Добірка наукової літератури з теми "Granulats de béton recyclés"

Le présent travail vise à valoriser les déchets issus de l’industrie des matériaux de construction à savoir les débris des briques en terre cuite des briqueteries et les déchets de marbre. Pour atteindre cet objectif de valorisation des déchets inertes, non dangereux issus de l’industrie des matériaux de construction, il est impératif de développer des systèmes de recyclage de ces déchets. C’est dans cette optique que nous proposons, dans ce travail, de recycler les déchets de briques en terre cuite ainsi que les déchets de marbre. Il s’agit d’une étude expérimentale où différentes formulations des bétons ont été préparées à partir d’une formulation de référence avec des granulats naturels. Une substitution partielle avec des taux de 20 %, 40 %, 60 % jusqu’à une substitution totale de 100 % a été réalisée. Les bétons ainsi fabriqués ont été caractérisés afin d’évaluer leurs performances en comparaison avec celles du béton de référence. Les résultats de cette étude ont prouvé que les meilleures performances du béton sont obtenues pour un taux de 20 % et 40 % de substitution. Ces résultats ont été améliorés par l’ajout des déchets de marbre sous forme de poudre, avec différents taux (5 %, 10 % et 15 %). La qualité des bétons ainsi fabriqués a été améliorée. Ainsi, ces granulats recyclés peuvent être employés à la place de granulats naturels dans de nouvelles constructions en suivant la norme EN 206 qui réglemente leur utilisation selon leurs caractéristiques et la classe d’exposition des ouvrages construits.

La description du comportement du béton sous chargements dynamiques (explosions, collisions, séismes…) fait actuellement l’objet de nombreux travaux de recherches. Bien que la modélisation reste complexe pour ce matériau à cause de la présence simultanée de plusieurs phénomènes (l’endommagement, les effets d’inertie et de viscosité, la fissuration…), un bon nombre d’approches ont été proposé en associant ces phénomènes (endommagement (Pedersen et al., Eng. Fract. Mech. 75, 3782 (2008) [1]), viscosité (Bazant et al., J. Eng. Mech. ASCE 126(9), 971 (2000a); Bazant et al., J. Eng. Mech. ASCE 126(9), 962 (2000b) [2,3])…, effet d’inertie (Reinhardt & Weerheijm, Int. J. Fract. 51, 31 (1991) [4])). Avec une loi d’endommagement, ce travail formule une description du comportement dynamique du béton en traction et en compression. Fondée sur des concepts physiques (la rigidité non linéaire endommageable associée à la déformation, la viscosité, l’inertie associée à l’accélération et la rupture par résonance), cette loi décrit l’évolution de ces différents effets intervenants lors d’un chargement dynamique du matériau. Enfin, sous la lumière des résultats, l’article propose une interprétation physique à la rupture par écaillage qui apparaît dans le béton surtout sous des charges impulsionnelles en traction (un plan de rupture droit, qui passe parfois à travers les granulats).

