Étude de faisabilité de bétons lignocellulosiques à base de pulpes de betteraves : traitements physico-chimiques des granulats et évaluation de l'influence sur les performances mécaniques, hydriques et thermiques

Feasability study of sugar beet pulp based lignocellulosic lightweight concrete : physicochemical treatments of aggregates and valuation of their influence in mechanical, hydric and thermal performances.

• Auteur / Autrice : Pablo Monreal
• Direction : Michèle Quéneudec T'Kint de Roodenbeke
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Génie des procédés
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Amiens

Mots clés

Mots clés contrôlés

Pulpe de betteraves

Béton léger

Résumé

La pulpe de betterave, coproduit issu du processus d'extraction de sucre, est actuellement valorisée dans l’alimentation animale procurant un faible bénéfice. Une nouvelle voie de valorisation à plus forte valeur ajoutée a été récemment étudiée au LTI. Ces études ont montré que la pulpe de betterave pourrait être utilisée comme charge végétale dans des bétons isolants lignocellulosiques. Néanmoins, ces bétons présentaient des problèmes de variations dimensionnelles et de retard de prise occasionnés essentiellement par le caractère hydrophile des pulpes. L’objectif de cette thèse consiste à effectuer des traitements physicochimiques visant à minimiser le caractère hydrophile des pulpes afin de s'affranchir des problèmes précédemment évoquées. Une caractérisation des propriétés mécaniques, hydriques et thermiques des bétons confectionnés avec des pulpes traitées a été réalisée. Globalement, les matériaux élaborés avec les pulpes traitées issus de cette étape présentent des performances améliorées. Ils nécessitent un temps de prémouillage plus court et ont un temps de prise plus rapide ; ils présentent de meilleures résistances mécaniques et une meilleure résistance à l’eau ; ils permettent une incorporation plus élevée de pulpe pour obtenir des bétons de très faible masse volumique et classés isolants. Le niveau des performances des bétons lignocellulosiques à base de pulpes de betterave les rend techniquement compétitifs par rapport aux matériaux déjà commercialisés.

Sugar beet pulp is a by-product obtained from the industrial process of sugar extraction. It is currently dried and pelletized to be used as cattle feed. A potential way to enhance its value has been recently investigated by the LTI. These works have demonstrated that sugar beet pulp could be used as a vegetal aggregate in insulating lignocellulosic lightweight concretes. However, despite remarkable characteristics in thermal insulation and correct mechanical performances, sugar beet pulp-based concretes would present some dimensional variations and set-retarding problems, owing to both the hydrophilic characteristic of the pulp and the organic compound secretion in the cement matrix. The objective of this PhD thesis consists in carrying out physico-chemical treatments to minimize the hydrophilic characteristics of the sugar beet pulp to avoid the issues noticed in untreated pulps. Tests of mechanical, hydric and thermal performances have been carried out in concretes made with treated pulps. Materials issued from this stage are presenting a better performance level. Globally, the materials using treated pulp require a shorter pre-moistening time and have a faster setting time, which results in the easier implementation of these materials; they are presenting a higher mechanical and water resistance, they allow a higher incorporation of pulp to obtain concretes with low density and are classified as isolating materials. The level of performance of sugar beet pulp-based lignocellulosic concretes makes them technically competitive in relation to marketed materials.