Thème : Le recyclage des bétons de démolition, Solution pour le développement durable. Formulation et comportements physiques et mécaniques des bétons à base de ces recyclés.
Présentation : Le besoin universel de conserver les ressources, de protéger l’environnement et de bien utiliser l’énergie doit nécessairement se faire ressentir dans le domaine de la technologie du béton. Le recyclage des déchets de construction et de démolition en tant que source de granulats pour la production de béton, a attiré des intérêts croissants de l’industrie du bâtiment. En Algérie, l’épuisement des gisements naturels de granulats et les difficultés pour mettre en place de nouvelles carrières imposent de rechercher de nouvelles sources d’approvisionnement, pour faire face aux besoins en granulats pour les grands chantiers lancés par le gouvernement algérien (Autoroute Est-Ouest, la construction d’un million de logement … etc.). Dans ce contexte, ce travail s'inscrit dans l’optique d’apporter des réponses aux soucis de manque en granulats pour béton. Il a pour objectif aussi la valorisation de la fraction inerte des matériaux de démolition et principalement les bétons comme source de granulats pour la fabrication de nouveaux bétons hydrauliques. Cette étude expérimentale expose les résultats de caractérisations physiques et mécaniques des granulats naturels et recyclés, ainsi que l’influence de ces recyclés sur les propriétés du béton frais et durci. La caractérisation des matériaux utilisés a montré que, les granulats recyclés présentent une hétérogénéité, un fort pouvoir d’absorption d’eau et une dureté de qualité moyenne. Toutefois, les limites prescrites par les normes en vigueur ne disqualifient pas ces matériaux pour une application dans le béton. Les résistances mécaniques, à la compression et à la traction par fendage en fonction du temps, des bétons sans adjuvants à base des granulats recyclés, avec différentes combinaisons granulaires, sont acceptables par rapport à celles des bétons naturels. Ces performances mécaniques mettent en évidence, que les granulats recyclés peuvent fournir des bétons de résistance caractéristique à 28 jours en compression dans les limites de 25 à 30 MPa sans aucune technologie adaptée. L’incorporation d’un superplastifiant SP 40, n’a pas donné d’amélioration escomptée que ce soit en gain sur le dosage en eau ou l’amélioration des performances mécaniques des bétons recyclés, contrairement aux bétons naturels. La variation du rapport G/S de 1,0 à 3,0 en fonction du dosage en ciment a influencé directement la résistance du béton, mais ce constat est similaire à ce que la littérature étale. La forte absorption d’eau une particularité des granulats recyclés et qui est aléatoire, complique davantage la recherche du seuil adéquat pour le rapport G/S qui conviendra. Mots clés : granulat, recyclage, démolition, béton, absorption d’eau, résistances mécaniques.
Thème : Influences de la nature minéralogique des fillers sur les comportements des bétons de sable recyclés, Propriétés rhéologiques, mécaniques et durabilité.
Présentation : Dans un contexte de la protection de la nature et le développement durable, le véritable enjeu stratégique pour les professionnels de la construction, la valorisation déchets de construction et de démolition (C&DW) permet de faire face à l’épuisement des gisements naturels de granulats, de répondre au déficit entre production et consommation et de protéger l’environnement. Les carrières de recyclage des C&DW produisent, en général, des déchets mixtes. L’utilisation des granulats de ce mélange, même de qualité suffisante, réduisent davantage la résistance à la compression des matériaux cimentaires. Toutefois, le concassage de ces déchets génère des quantités importantes de fraction fine inévitable et qui dépasse les 50% de la quantité totale de granulats recyclés produite. C’est pourquoi des mesures correctives devront être envisagées pour que l’utilisation de produits recyclés trouve tout son sens. Le recyclage et la valorisation de millions de tonnes de ces déchets inertes, dans le circuit de la construction, constitue aujourd’hui les nouvelles opportunités d’approvisionnement en ressources granulaires comme une alternative aux granulats naturels et leur incorporation peut être envisagée dans la formulation des matériaux cimentaires. Objectifs de la thèse Ce travail de thèse a pour mission d’apprécier la valorisation des sables recyclés issus des déchets mixtes (centrale de recyclage), en les intégrant partialement ou entièrement dans les bétons de sable. Quantifier les propriétés de ces composites aux différents états frais et durci, deux sortes de sables recyclés sont testées, sables recyclés avec fillers (brutes) et sables recyclés sans fillers. Le premier objectif traite de l’influence du taux d’incorporation du sable recyclé sur le comportement rhéologique et mécanique et de son incidence sur les propriétés de durabilité des bétons de sables. Cette partie est axée sur une étude de comportements à cours et à long termes de bétons de sable recyclés en prenant en compte le taux de substitution du sable naturel (NS) par celui recyclé (RS), effets des fillers du RS ainsi celui du superplastifiant. Le second objectif a pour mission de quantifier l’influence des fillers, de nature minéralogique différentes (inertes et actives), sur les comportements rhéologiques, mécaniques et de durabilité des bétons de sable recyclés. Mots clés Sable recyclé, béton de sable, fillers actifs, comportements mécaniques, durabilité.
