definierte Störung der Membran dar, die die Untersuchung grundlegender Fragen der Membranarchitektur erlaubt. In der Arbeit wird ein besonderer Schwerpunkt auf die Hydratation von Lipidsystemen gelegt. Das lyotrope Phasenverhalten und die molekulare Struktur im polaren und hydrophoben Bereich von Lipi-den mit Diengruppen am Ende und am Anfang der Fettsäureketten werden detailliert analysiert. Der Einfluß der molekulargeordneten Umgebung auf die chemische Stabilität der Diengruppen in den Li-pidaggregaten, ihrer Konfiguration und die Struktur des polymeren Produkts werden untersucht. Abstoßende, kurzweitreichende Wechselwirkungen zwischen polaren, hydratisierten Oberflächen sind für die Stabilität kolloidaler Systeme und für biologisch relevante Prozesse, wie die Fusion von Zell-membranen, von großer Bedeutung. Die Untersuchung dieser Hydratationskraft vor und nach der Po-lymerisation der Lipidmembranen, sowie in Systemen unterschiedlicher Struktur im Kopfgruppenbe-reich der Membranen, lieferte Informationen über spezifische Beiträge, die durch die Bewegung ein-zelner Moleküle oder die intermolekularen Wechselwirkungen im polaren Bereich der Membranen hervorgerufen werden. Zur Aufklärung der molekularen Struktur der Lipidsysteme wird in erster Linie ihr IR-Lineardichroismus analysiert. Obwohl die Theorie der Absorption polarisierter elektromagnetischer Strahlung seit langem ausgearbeitet ist, fehlte bislang ein allgemeiner Formalismus zur Behandlung lamellarer, biaxialer Strukturen. Diese Lücke wird in dieser Arbeit geschlossen. Im theoretischen Teil wird der Zusammenhang zwischen der Absorption polarisierten Lichtes und der molekularen Ordnung betrachtet. Die Meßgröße, der IR-Ordnungsparameter, wird in kompakter Form als Funktion moleku-larer Ordnungsparameter ausgedrückt. Besondere Aufmerksamkeit wird der Technik der abge-schwächten Totalreflexion (ATR) gewidmet. Der potentielle Informationsgehalt ausgewählter Schwingungsmoden langkettiger Moleküle wird anhand der bekannten Struktur von Stearinsäurekri-stallen und DPPC-Membranen überprüft. Eine Reihe von für die praktische Anwendung der ATR-Spektroskopie wichtigen Details, wie der Einfluß der Doppelbrechung und die effektive Eindringtiefe des IR-Lichtes in die Probe, wird anhand von Beispielen untersucht. Eine zentrale Stellung nimmt der Lineardichroismus der intensiven Banden der C–H-Streckschwingungen der Fettsäureketten und vor allem der IR-aktiven Moden der Diengruppen ein.

Thesis (Habilitationsschrift)--Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg. / Includes bibliographical references (p. 225-232).