Les granulats issus du recyclage des produits de démolition s'inscrivent dans le cadre des matériaux locaux de substitution, mais leur valorisation dans les bétons hydrauliques est actuellement freinée par le fait que les granulats recyclés sont considérés comme "granulats hors normes". On les suspecte d'avoir des conséquences néfastes sur la durabilité des bétons. Nous avons tenté d'évaluer les risques principaux de l'introduction des granulats recyclés dans les bétons, d'étudier les mécanismes intervenants et de détecter des paramètres pertinents de caractérisation de la durabilité des bétons à base de granulats recyclés. La caractérisation de ces granulats a permis de mettre en évidence qu'ils ne peuvent pas être considérés comme inertes et peuvent influencer le comportement du béton frais et celui du béton durci. Ils peuvent provoquer l'apparition de réactions pathologiques d'origine interne. Certaines précautions se sont révélées nécessaires. Les phénomènes de transport s'avèrent primordiaux pour les bétons à base de granulats recyclés compte tenu des rapports eau totale/ciment élevés : ils sont plus perméables en surface et en masse, absorbent une quantité d'eau plus importante et se carbonatent plus rapidement que les bétons naturels de contrôle. On peut donc penser que les bétons de granulats recyclés seront plus vulnérables à diverses agressions. Malgré tout, selon les seuils proposés dans la littérature, ils peuvent être qualifiés de qualité plutôt moyenne. Le comportement au gel des bétons élaborés uniquement à partir de granulats recyclés est assez médiocre, mais l'emploi des bétons à base de sable naturel et de gravillon recyclé dans des conditions de gel modéré est envisageable. Notre approche méthodologique a révélé que certaines méthodes de caractérisation des granulats et des bétons recyclés nécessitaient une adaptation. La plupart des méthodes "macroscopiques" d'évaluation de la durabilité des bétons ordinaires s'avèrent applicables, alors que l'approche microstructurale est difficilement réalisable, vue l'hétérogénéité importante de ce genre de matériaux. Mais,les méthodes de dégradation accélérée apparaissent comme un indicateur "global" de leur durabilité.

Ces dernières années, l’extraction des matières premières a été considérable. En cause, l’augmentation des besoins mondiaux en matières premières ayant pour conséquence une diminution drastique de ces ressources non renouvelables. Parallèlement, d’une part selon l’ADEME (agence nationale de la transition écologique) 342 Mt de déchets sont produits par an dont 240 Mt provenant du BTP. D’autre part afin de maintenir les activités portuaires, maritimes et fluviales, 50 mm3 de sédiments sont dragués chaque année. La gestion à terre des sédiments est de plus en plus compliquée du fait de la saturation des espaces de stockage et de la présence de contaminants. Il est nécessaire de mettre en œuvre une stratégie nationale afin de préserver les matériaux de carrière et d’approvisionner au mieux notre territoire. Ainsi l’usage des granulats recyclés et des sédiments devient un impératif et peut constituer une ressource minérale qui peut permettre de limiter l’usage des ressources naturelles. L’objectif principal de ces travaux de thèse est la valorisation des sédiments et granulats de béton recyclés dans différentes application du génie civil. La première application vise la covalorisation des sédiments et des granulats recyclés en couche de forme. La seconde la valorisation des fines de béton recyclées en tant qu’addition minérale dans le ciment. Enfin la dernière la covalorsation des sédiments et du sable de béton recyclé dans le mortier en tant que substituant du sable
In the last years, the extraction of raw materials has been considerable. This is due to the increase in the world's need for raw materials, resulting in a drastic reduction in these non-renewable resources. At the same time, according to ADEME (Agence Nationale de la Transition Ecologique), 342 Mt of waste are produced every year, including 240 Mt from the construction industry. On the other hand, in order to maintain port, maritime and river activities, 50 Mm3 of sediment is dredged every year. Management of sediments on land is becoming more and more complicated due to the saturation of storage areas and the presence of contaminants. We need to implement a national strategy to preserve raw quarry materials and supply our territory as effectively as possible. The use of recycled aggregates and sediments is becoming an imperative and can provide a mineral resource that can help limit the use of natural resources. The main objective of this thesis work is the valorization of recycled sediments and concrete aggregates in various civil engineering applications. The first application is the covalorization of recycled sediments and aggregates in subgrades. The second is the valorization of recycled concrete fines as a mineral additive in cement. Finally, the covalorization of sediments and recycled concrete sand in mortar as a sand substitute