Thème : Propriétés des matériaux cimentaires à base de granulats recyclés.
Présentation : Habilitation à diriger des recherches. Synthèse des Activités de Recherche. Ce rapport de synthèse des activités de recherche proposé en vue de l’obtention du diplôme d’Habilitation à Diriger les Recherches (HDR). Il fait l’objet d’une synthèse de tous mes travaux de recherches scientifiques et pédagogiques que j’ai menées depuis ma 1ère année d'inscription en doctorat es sciences (2009/2010) jusqu’à ce jour. Ces travaux de recherche présentés dans ce rapport, ont été effectué conjointement aux deux laboratoires : Matériaux, Géomatériaux et Environnement (LMGE), Département de Génie Civil, Université Badji Mokhtar – Annaba, Algérie et Laboratoire de Génie Civil et Génie Mécanique (LGCGM), Département de Génie Civil, INSA de Rennes, France. Ils s’inscrivent dans le contexte du développement durable et dans les thématiques portant sur l’analyse du comportement à court et à long termes des matériaux cimentaires à base de granulats recyclés. Le choix de ce thème est articulé sur la problématique de l’insuffisance des granulats naturels face aux besoins de fonctionnement des chantiers de grands projets lancés en Algérie et l’impact de la décharge des déchets de chantier sur l’environnement. Dans ce contexte, il est aisé d’entrevoir l’intérêt tant économique qu’écologique que pourrait présenter l’utilisation des granulats recyclés. La synthèse générale, qui englobe les résultats les plus saillants, de l’ensemble de ces travaux est divisée de façon chronologique et comporte trois parties : E La première partie est effectuée en Magister, qui a pour but principal est de contribuer à la valorisation de la fraction inerte des matériaux de démolition et principalement les bétons structurels comme substitut aux granulats naturels, dans la production de nouveaux bétons ordinaires avec et sans adjuvants. E La deuxième partie est le travail de thèse de doctorat, elle concerne l’évaluation de la faisabilité de la valorisation des matériaux recyclés issus des bétons de démolition en les intégrant dans de nouveaux matériaux cimentaires, mortiers de maçonnerie et bétons conventionnels. En faisant varier divers aspects déterminants, à savoir la combinaison des fractions granulaires, le taux d’incorporation des recyclés, mode de prémouillage, effets des fillers. Etc… E Et la troisième partie, complément de la thèse de doctorat, spécifique à l’évaluation, à long terme (un an), de la durabilité des bétons hydrauliques sans adjuvants entreposés dans trois milieux différents, en utilisant des méthodes d’investigation modernes, la Microscopie électronique à balayage.
Thème : Contribution à l’étude de propriétés des mortiers et bétons à base de granulats recyclés et leurs durabilités.
Présentation : La première phase de cette étude expérimentale est consacrée à caractériser les principales propriétés des matériaux utilisés. Les granulats recyclés (RCA) possèdent des caractéristiques et propriétés physico-mécaniques plus faibles que celles naturels. Ils se caractérisent par une densité saturée à surface sèche plus faible, une grande porosité, une capacité d’absorption d’eau beaucoup plus élevée. La rugosité superficielle des RCA est élevée et le sable recyclé (RS) est caractérisé par un taux élevé de fines (<63 µm) supérieur à 5%. La deuxième partie est axée sur une étude de comportements à cours et à long termes de mortiers en prenant en compte : taux de substitution du sable naturel (NS) par celui recyclé (RS), effets des fillers (<125 m) du RS ainsi celui du superplastifiant. Les résultats obtenus montrent que les caractéristiques rhéologiques et les propriétés mécaniques des mortiers sont amoindries avec l’incorporation du sable recyclé et moins avec celui sans fillers. L’incorporation du superplastifiant semble apporter aux mortiers recyclés des propriétés intéressantes. La troisième partie concerne une comparaison entre les bétons naturels et les bétons recyclés (BR) avec différentes combinaisons granulaires (sable et gravier) et différentes compositions de bétons ordinaires sans adjuvants. A partir des résultats obtenus, les BR possèdent des caractéristiques acceptables en termes de résistance et de durabilité, en particulier ceux contenant les graviers recyclés.