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THÈSE - Elaboration de liants hydrauliques routiers à base de pouzzolane naturelle ou de cendre volante de papeterie

Elaboration de liants hydrauliques routiers
DOCTORAT DE L’UNIVERSITÉ DE TOULOUSE
Délivré par l'Université Toulouse III - Paul Sabatier
Discipline ou spécialité : Génie Civil
Ecole doctorale : Mécanique Energétique Génie civil Procédés
Unité de recherche : Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions
Directeur(s) de Thèse : Bernard Husson, Jean-Emmanuel Aubert


Résumé

Nos préoccupations modernes nous poussent à entretenir et développer nos voies de communication tout en préservant les ressources naturelles. Dans cette optique, l‘emploi de Liants Hydrauliques Routiers (LHR) lors des travaux de terrassement permet l‘usage des matériaux en place aux comportements géotechniques initialement médiocres.



Dans ces travaux de thèse, nous avons cherché à valoriser une cendre volante de papeterie (CVP), sous-produit industriel issu du recyclage de papier, et une pouzzolane naturelle comme principaux constituants de nouveaux LHR.


Une caractérisation physique, chimique et minéralogique approfondie de ces matériaux a été effectuée, puis leur réactivité à la chaux et au gypse a été évaluée à l‘aide d‘une nouvelle méthode de quantification par voie chimique élaborée en vue d‘aider à la formulation de LHR. Cette méthode qui reste à optimiser a néanmoins permis de dégager des formulations de LHR à partir de la pouzzolane ou de la CVP sans clinker.

Pour finir, les performances des LHR, formulés grâce à la méthode développée ou avec une part de CEM I, ont été caractérisées sur mortier et en traitement de deux sols argileux. Une évaluation environnementale d‘un liant contenant une majorité de CVP termine ce travail.

Mots clés : liant hydraulique routier (LHR), cendre volante de papeterie (CVP), pouzzolane, réactivité, traitement de sol, étude environnementale .

Sommaire
Introduction générale 

Chapitre 1: Etat de l'art 

I Introduction 
II Bibliographie 
II.1 Les Liants Hydrauliques Routiers 
II.2 Les pouzzolanes 
II.3 Les Cendres Volantes de Papeterie 
III Problématique  
III.1 Etat des lieux  
III.2 Approche « développement durable » : réduction des gaz à effets de serre et valorisation de sous-produits industriels  
III.3 Présentation des matériaux retenus pour l‘étude 
III.4 Plan de recherche e méthodologie
Chapitre 2: Caractérisation des "produits" 
I Introduction  
II Procédures d’essai 
II.1 Caractérisation physique  
II.2 Caractérisation chimique 
II.3 Caractérisation minéralogique  
II.4 Comportement à la lixiviation 
III La pouzzolane de St Thibéry  
III.1 Caractérisation physique  
III.2 Caractérisation chimique 
III.3 Caractérisation minéralogique 
IV La cendre volante de papeterie  
IV.1 Caractérisation physique 
IV.2 Caractérisation chimique 
IV.3 Caractérisation minéralogique  
IV.4 Caractérisation environnementale 
IV.5 Etude de variabilité 
IV.6 Réactivité à l‘eau et au gypse  
V Conclusion 
Chapitre 3: Méthode de quantification de la réactivité des produits à la chaux et au gypse 
I Introduction 
II Compléments bibliographiques 
II.1 Généralités sur les additions minérales  
II.2 Essais existants pour évaluer la réactivité des additions minérales  
III Définition du mode opératoire  
III.1 Préparation des matériaux : analyse sur pâte humide ou séchée ? 
III.2 Dosage du gypse non consommé par dissolution  
III.3 Présentation de la procédure développée  
IV Résultats sur 3 types de matériaux 
IV.1 Le filler siliceux  
IV.2 La pouzzolane de Saint Thibéry  
IV.3 La cendre volante de papeterie (CVP) 
V Fiabilité de la méthode  
V.1 Précision de la méthode et reproductibilité
V.2 Essais sur mélanges optimisés 
VI Conclusion  
Chapitre 4: Caractérisation des liants hydrauliques routiers et applications au traitement de sols  
I Introduction
II Performances sur mortiers
II.1 Procédures et mélanges étudiés 
II.2 Maniabilité et résistance en compression des mortiers 
II.3 Conclusions  
III Applications au traitement de sols 
III.1 Procédures et mélanges étudiés  
III.2 Résistance en compression sur sols traités aux liants à base de pouzzolane et de CVP  
III.3 Essais complémentaires sur sol A2 traité aux liants à base de CVP  
III.4 Conclusions 
IV Etude environnementale du liant à base de CVP 
IV.1 Procédures 
IV.2 Analyses chimiques des solutions de lixiviation et de percolation  
IV.3 Conclusions 
V Conclusion 
Conclusion générale et perspectives 
Bibliographie 
Listes des figures et des tableaux 

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Ditulis oleh: younes younes - dimanche 14 octobre 2012

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