L'alumine, utilisée comme support de catalyseurs pour la réaction de Fischer-Tropsch ou pour la conversion de la biomasse, se transforme partiellement en présence d'eau en phases (oxy)hydroxydes à l'origine de fines qui posent problème dans la mise en ¿uvre de procédés en réacteurs de type slurry. Afin de concevoir des catalyseurs plus stables et plus résistants, ce travail de thèse visait à identifier le mécanisme d'hydratation et de dégradation des alumines de transition en phase aqueuse, et à étudier la façon dont des additifs organiques (alcools, polyols) ou inorganiques (Mg, Zr, Ni et Si) permettent de limiter cette dégradation. La conduite d'une étude systématique sur l'hydratation des alumines à 70°C à pression atmosphérique, ou à 150°C en conditions hydrothermales, a permis de définir un mécanisme général en deux étapes: une dissolution de la surface de l'alumine, suivie d'une précipitation, respectivement, d'hydroxydes d'aluminium Al(OH)3 ou de boehmite AlOOH sur les grains d'alumine. Par ailleurs, la dégradation chimique tend à favoriser la dégradation sous contraintes mécaniques. La présence de polyols en phase aqueuse, principalement des molécules à 5 ou 6 atomes de carbone, ralentit la dissolution de l'alumine et inhibe la précipitation de la boehmite. Les ions métalliques utilisés comme dopants de l'alumine ont tous un effet similaire sur la diminution de l'hydratation. Une inhibition totale de l'hydratation est obtenue par greffage de silicium à partir de TEOS. Une étude DRIFT dans la région des vibrations OH suggère que les additifs inorganiques inhibent la dissolution de l'alumine en bloquant des sites Al-OH localisés sur les faces latérales des particules. / Alumina, used as a catalyst support for the Fischer-Tropsch reaction or for the conversion of biomass, partially transforms in presence of water into (oxy)hydroxides phases. The formation of the latter leads to the production of fine particles that may cause plugging problems in the implementation of processes based on slurry bubble column reactors. In order to design more stable and more resistant catalysts, this PhD work aimed at identifying the mechanism of hydration and degradation of transition aluminas in aqueous phase, and to study how organic (alcohols, polyols) or inorganic (Mg, Zr, Ni and Si) additives can limit this degradation. The conduct of a systematic study on the hydration of alumina at 70°C under atmospheric pressure, or at 150°C in hydrothermal conditions, allowed defining a general two-step mechanism: a dissolution of the surface of alumina, followed by a precipitation of, respectively, aluminum hydroxides (Al(OH)3) or boehmite (AlOOH) on alumina grains. Furthermore, the chemical degradation tends to promote the degradation under mechanical stress. The presence of polyols in aqueous phase, mainly molecules with 5 or 6 carbon atoms, slows down the dissolution of alumina and inhibit the precipitation of boehmite. Metal ions used as dopants of alumina all have a similar effect on the decrease of hydration. A total inhibition of hydration is obtained by grafting silicon using TEOS. A DRIFTS study in the OH vibration region suggests that inorganic additives inhibit the dissolution of alumina by blocking Al-OH sites located on the lateral facets of the particles.

La recherche des phases hydratées à la surface de Mars est essentielle à la compréhension de son passé habitable et des changements climatiques globaux qu'elle a subis. Le rover MSL/Curiosity apporte de nouveaux moyens pour caractériser l'hydratation de la surface. En particulier, la spectroscopie de plasma induite par laser (LIBS) de l'instrument ChemCam mesure la composition élémentaire à distance. Il permet une détection de l'hydrogène par le pic d'émission H Balmer alpha à 656.6 nm. Cependant la quantification de cet élément n'a été que très peu étudiée. Le modèle de qualification de l'instrument ChemCam a été intégré à un banc LIBS afin d'analyser des séries d'échantillons hydratés au laboratoire. A l'exception de quelques échantillons révélant des phénomènes spécifiques à l'hydrogène, ces tests montrent qu'un étalonnage linéaire est obtenu avec la teneur en eau. Sur Mars, dans le cratère Gale, cette calibration révèle l'hydratation de différentes phases : la bassanite (CaSO4 × 0.5H2O) dans les veines remplissant les fractures des roches, les sulfates de magnésium, les sédiments opalifères et argileux découverts in situ. Les mesures d'abondances en eau effectuées jusqu'à présent étaient restreintes à de rares expériences de pyrolyse ; cette étude montre que ChemCam apporte maintenant un nouveau moyen opérationnel pour la mesure de l'hydrogène à la surface, à l'échelle submillimétrique et couvrant un très grand nombre de roches. / The search for hydrated phases lying at the surface of Mars is essential to understand its habitable past and the fate of water on a planet disrupted by global climate changes. The MSL/Curiosity rover provides new tools to characterize surface hydration in situ. Among these, laser induced breakdown spectroscopy (LIBS) performed by the ChemCam instrument enables remote measurement of elementary abundance. However, measuring the LIBS emission peak of hydrogen at 656.6 nm (Balmer alpha) to quantify target water content is poorly documented in the literature. Using the instrument replica, large series of hydrated samples have been analyzed in the laboratory under Martian atmospheric conditions. Except for some samples on which effects specific to the hydrogen signal have been observed, these tests show that a linear calibration can be obtained with target water content. On Mars, at Gale crater, this calibration reveals the hydration of different phases: bassanite (CaSO4 × 0.5H2O) in the veins filling the bedrock fractures, magnesium sulfates, opaline and clay rich sediments discovered in situ. Measurement of water content performed to date have been limited to sparse and bulk pyrolysis experiments; this study shows that ChemCam provides a new technique to measurement hydrogen on the surface, at a submillimeter scale and sampling a very large number of rocks.