Ce travail de recherche concerne l’étude de l’influence des fibres organiques sur le comportement du béton fluide à base de granulats naturels ou recyclés. La première partie s’attache à l’étude de l’effet des fibres sur le comportement du béton aux granulats naturels à l’état frais et durci. Pour atteindre cet objectif, quatre formulations de béton de référence (sans fibres, sans adjuvant et à base de granulats naturels), ainsi que 9 bétons fibrés sans et avec adjuvant ont été développés. Les formulations du béton validées dans cette partie ont été caractérisées à l’état frais (ouvrabilité, rhéologie et tribologie) ainsi qu’à l’état durci, en termes de résistances mécaniques à la compression et à la traction, module d’élasticité, porosité et perméabilité. Les résultats ont montré que l’introduction de fibres organiques de 19 mm de longueur à un dosage de 0,24 % en association avec l’adjuvant permet d’améliorer la résistance mécanique du béton tout en maintenant une bonne ouvrabilité.La deuxième partie de ce travail porte sur l’étude des bétons fibrés fabriqués à base de granulats recyclés, en se fondant sur la formulation optimale obtenue dans la partie précédente. De plus, l’effet de la méthode de préparation des granulats recyclés sur le comportement du béton frais et durci a été également évalué. En effet, deux méthodes de préparation des granulats recyclés ont été choisies, la méthode de saturation et la méthode de pré-humidification. Quant à leur valorisation dans le béton, trois taux de substitution massiques ont été étudiés, à savoir 30, 50 et 70 %. Pour toutes les formulations, les propriétés à l’état frais ainsi que les performances physiques et mécaniques ont été évaluées.Les résultats obtenus dans cette partie montrent que la méthode de préparation des granulats recyclés influe significativement sur les propriétés du béton ; ainsi, les granulats saturés ne montrent pas d’effet sur l’ouvrabilité, la rhéologie et la tribologie du béton mais ils diminuent sa résistance mécanique, contrairement aux granulats pré-humidifiés qui permettent de garder une bonne résistance mécanique mais diminuent l’ouvrabilité et influent négativement sur le comportement rhéologique et tribologique du béton. En ce qui concerne la valorisation des granulats recyclés, il a été montré que leur introduction induit une diminution de la résistance mécanique à court terme. Par ailleurs, à long terme, cette dernière est influencée par la méthode de préparation des granulats
This work concerns the influence of organic fibers on concrete based on natural and recycled aggregates. The first part of this study focuses on the effect of fibers on concrete behavior in the fresh and hardened state. To achieve this objective, four concrete formulations (without fiber, without superplasticizer and based on natural aggregates), as well as 9 fiber-reinforced concretes without and with superplasticizer have been developed. The concrete formulations were characterized in the fresh state (workability, rheology and tribology) and the hardened state in terms of compressive strength, modulus of elasticity, porosity and permeability. The results showed that the introduction of organic fibers of 19mm at a dosage of 0.24% in combination with the admixture improves the mechanical strength of concrete and maintains a good workability.The second part of this work deals with the study of fiber-reinforced concrete made with recycled aggregates. In addition, the effect of the recycled aggregate preparation method on the behavior of fresh and hardened concrete has been evaluated. In fact, two methods of preparing recycled aggregates were chosen, the saturation and the pre-humidification method. For recycled aggregates valorization, three volumetric substitution ratios were selected : 30, 50 and 70%. For all materials, the properties in the fresh state, the physical and mechanical properties in the hardened state were studied.The obtained results in this part show that the preparing method of the recycled aggregates influences significantly the properties of the concrete, hence the saturated aggregates do not show any effect on the workability, the rheology and the tribology of the concrete but reduces its mechanical resistance. Unlike pre-saturated aggregates, which maintained a good mechanical strength but reduce workability and have a negative influence on the rheological and tribological behavior of concrete. In regards of the recycled aggregates influence, it has been shown that their introduction induces a reduction in mechanical resistance in the short term. Moreover, in the long term, the latter is influenced by the method of preparation of the aggregates

