Étude multi-échelles de la carbonatation des granulats de béton recyclé : nouvelles méthodes de caractérisation et modélisation

Multi-scale study of carbonation of recycled concrete aggregates : new characterization methods and modeling

• Auteur / Autrice : Farah Kaddah
• Direction : Emmanuel Rozière, Ouali Amiri, Harifidy Ranaivomanana
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 25/11/2022
• 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 de Recherche en Génie Civil et Mécanique (Nantes ; 2004-....)
• Jury : Président / Présidente : Jean-Michel Torrenti
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Rozière, Ouali Amiri, Harifidy Ranaivomanana, Jean-Michel Torrenti, Abdelkarim Ait-Mokhtar, Naïma Belayachi, Stéphane Poyet, Raphaël Bodet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Abdelkarim Ait-Mokhtar, Naïma Belayachi

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déchets -- Valorisation

Construction en béton

Carbonatation minérale

Recyclage

Granulats

Mots clés libres

Stockage de CO2

Carbonatation

Granulats recyclés

Microstructure

Durabilité

Méthodes de caractérisation

Température

CO2 storage

Carbonation

Recycled aggregates

Microstructure

Durability

Characterization methods

Temperature

Résumé

En raison de la croissance démographique et de l'urbanisation, les besoins en matière de construction restent élevés et ladéconstruction des structures existantes génère de grandes quantités de déchets de béton. Les granulats de béton recyclés (GBR) constituent une alternative pour la préservation des ressources naturelles et la réutilisation des déchets de déconstruction. Cependant, leurs propriétés limitent leur utilisation en substitution des granulats naturels. Il est donc nécessaire de les améliorer pour les réutiliser dans les nouveaux bétons. La carbonatation des GBR est une technique qui peut être utilisée à cette fin. Cette thèse étudie le traitement des GBR par carbonatation accélérée pour améliorer leurspropriétés et stocker le ����2. L'objectif principal de cette thèse est d'assurer une meilleure caractérisation des GBR carbonatés afin de valoriser et de maitriser leur utilisation dans le béton. Cet objectif s’appuie d'une part sur une meilleure compréhension du phénomène de carbonatation accélérée et d'autre part, sur le développement de nouvelles méthodes de caractérisation qui tiennent compte de l’hétérogénéité des GBR et leur particularité liée au mortier fixé. Une meilleure compréhension du phénomène de carbonatation accélérée est assurée par une étude multi-échelle, expérimentale et numérique aux niveaux du mortier, desgranulats et finalement à l'échelle du béton.

Due to population growth and urbanization, construction needs remain high and the deconstruction of existing structuresgenerates large amounts of concrete waste. Recycled concrete aggregates (RCA) are an alternative for the preservation of naturalresources and the reuse of deconstruction waste. However, their properties limit their use as a substitute for natural aggregates. It is therefore necessary to improve them for reuse in new concrete. Carbonation of RCA is a technique that can be used for this purpose. This thesis investigates the treatment of RCA by accelerated carbonation to improve their properties and store the ����2.The main objective of this thesis is to ensure a better characterization of carbonated RCA in order to valorize and control their use in concrete.This objective is based on a better understanding of the phenomenon of accelerated carbonation and on thedevelopment of new characterization methods that take into account the heterogeneity of RCA and their particularity related to the mortar fixed. A better understanding of the phenomenon of accelerated carbonation is provided by a multi scale study, experimentaland numerical at the mortar, aggregate and finally at the concrete scale.