La NAP-XPS est un nouvel outil révolutionnaire permettant d'utiliser les avantages d'une analyse XPS (Sensibilité aux différents éléments chimiques ainsi que leurs états) à une pression proche de l'ambiante (de l'ordre du mbar) ouvrant ainsi la voie aux études in situ en se rapprochant des conditions réels et. Deux domaines profitent de cette nouvelle machine : la chimie environnementale et la catalyse. Dans le domaine de la chimie environnementale je m'intéresse à l'étude de l'hydratation des argiles dites gonflantes. J'ai ici démontré qu'il est effectivement possible de suivre l'hydratation des contre-ions en mettant en évidence différents comportement en fonction de leurs natures. De plus j'ai pu mettre en évidence un phénomène de radiolyse sous faisceau de la pyridine en présence d'eau dans ces milieux confinés. Concernant la catalyse, j'ai étudié l'oxydation du CO sur des nanocatalyseurs composés notamment de platine un excellent catalyseur, mais sensible aux problèmes d'empoisonnement au CO. Cette réaction est pour nous une réaction prototype permettant de tester le comportement des nanocatalyseurs (Pt, Zn et PtZn). J'ai pu déterminer la température de début de la réaction d'oxidation du CO, de plus en ajoutant du zinc au platine et pour former un nanocatalyseur bimétallique, j'ai démontré qu'on améliore sa résistance à l'oxidation et il montré que le zinc seul est lui aussi capable de catalyser l'oxidation du CO sous forme de création/destruction de carbonate. / The NAP-XPS is a revolutionary new tool that makes possible to use the advantages of a standard XPS analysis (sensitivity to the different chemical elements as well as their states) at a near-ambient pressure (mbar range) thus enabling in situ studies closer to real conditions. Two fields fully benefit from this new machine: environmental chemistry and catalysis. In our case for the field of environmental chemistry we are interested in studying the hydration of so-called swelling clays. I have here demonstrated that it is indeed possible to follow the hydration of counter-ions and highlighted different behavior according to their natures. Moreover, I have been able to demonstrate a beam induced pyridine photolysis phenomenon in the presence of water in these confined media. Concerning catalysis, I studied the oxidation of CO on nanocatalysts composed in particular of platinum an excellent catalyst but sensitive to the CO poisoning. This reaction is for us a prototypical reaction to test the behavior of Pt, Zn, PtZn nanocatalysts. Here, I have been able to determine the onset temperature of the CO oxidation reaction. Moreover, by adding zinc to platinum and forming a bimetallic nanocatalyst, I have improved its resistance to oxidation and proved that zinc alone is also capable of catalyzing the oxidation of CO in the form of creation / destruction of carbonate.

