Thèse soutenue

Co-valorisation des matériaux alternatifs en technique routière : faisabilité technique et environnementale des usages en remblais et liants hydrauliques routiers
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Auteur / Autrice : Zeinab Mkahal
Direction : Nor-Edine AbriakYannick Mamindy-Pajany
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie civil et géoenvironnemental
Date : Soutenance le 03/12/2021
Etablissement(s) : Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l’ingénierie et des systèmes (Lille)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre for Materials and Processes / CERI MP - IMT Nord Europe
Jury : Président / Présidente : Mohamed Boutouil
Examinateurs / Examinatrices : Walid Maherzi
Rapporteurs / Rapporteuses : Laïla Ben Allal, Anne Pantet

Résumé

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En France, la construction et l’entretien des routes consomment annuellement environ 200 millions de tonnes de granulats minéraux [1]. En parallèle, des quantités importantes de déchets sont générées par le secteur du bâtiment et des travaux publics, l’industrie et les opérations de dragage. Dans une logique de développement durable, la co-valorisation de ces déchets, dans des conditions environnementales maîtrisées, constitue une option intéressante permettant de réduire les impacts environnementaux liés à l’utilisation des ressources naturelles granulaires non renouvelables. La construction routière demeure aujourd’hui une des filières la plus consommatrice de matériaux granulaires naturels ou provenant de gisements de déchets. Cette filière consomme notamment des quantités importantes de sable naturel et de liants hydrauliques pour la formulation des matériaux routiers. Ce travail de thèse aborde la problématique de la valorisation des matériaux alternatifs en technique routière et comprend deux grands volets d’étude. Dans un premier volet d’étude, les sédiments de dragage sont traités par recomposition granulaire avec du sable naturel qui est ensuite substitué partiellement ou totalement par des déchets du BTP et/ou des mâchefers d’incinération des déchets non dangereux afin de confectionner des matériaux routiers potentiellement utilisables en remblais. L’impact de ce traitement a été étudié en établissant les propriétés physico-chimiques, géotechniques et mécaniques des mélanges formulés. Les résultats de l’étude démontrent clairement la faisabilité technique de ce type de traitement pour la valorisation des sédiments de dragage. D’un point de vue environnemental, certaines restrictions d’usage sont suggérées en fonction des caractéristiques initiales des matériaux et de la physico-chimie des mélanges. Dans un second volet d’étude, le ciment Portland est partiellement substitué par des mâchefers d’incinération des déchets non dangereux ou des cendres volantes de caractéristiques physico-chimiques différentes afin de formuler des liants hydrauliques routiers. Les différentes propriétés physico-chimiques et mécaniques à l’état frais ou durci des formulations ont permis de mettre en évidence la possibilité de substituer partiellement le clinker dans les matériaux élaborés en y intégrant jusqu’à 30 % de matériaux alternatifs.