En France, actuellement, seule une faible partie des produits de démolition (10 à 15%) est recyclée sous forme de granulats ; les contraintes d'ordre économique, politique et écologique de ces dernières années ont rendu toutefois leur recyclage de plus en plus nécessaire. Comme pour la majorité des déchets valorisés, les granulats recyclés issus de produits de démolition trouvent essentiellement des débouchés dans le domaine routier, mais une meilleure connaissance du comportement des bétons incluant de tels granulats peut contribuer au développement de cette application. Lors de la fabrication des bétons, l'origine très particulière et hétérogène de ces granulats demande une étude portant sur la variation de leur comportement et de leurs caractéristiques. Les granulats recyclés élaborés industriellement, sont ainsi caractérisés et leur hétérogénéité est mise en évidence. Des bétons de résitance caractéristique égale à 25 MPa sont ensuite élaborés. Différentes compositions avec des pourcentages variables de granulats recyclés sont présentés. Le comportement du béton frais ainsi que les performances des bétons durcis sont évalués. Leur durabilité est caractérisée par des essais de perméabilité et des variations dimensionnelles. Les résultats obtenus montrent que malgré l'hétérogénéité des granulats recyclés, s'ils sont bien formulés, les bétons obtenus présentent, comme les bétons faits à partir de granulats naturels, des résitances mécaniques homogènes et croissantes en fonction du rapport Eau/Ciment utilisé.

La consommation de béton devient de plus en plus importante en raison d'une urbanisation accrue nécessitant la réhabilitation et la construction de bâtiments et d'infrastructures. Néanmoins, la production de béton qui doit accompagner le développement urbain entraîne des problèmes environnementaux relatifs à la préservation des ressources naturelles qui ne sont pas inépuisables. Malgré des efforts de recyclage, la plupart des matériaux recyclés sont généralement utilisés pour les travaux routiers ou de remblai. En s'inscrivant dans le Projet National Recybéton (PN), ce travail de thèse a pour objectif d'apprécier la valorisation du recyclage des matériaux issus des bétons déconstruits en les intégrant dans de nouveaux bétons. Deux types de matériaux recyclés sont étudiés, les fines qui sont produites en quantités importantes lors de la phase de concassage du béton d'ouvrage démoli, et les granulats (sable et gravillon) qui sont pour la plus grande part issus des granulats naturels initiaux. Le présent travail a donc pour mission de quantifier des propriétés des matériaux cimentaires aux différents états lors de l'utilisation de : * granulats recyclés dans le squelette granulaire, * fines de sable broyé (SBC) et de fines de dépoussiérage (FBC) en tant qu'additions minérales. La première partie est dédiée à l'étude de l'influence de l'état hydrique des granulats recyclés (sable et gravillon) sur l'évolution de la rhéologie du béton dans le temps, et à l'étude de leur incidence sur la résistance à la compression à 28 jours. Les résultats obtenus dans la limite du contexte expérimental nous permettent de suggérer des recommandations sur l'état hydrique initial des recyclés et sur leur taux d'incorporation dans le mélange de béton. La deuxième partie présente l'évaluation de la faisabilité d'utiliser des sables de bétons concassés et des fines de bétons concassés (récupérées industriellement) comme addition minérale dans les matériaux cimentaires. A partir des résultats obtenus, il est possible d'apprécier dans quelle mesure ces fines sont compatibles avec les matrices cimentaires aux états frais, durcissant et durci. La troisième partie propose une piste pour limiter le problème de la Réaction Alcali-Granulat (RAG) dans le béton de granulats recyclés. La stratégie est basée sur deux volets. La première insiste à vérifier l'applicabilité du fascicule de documentation FD P18-464 lors de l'utilisation de granulats recyclés. Le deuxième examine l'intérêt de l'utilisation des additions minérales pour limiter, voire empêcher la RAG