Aujourd'hui le béton est l'option la plus attrayante pour le secteur de la construction. Ceci est du au fait que le béton est un matériau peu couteux et que sa fabrication nécessite peu d'énergie et a un faible impact environnemental En outre, les structures en béton sont durables et performantes mais le béton nécessite d’être associé à des armatures d’acier, car le il présente une faible résistance à la traction.Du point de vue de la chimie, le point faible provient de l’origine de la cohésion du ciment utilisé pour la fabrication du béton. Des expériences à l’échelle nanométrique et des simulations numériques ont montré que la cohésion de la pâte de ciment résulte de forces de courte portée qui s'exercent entre les surfaces de silicates de calcium hydratés (C-S-H) dans la solution interstitielle.Cette thèse explore l'ingénierie de la liaison entre les grains de ciment en vue d'améliorer les propriétés mécaniques des matériaux cimentaires. Nous visons à introduire en plus de celles déjà existantes, des forces de cohésion à longue portée entre les grains à l’aide de liaisons chimiques pour conduire à une augmentation de la résistance à la traction et de la ténacité. La stratégie choisie a été de greffer différents silanes organo-fonctionels sur le ciment anhydre. Deux méthodes possibles de silanisation ont été étudiées et les produits modifiés ont été caractérisés.La première méthode a consisté à mélanger directement la poudre de ciment avec les silanes. Il a été montré que, ce faisant, pâtes de ciment et de mortiers présentent une maniabilité améliorée. En outre, il a été observé que les silanes influent fortement l'hydratation, principalement en retardant l'hydratation des silicates et en réduisant leur degré d'hydratation. En conséquence, une perte sévère de résistance a été constatée dans tous les tests mécaniques standards effectués. Ceci est lié à la dose excessive de silane incorporée au ciment pour atteindre l'homogénéité du mélange au cours de l’hybridation.Une deuxième méthode de silanisation a été développée afin de permettre la diminution du dosage des silanes en gagnant en homogénéité. Elle consiste à mélanger le ciment dans une solution de silane dans un solvant non aqueux. Cette méthode à permis en outre d’obtenir des données quantitatives relatives à l’adsorption des silanes utiles à une meilleure compréhension des interactions silane-ciment. Elles constituent en effet des moyens indirects aidant à caractériser les substrats modifiés. Il a été constaté que les interactions silane-ciment dépendent fortement du type de solvant utilisé. La couverture de la surface a également été calculée et est loin d'être une monocouche. Elle est constituée d’espèces chimiquement et physiquement adsorbées qui influencent les propriétés des ciments modifiés.En termes de vitesse d'hydratation, les plus forts effets de ralentissement sur l’hydratation des silicates sont toujours associés aux silanes affichant une plus faible affinité avec la surface, mais fortes de liaisons avec cette dernière. En termes de rhéologie, tous les silanes améliorent grandement la capacité des pâtes à résister à une charge au-dessus de la limite élastique. Il en résulte une augmentation de résistance à la flexion jusqu'à 35% par rapport au ciment pur. / Nowadays concrete is the most attractive option for the construction sector. This is because concrete itself is a low cost, low energy and low environmental impact material. Moreover, concrete structures are very durable and high load bearing. This is achieved by incorporating steel, because concrete itself is a very low tensile strength material. Chemically, the weakness originates in the cohesive nature of cement used for concrete making. Nanoscale experimental investigations and numerical simulations showed that cohesion of cement paste is caused by short range surface forces acting between calcium silicate hydrates (C-S-H) in the interstitial solution. This thesis addresses the possibility of engineering the bonding between hydrates in order to tune the mechanical properties of cementitious materials. We aim at introducing long range cohesion forces between hydrates in addition to the existing ones. This should potentially lead to an increase in strength and toughness. The strategy chosen was to hybridize the cement prior to hydration with organofunctional silanes. Two possible methods of silanization were investigated and the modified products have been characterized. The first method consisted in dry blending cement powder to silanes. It is shown that by doing so, cement pastes and mortars exhibit improved workability. In addition, we have observed that silane agents strongly affect the hydration kinetics, mainly by retarding the hydration of silicates and reducing their degree of hydration. As a consequence, severe strength loss was evidenced in all standard mechanical tests. This was related to excessive dosage of silane to cement imposed to reach good mix homogeneity during hybridization.A second silanization methodology was developed in order to allow diminishing the dosage of silane without facing inhomogeneity mix issues. It is shown that by adsorbing silane from organic solvents we gain a better understanding of silane-cement interactions. In addition, the adsorption data provide indirect means to help characterize the modified substrates. It was found that silane-cement interactions strongly depend on the type of the solvent used as vehicle media. The surface coverage has also been calculated and is far from being monolayer because both chemically bonded and physically adsorbed species are assumed to be present. This further influences the properties of the modified cements. In terms of hydration kinetics, stronger retarding effects of silicates hydration are always associated to silanes displaying lower surface affinity, but stronger surface bonding. In terms of rheology, all silanes greatly improved the ability of pastes to withstand load above the critical deformation. This results in increased bending strength by up to 35% compared to neat cement.

