Soutenance Thèse : "Utilisation des fines de verres recyclés dans les ciments bas carbones".

RÉSUMÉ DE LA THÈSE

L’industrie cimentière représente 7% des émissions annuelles mondiales de CO2, l’un des moyens les plus rapides mis en place pour réduire ces émissions est le remplacement partiel du clinker du ciment par des matériaux de substitution aussi appelés « matériaux cimentaires » et plus précisément « matériaux à hydraulicité potentielle ». 

Objectif de la thèse

L’objectif de cette thèse est d’étudier les rejets de fines de verre recyclé comme matériaux de substitution potentiels au clinker. Les fines de verre recyclé sont des sous-produits inutilisés issus du recyclage du verre dont les caractéristiques de composition chimique et de structure vitreuse en font un bon candidat SCM/MHP. En effet les fines de verre recyclé sont composées de verre sodo-calcique relativement pauvre en calcium mais riche en silicium et en sodium et de structure entièrement amorphe, ce qui satisfait aux deux premiers critères principaux de présélection des matériaux de substitution. 

Altération du verre recyclé en milieu cimentaire

L’altération du verre recyclé en milieu cimentaire a donc tout d’abord été étudiée pour différents temps d’exposition à différentes solutions d’altération à pH basique afin de comparer l’effet du calcium et du sodium. L’altération du verre recyclé a été suivie en fonction du temps par différentes techniques de caractérisation de surface (spectroscopie Raman, spectroscopie de photoélectron X, diffraction des rayons X) pour mettre en évidence son évolution et l’éventuelle production de C-S-H en tant que critère principal d’évaluation. Par ailleurs, des mesures au MEB-FIB ont permis d’observer les profils d’altérations. Ces résultats expérimentaux ont été comparés aux modèles d’altération de la littérature pour positionner nos observations. Lors de cette étude de l’altération du verre recyclé, l’influence de la couleur du verre sur sa réactivité a été également prise en compte. 

Mesures des propriétés mécaniques du ciment à base de fines de verre recyclé

Une fois que les mécanismes d’altérations du verre recyclé ont été caractérisés, les propriétés mécaniques de ciments formulés à base de fines de verre recyclé ont été mesurées. Les résistances mécaniques des ciments ont été déterminées sur mortiers et sur bétons. Pour compléter les résultats obtenus sur l’impact du verre recyclé sur les propriétés d’usage des ciments formulés incorporant des fines de verre recyclé, l’impact sur la durabilité des bétons a également été étudiée.

Mesures de la durabilité des bétons à base de fines de verre recyclé

Des mesures de porosité accessible à l’eau, de résistivité, de résistance à la carbonatation, à la pénétration des ions chlorure, et à l’alcali de réaction ont été effectuées, complétées par des mesures de retrait. La contribution positive du verre recyclé aux propriétés des ciments et des bétons a donc pu être déterminée.