06 Décembre – Soutenance de thèse - Agnès Zambon

14 h Amphithéâtre - bâtiment B18N (Université de Bordeaux / campus de Talence)

Formulation et caractérisation physique d'un béton léger de mousse et à base d'argile - Valorisation des sédiments fins de dragage.

Une réutilisation des sédiments issus du dragage en tant que matière première dans la fabrication d’un béton directement sur le site du dragage est une voie de valorisation intéressante car économique et écologique. La présente étude a pour but de valoriser la partie fine des sédiments car c’est elle qui pose problème dans la valorisation des sédiments. En effet la structure en feuillet de l’argile la rend sensible aux conditions hydriques et lui confère une importante capacité de rétention des polluants. Afin d’optimiser les volumes à valoriser, le béton est envisagé en substitution totale des granulats par la fraction fines des sédiments. Les résultats apportés par la littérature tendent à privilégier une application en remblai tels que le remplissage entre deux rideaux de palplanche, un remblaiement géotechnique, un remblaiement de carrière. Un procédé d’incorporation d’une mousse à base de protéine animale lors de la fabrication du béton est utilisé pour alléger le matériau (densité comprise entre 1,1 et 1,3). Ce type de matériau fait donc partie de la catégorie béton léger de mousse plus communément désigné par le signe anglais LWFC (LightWeight Foamed Concrete). Dans cette étude le matériau est désigné par le sigle BAMS (Béton Allégé par l’incorporation d’une Mousse et à base de Sédiments). L’étude a été réalisée sur un sol modèle constitué à 80% de bentonite et à 20% de sable correcteur de diamètre 0,125mm. La méthode de formulation est basée sur la limite de liquidité du sol afin de prendre en compte son absorption de l’eau.

La caractérisation du BAMS se scinde en trois parties :
La première partie correspond à la caractérisation à l’état frais du BAMS. Elle met en exergue une optimisation de l’abaissement de la densité à partir d’une certaine quantité d’eau apportée par rapport à la limite de liquidité du sol. L’allégement du matériau par l’incorporation d’une mousse modifie les propriétés du matériau à l’état frais ; elle améliore la fluidité et retarde la prise du ciment du ciment.
La deuxième partie correspond à la caractérisation mécanique du BAMS ; l’eau apportée pour optimiser l’allégement du matériau impacte la résistance mécanique qui est jugée acceptable à partir de 0,5MPa. Celle-ci peut être améliorée en augmentant la quantité de ciment qui doit cependant rester faible pour rentabiliser la voie de valorisation. Il y a donc un compromis inévitable
entre résistance mécanique et densité. Pour un pourcentage massique de ciment C=12%, pour obtenir une résistance mécanique supérieure à 0,5MPa, la densité ne peut pas être abaissée en dessous de 1,3. Les combinaisons (densité ; résistance mécanique) possibles et les paramètres de formulations permettant de les atteindre sont connus. Des essais non-destructifs sont effectués afin de vérifier simplement les performances mécaniques sur chantier. L‘étude du retrait linéaire indique une variation dimensionnelle importante du BAMS de l’ordre du cm/m qui peut être divisé par 100 avec une cure humide.
La troisième partie correspond à la durabilité par l’étude des propriétés de transfert du BAMS dont les résultats mettent en avant une accessibilité partielle du réseau poreux crée par la mousse incorporée. Le relargage des polluants dans les sédiments est évalué par un essai de lixiviation effectuée sur un sol modèle polluée artificiellement (cas non-immergeable) qui permet de valider l’efficacité de leur inertage par le traitement au ciment et l’utilisation du matériau sans risque écotoxicologique.

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