The concrete consumption has been becoming more and more important due to the increase of urbanization requiring the rehabilitation and the construction of buildings and infrastructure. Nevertheless, the concrete production that accompanies the urban development leads to many environmental problems related to the preservation of natural resources which are not inexhaustible. Despite of recycling efforts, most of recycled materials are typically used for road works or embankment. By participating in the French National Project Recybéton, this thesis aims to assess the enhancement of recycling materials issued from deconstructed concretes by incorporating them in new concrete design. Two types of recycled materials will be studied, the powder produced in large quantities during the crushing phase of demolished concrete, and the aggregates (sand and gravel) whose the most part issued from the initial natural aggregates. Therefore, research study aims to quantify the properties of cementitious materials in various states by the use of: • recycled aggregates in the granular skeleton, grinded recycled concrete sand and powder of dust removal as supplementary cementing materials. The first part is dedicated to the study of the influence of moisture states of recycled aggregates (sand and gravel) on the concrete's rheology evolution in time and the study of their impact on 28 days compressive strength. The results obtained within the limit of experimental context will allow suggesting recommendations on the initial moisture state of recycled aggregates and their incorporation's rate in the concrete mix. The second part presents the evaluation of the feasibility of using grinded recycled concrete sand and crushed concrete powder (industrially recovered) as supplementary cementing materials. From the results, it will be possible to assess the extent that these fines are compatible with cement matrix in the fresh state, hardening state and hardened state. The third part proposes a way to limit the problem of Alkali-Aggregate Reaction (AAR) in recycled concrete. The strategy is based on two methods. The first insists to verify the applicability of the FD P18-464 documentation when using recycled aggregates. The second examines the interest in the use of mineral additives to limit or even prevent the AAR

Constitués de plusieurs composants (granulats naturels et pâte de ciment adhérente), les GBR ne sont à l’heure actuelle pas utilisés largement dans la formulation de nouveaux bétons. Les propriétés médiocres des GBR compliquent considérablement la détermination de la quantité d’eau efficace dans le béton frais. Tout d’abord, une étude bibliographique va mettre en évidence la grande dispersion des résultats des essais de caractérisation des GBR et des propriétés des bétons recyclés à l’état frais et durci. Ensuite, une étude vise à analyser l’hétérogénéité des GBR et des granulats de béton concassé (GBC) par rapport à différents paramètres : aux impuretés granulaires, à la densité et à la teneur en pâte de ciment, au malaxage du béton parent, et au niveau de la capacité d’absorption d’eau des GBC en fonction de leur état de pré-humidification. Enfin, une dernière partie est destinée à améliorer la maîtrise de l’eau efficace réelle dans la fabrication du béton recyclé. La cinétique d’absorption des GBC dans une pâte de ciment est tout d’abord étudiée. Ensuite, l’évolution de l’eau efficace durant le malaxage de bétons à base de GBC est investiguée au moyen d’une méthode originale basée sur le suivi des courbes de puissance du malaxeur. Finalement, l’effet d’un malaxage sous vide relatif sur les propriétés des bétons à base de granulats naturels et des bétons à base de GBC est étudié
Composed of several components (natural aggregates and adherent cement paste), RCA are not widely recommended in new concrete formulations. Their poor properties considerably complicate the determination of the effective water in fresh concrete. In a first part, a bibliographic study will highlight the wide dispersion of the results of characterization tests of RCA and the properties of fresh and hardened recycled concrete. In a second part, the heterogeneity of RCA and crushed concrete aggregates (CCA) is studied according to different parameters: granular impurities, density, cement paste content, mixing of parent concrete, and water absorption capacity according to their pre-humidification. The third part consists of three experimental studies that intend to improve effective water control in the manufacture of recycled concrete. The absorption kinetics of CCA in a cement paste is first studied. Then, the evolution of effective water in fresh concrete during mixing is studied using an original method based on the power evolution of the mixer. Finally, the effect of vacuum mixing on the properties of ordinary and recycled concretes is investigated

