Valorisation de sédiments marins non calcinés dans un liant alcali-activé à base de Laitier de Haut-Fourneau

Valorization of un-calcined marine sediments in an alkali-activated binder based on Blast Furnace Slag

• Auteur / Autrice : Reine Karam
• Direction : Dimitri Deneele, David Bulteel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 03/12/2019
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Nantes Université)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (France ; 2011-2019)
• Jury : Président / Présidente : Ahmed Loukili
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Dimitri Deneele, David Bulteel, Ahmed Loukili, Luc Courard, Agnès Smith, Martin Cyr, Alexandra Bourdot, Thomas Wattez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Luc Courard, Agnès Smith

Mots clés

Mots clés contrôlés

Laitiers (métallurgie)

Activation (chimie)

Liants

Sédiments marins

Mots clés libres

Activation alcaline

GGBFS

Sédiments

Alkaline activation

GGBFS

Sediments

Résumé

Dans un monde qui s’oriente de plus en plus vers le développement durable, les matériaux alcali-activés (AAM) à base de co-produits industriels comme le laitier granulé de hauts fourneaux moulu (GGBFS), sont apparus comme étant de nouveaux types de liants pour diverses applications dans le domaine du Génie Civil. Les AAM sont d’une grande importance puisqu’ils présentent une résistance mécanique élevée et une bonne résistance aux attaques chimiques.D’autre part, les sédiments marins dragués peuvent également être utilisés comme précurseurs de tels liants. En Europe, de grands volumes de sédiments sont dragués annuellement dans les ports mais l’évolution de la réglementation va tendre à restreindre leur immersion en mer.La valorisation d’une partie de ces sédiments en tant que matières premières entrant dans la composition de liants contribuerait à limiter leur stockage et leur donnerait de la valeur ajoutée.Notre étude est orientée alors vers la réalisation d’un liant minéral alcali-activé, basé sur l'activation du GGBFS, incorporant la fraction fine de sédiments marins de dragage non calcinés.Le premier objectif de ce travail est d’étudier l’effet de l’incorporation des sédiments sur l’activation alcaline et le second est de déterminer les constituants des sédiments qui sont à la base de la perturbation de la cinétique d'activation alcaline. Une approche par analyses multi-échelles macro et microstructurales a été réalisée pour caractériser les matériaux bruts et formulés et mettre en lumière les facteurs d'influence.

In a world that is increasingly oriented towards sustainable development, alkali-activated materials (AAM) based on industrial by-products such as granulated ground blast furnace slag (GGBFS), have emerged as new types of binders for various applications in the field of civil engineering. AAMs are of great importance because they have high mechanical strength and good resistance to chemical attack.On the other hand, dredged marine sediments can also be used as precursors of such binders. In Europe, large volumes of sediment are dredged annually in ports, but changes in regulations will tend to restrict their disposal at sea.The recovery of part of these sediments as raw materials for binders would help to limit their storage and give them added value.Our study is then oriented towards the production of an alkali-activated mineral binder, based on the activation of GGBFS, incorporating the fine fraction of un-calcined marine dredged sediments.The first objective of this work is to study the effect of sediment incorporation on alkaline activation and the second is to determine the sediment constituents that are at the basis of the disturbance of alkaline activation kinetics. A multi-scale macro and microstructural analysis approach was used to characterize the raw and formulated materials and highlight the influencing factors.