Développement de Matériaux Excavables - Nantes, France - Université Gustave Eiffel

Université Gustave Eiffel

Entreprise vérifiée

Nantes, France

il y a 2 semaines

Posté par:

Sophie Dupont

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Description

**Développement de matériaux excavables décarbonés composés des granulats de béton recyclé liés par bio carbonatation en substitution du liant**:

- Réf
- **ABG-111295**
- Sujet de Thèse- 20/02/2023- Contrat doctoral- Université Gustave Eiffel- Lieu de travail- Nantes - Pays de la Loire - France- Intitulé du sujet- Développement de matériaux excavables décarbonés composés des granulats de béton recyclé liés par bio carbonatation en substitution du liant- Champs scientifiques- Matériaux
- Génie civil, BTP
- Mots clés- Granulats de béton recyclé, carbonate de calcium, bio-précipitation, liant décarboné**Description du sujet**:
Le développement des véhicules électriques et des véhicules autonomes nécessite l'équipement des infrastructures avec différents types de capteurs, l'installation le cas échéant de systèmes de recharge inductifs ou conductifs. De nouvelles solutions d'éclairage et de signalisation dynamique intégrées dans les infrastructures sont également proposées par les entreprises, enfin des solutions de captation d'énergie par les infrastructures sont en cours de développement. L'ensemble de ces développements technologiques complexifient les infrastructures routières et la construction modulaire apparait comme une solution d'avenir. En effet, ce mode de construction permet la préfabrication en usine d'éléments intégrant tous les éléments fonctionnels nécessaires. En milieu urbain, le caractère modulaire permet en plus une accessibilité aux réseaux sous-jacents ce qui en facilite la maintenance. C'est, par exemple, l'objet des chaussées urbaines démontables développées sur la base de dalles de béton hexagonales depuis plusieurs années à l'université G. Eiffel [1]. Pour cela, il faut que la plateforme sur laquelle sont posés les éléments modulaires soient facilement excavables donc faiblement résistants, tout en ayant une capacité portante suffisante pour supporter le trafic. A priori, ces deux propriétés sont antinomiques. Toutefois l'université Gustave Eiffel a développé depuis quelques années une méthode de formulation de tels matériaux à base de ciment à travers les thèses de Morin et de Gennesseaux (2015), [2,3]. Ces matériaux présentent deux inconvénients d'un point de vue environnemental : ils contiennent du ciment dont la fabrication dégage du C02 (le ciment représente environ 7% des dégagements de C02 mondiaux) et ils consomment des granulats naturels qui ne sont pas disponibles en milieu urbain et qui nécessitent d'être transportés.

De plus, les chaussées classiques urbaines sont très régulièrement ouvertes pour des actions de maintenance des réseaux. Le remblayage de ces tranchées se fait en général avec des matériaux granulaires non liés qui sont compactés. Ce compactage conduit à des nuisances sonores importantes lors des chantiers urbains et bien souvent ne suffit pas à éviter les tassements par post-compactage sources d'inconfort, de bruit de roulement et nuisant à l'esthétique des centres urbains. Des solutions de matériaux autocompactants à base de ciment existent mais sont peu utilisées car il est difficile de maitriser la nature excavable de ces matériaux à long terme.

Ces défauts sont d'autant plus marqués que, dans le domaine routier, les volumes concernés sont importants. Il est donc important de pouvoir pallier à ces désavantages et proposé un système constructif décarboné excavable.

Pour cela, les objectifs de cette thèse sont:

- De substituer les granulats naturels par des granulats de béton recyclé ;
- De substituer le liant cimentaire par des carbonates de calcium précipité par des microorganismes.

La réutilisation des granulats de béton recyclé est une solution pour diminuer les déchets de l'industrie du BTP cependant sa réutilisation dans un nouveau béton reste modérée.
- l'autocicatrisation du béton [4]: les bactéries introduites sous forme de spores dans le béton sont activées au niveau de microfissures (<1 mm) et rebouchent ces fissures ;
- la rénovation des pierres naturelles des monument [5]: les bactéries forment un film protecteur de CaCO3 à la surface des pierres ;
- la consolidation des sols [6]: les bactéries sont injectées dans le sol et le carbonate de calcium formé cimente les grains ;
- La formation de briques avec l'utilisation de CaCO3 pour lier les grains de sable entre eux [9,10]

Les verrous scientifiques à lever dans ce travail sont multiples:

- identification de bactéries adaptées aux granulats recyclés ;
- maitrise d'un développement bactérien et d'une calcification rapides sur l'épaisseur de la couche de matériau en laboratoire ;
- caractérisation de la liaison intergranulaire par les bactéries et identification des facteurs d'influence ;
- optimisation du duo excavabilité/portance obtenu ;
- mise à l'échelle du chantier du procédé