Le manque de connaissance sur les interactions existantes entre les adjuvants organiques et les phases minérales ainsi que leur influence sur les mécanismes d’hydratation du Ciment Portland Ordinaire (CPO) limite le développement de nouvelles molécules organiques avec des propriétés améliorées et contrôlées. Ici, le but de ces travaux était de comprendre pourquoi et comment des adjuvants organiques modifient le temps de prise du CPO en faisant varier progressivement les caractéristiques de molécules organiques simples comme leur charge, leurs groupes fonctionnels (hydroxyle, hydroxy-carboxylate, carboxylate, sulfonate et phosphonate) et la stéréochimie de leurs groupes hydroxyles.Les différents retards induits par les molécules organiques étudiées sur l’hydratation du composé minéral responsable des propriétés finales du CPO, le silicate tricalcique, ont été reliés aux caractéristiques des composés organiques. Les interactions de ces derniers dont leur adsorption sur du silicate de calcium hydraté (C-S-H) ainsi que leur complexation avec les ions calcium, hydroxyde et/ou silicates en solution ont été identifiées dans des systèmes à l’équilibre et corrélées au retard généré par les molécules organiques sur l’hydratation du silicate tricalcique.L’impact des hexitols qui varient uniquement en fonction de la stéréochimie de leurs groupes hydroxyles sur le processus de dissolution-précipitation de l’hydratation du silicate tricalcique a été étudié. L’influence de ces polyols sur l’hydratation d’un mélange luminatesulfate de calcium a été expliquée par leur adsorption sur l’ettringite, les AFm et par leur complexation ionique en solution. Pour finir, cette étude s’est focalisée sur les conséquences des interactions des hexitols avec l’ettringite et les ions aluminate en solution sur l’hydratation des phases silicates présentes dans le CPO. / The current limited knowledge on the interactions between organic admixtures and mineral phases as well as their influence on the hydration mechanisms of the Ordinary Portland Cement (OPC) represents a real limitation in the development of new organic products with improved and controlled properties. Here, this study intended to understand why and how organic admixtures modify the setting time of OPC by progressively varying the characteristics of simple organic molecules such as their charge, functional groups (hydroxyl, hydroxy-carboxylate, carboxylate, sulfonate and phosphonate) and the stereochemistry of their hydroxyl groups.The different retardations induced by the organic molecules studied on the hydration of the mineral compound responsible of the final properties of OPC, tricalcium silicate, were related to the characteristics of the organic admixtures. The interactions of these organic compounds such as their adsorption on calcium silicate hydrate (C-S-H) and their complexation with calcium, hydroxide and/or silicate ions in solution were identified in systems at equilibrium and correlated to the retarding effect generated by the organic molecules on the hydration of tricalcium silicate.The impact of hexitols which differ from one another in the stereochemistry of their hydroxyl groups on the dissolution-precipitation process of the hydration of tricalcium silicate was studied. The influence of these polyols on the hydration of a calcium aluminate and calcium sulfate mixture was explained by their adsorption on ettringite and AFm as well as by their ionic complexation in solution. Finally, this study focused on the consequences of the interactions of hexitols with ettringite and aluminate ions in solution on the hydration of the silicate phases present in OPC.

