Optimisation de la valorisation des déchets de verre et de sédiments dans des liants recomposés : Activation - Formulation de mortiers - Stabilisation physico-chimique

Optimization of the valorization of waste glass and dreged sediments in recomposed binder : Activation - Formulation of mortars - Physico-chemical stabilization

• Auteur / Autrice : Abdelhadi Bouchikhi
• Direction : Mahfoud Benzerzour, Nor-Edine Abriak
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Civil
• Date : Soutenance le 04/06/2020
• Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'ingénieur (Lille)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IMT Lille Douai
• Jury : Président / Présidente : Ali Zaoui
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabienne Barraud, Naïma Belayachi, Walid Maherzi
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fabrice Bernard, Michèle Quéneudec T'Kint de Roodenbeke

Mots clés

Mots clés libres

Déchets de verre

Géopolymère

Alcali-Activation

Sédiments

Réaction pouzzolanique

Stabilisation de contaminants

Waste glass

Geopolymer

Sediments

Pozzolanic reaction

Stabilization of pollutants

Road technique

Résumé

Le génie civil consomme une quantité non négligeable de ressources naturelles non renouvelables et génère aussi beaucoup de déchets, comme ceux liés à la déconstruction des bâtiments. Une des pistes pour réduire l’impact environnemental du secteur consiste à valoriser des sous-produits industriels et déchets dans des matrices de construction. Ce travail de thèse s’intéresse à la co-valorisation de deux types de déchets. Les premiers sont des sédiments de dragage de nature fluviale caractérisés par une teneur en éléments organiques très élevée et par l’existence de phases minérales primaires (argiles, quartz, kaolin, etc.). Les deuxièmes déchets sont des déchets résiduels issus d’un centre de valorisation de déchets de verre. Ils contiennent des matériaux minéraux (fragments de porcelaine, sable, etc.). Dans un premier temps, les sédiments ont été caractérisés et, dans certains cas, traités par calcination. Ils ont ensuite été incorporés comme additif dans une matrice cimentaire. Les résultats ont montré une activité pouzzolanique comparable à d’autres additions minérales comme le métakaolin ou les fumés de silice. Les déchets de verre ont quant à eux subi une activation alcaline avant d’être introduits dans une matrice géopolymère. Ce travail a permis de prouver que les déchets de verre pouvaient jouer le rôle d’une source de silicates de soude, éléments essentiels pour la réaction géopolymère. Enfin, les deux types de déchets ont été utilisés ensemble pour des applications en technique routière et dans des matrices de construction. Les résultats se sont montrés encourageants par rapport au cahier des charges techniques et aux normes en vigueur pour ces applications.

Civil engineering consumes a sizeable amount of natural and non-renewable resources, and also generates a lot of waste, such as those linked to the deconstruction of buildings. One of the avenues to reduce the environmental impact of this field is to recycle industrial by-products and waste in matrix of construction. This work of thesis concerns the co-valorization of two types of waste. The first one is dredged sediments of fluvial nature, characterized by a very high content of organic elements and the existence of primary mineral phases (clay, quartz, kaolin, etc.). The second one is residual waste from a valorization centre of waste glass. They contain mineral materials (pieces of porcelain, sand, etc.). First, the sediments were characterized and, in some cases, treated by calcination. They were then incorporated as additive in a cementitious matrix. Results highlighted a pozzolanic activity similar to that of other mineral additions, such as metakaolin or silica fume. As for the waste glass, they have undergone an alkaline activation before to be introduced into a geopolymer matrix. This work allowed to prove that waste glass could play the role of a source of sodium silicates, essential elements for the geopolymer reaction.Finally, the two types of waste were used together for applications in road technique and in matrix of construction. Results were encouraging in comparison to specifications and standards in effect for these applications.