La zone d'enrobage des aciers des structures en béton armé est soumise au cours de la vie de l'ouvrage à l'action de divers agents agressifs (ions chlorure, dioxyde de carbone, etc.) qui sont susceptibles d'entraîner la corrosion des armatures. Dans le cadre de la maintenance de l'ouvrage, une réparation du béton dégradé est généralement imposée afin d'assurer l'intégrité et la sécurité de la structure, et d'en allonger la pérennité. Cette étude s'attache à explorer les transferts hydriques qui limitent l'efficacité de la réparation au cours de l'hydratation du mortier de réparation. L'évolution microstructural et les profils hydriques sont obtenus par des techniques non-destructives comme l'imagerie résonance magnétique (IRM) et la gamma-densimétrie (GD) depuis très jeune âge à 28 jours. La durabilité du béton réparé est concernée. L'effet du séchage est évité dans cette étude. Le mortier isolé d'une même formulation est préparé pour la comparaison du comportement d'hydratation avec le mortier de réparation. Des diverses techniques classiques aident de compléter les résultats obtenus par IRM et GD. Donc le système de réparation est désigné. Les transferts hydriques à l'interface sont visualisés pendant la réparation (0 - 28 jours), afin de permettre une exploration en profondeur sur les mécanismes des couplages physico-chimiques. La réparation plus efficace donc est déterminée par cette méthodologie, en étudiant divers matériaux de réparation, divers états de support (saturé ou séché) et divers conditions environnementaux, etc. De plus, après la réparation (1 - 2 mois), la porosité totale est mesurée par GD ou la porosimétrie par l'intrusion de mercure (PIM). La distribution poreuse est aussi examinée par PIM selon la hauteur du système de réparation. Les indicateurs de durabilité (Cl- et CO2) après la réparation (> 2 mois) présentent l'empêchement de pénétration des ions chlorures et un effet non-évident pour la pénétration du dioxyde de carbone. L'évolution est suivie au fur et à mesure pendant la pénétration, afin d'explorer l'efficacité de la réparation qui s'adresse à une vie de service prolongée. Cette méthodologie pourra être appliquée aussi sur des autres systèmes, où il existe des transferts hydriques. Par exemple, une couche de protection en Béton Fibré à Ultra-haute Performance (BFUHP) sur le béton ordinaire. En conclusion, cette méthodologie en combinant des techniques non-destructifs et destructifs, est un outil d'étudier le système de réparation par un moyen systématique et quantitatif. C'est intéressant de comparer des divers cas. L'efficacité de réparation est étudiée afin d'assurer une durabilité à long terme / The coating area of steel reinforced concrete structures is subjected during service life time to various aggressive agents (carbon dioxide, chloride ions, etc.), which causes corrosion of steel rebars. Concerning the maintenance, repair works of degraded concrete cover are generally imposed to ensure its integrity and structural safety, and to extend long-term durability. This research aims in exploring moisture transfers which limit the efficiency of repair work during mortar hydration. Microstructure evolution and water profiles are obtained by non-destructive techniques such as Magnetic Resonance Imaging (MRI) and Gamma-Ray Attenuation (GRA) since casting until 28 days. The durability of repaired concrete is involved after the repair procedure. The effect of drying is avoided in this research. Sealed mortar of the same formula is prepared to compare its hydration performance with the repair mortar. Various conventional techniques help to supplement the results obtained by MRI and GRA. The configuration of designed repair systems is shown. Moisture transfers at the interface between the repair mortar and the old concrete are investigated during the repair procedure (0 - 28 days), which allows exploring the mechanisms of physico-chemical couplings. Efficient repair work can be determined for various repair materials, various substrates (initially-saturated or initially-dried), various environmental conditions, etc. Furthermore, total porosity is measured by GRA or by Mercury Intrusion Porosimetry (MIP) after the repair procedure (1 - 2 months). Pore size distribution (PSD) is also investigated by MIP at different positions within the repair systems. Durability indicators (Cl- and CO2) after the repair procedure (> 2 months) present a prevention of chloride penetration and a non-evident influence on carbonation. Evolution is followed during penetration, in order to explore repair efficiency during prolonged service life time. This methodology could also be applied on various systems where exist moisture transfers. For example, a protective layer of Ultra High Performance Fiber-Reinforced Concrete (UHPFRC) on conventional concrete. In conclusion, this methodology is a tool to investigate the repair systems in a systematic and quantitative way, by combining non-destructive and destructive techniques. It is interesting to compare aforementioned systems. Repair efficiency is investigated in order to ensure a long-term durability