Le béton est le deuxième matériau le plus consommé au monde après l'eau. Les professionnels de la construction, de plus en plus confrontés aux questions liées à la préservation de l'environnement, font face depuis quelques années à des difficultés d'approvisionnement en matière première. D'autre part, le secteur du bâtiment produit une quantité très importante de déchets, qui sont encore trop souvent déposés en installation de stockage. La valorisation de ces déchets devient un enjeu environnemental majeur. Leur réutilisation sous forme de granulats destinés à la fabrication de nouveaux bétons permettrait la préservation des ressources naturelles, mais également une limitation de la pollution par enfouissement.Le travail de doctorat présenté dans ce manuscrit a pour objectif d'améliorer la compréhension du comportement des bétons de granulats recyclés soumis à des températures élevées. En effet, lorsque le béton est soumis à des températures élevées, lors d'un incendie par exemple, le matériau subit de nombreuses altérations - dilatation des granulats, retrait de la pâte de ciment, augmentation de la pression de vapeur au sein du matériau, ou encore différentes contraintes thermiques qui peuvent conduire à des phénomènes de fissuration et d'écaillage. De par leur composition, les granulats recyclés présentent des caractéristiques différentes des granulats naturels qui peuvent influencer les caractéristiques physiques, mécaniques et thermiques du béton. Nous comprenons qu'il est primordial d'être en mesure d'anticiper le comportement du béton recyclé à haute température afin de permettre son utilisation dans le bâtiment.Les recherches présentées ici consistent en une approche expérimentale. Deux sortes de granulats recyclés sont testées, un « granulat recyclé de laboratoire » issu d'un béton naturel formulé, coulé et concassé au laboratoire, et un « granulat recyclé industriel » issu d'un chantier de démolition. Les bétons incorporant ces granulats sont formulés avec deux types de matrices cimentaires : une matrice ordinaire, avec un rapport E/C de 0.6 et une matrice hautes performances, avec un rapport E/C de 0.3. Les bétons sont soumis à des cycles de chauffage – refroidissement jusqu'à 150°C, 300°C, 450°C et 750°C, à vitesse lente afin d'assurer l'homogénéité de la température au sein des échantillons. A l'issue de chaque traitement thermique, l'évolution des propriétés thermiques, mécaniques et microstructurales est analysée. L'enjeu de ces travaux est également de comprendre l'interaction entre les granulats et les matrices de compacité variable, à température élevée
In the past decade, constructions sites have been growing more than ever, and the aggregate production and importation are not sufficient any more to cover the needs in construction materials. The goal set in France is to re-use 20 more Mt each year of waste as recycled material for building sites before 2020.The objective of this experimental study is to assess the high temperature behavior of ordinary and high performance concrete made with recycled coarse aggregates (RCA). Concrete behavior at high temperature -expansion of aggregates, withdrawal of cement paste, increase of vapor pressure, chemical transformations...- can lead to several phenomena such as spalling, and a dramatic loss of mechanical properties. As aggregates occupy a large volume of concrete, around 60-80%, they play a major role in the heat and mass transfer into concrete during fire. Recycled coarse aggregates (RCA) being different from natural coarse aggregates (NCA) in many ways – higher porosity, double interfacial transition zone – it is essential to study recycled aggregate concrete behavior when submitted to high temperature.Two types of recycled coarse aggregates are used. An industrial one, obtained from a building demolition site and a laboratory one was obtained from a parent concrete (PC) mixed, cast and crushed in the laboratory. From both recycled aggregates, normal concrete (w/c = 0.6) and high performance concrete (w/c = 0.3) are cast. The four recycled concretes are compared to reference concretes, with the same formulation, made with silico-calcereous coarse natural aggregates. Concretes cylinders are subjected to heating/cooling cycles, up to 150, 300, 450 or 750°C. The heating rate is 0.5°C/min, and is followed by a 2 hours stage once the target temperature is reached, to insure an homogeneous temperature inside the cylinder. Cracks of concrete specimen are observed by optical microscopy, then their residual mechanical performances are measured (compressive strength, splitting tensile strength and dynamic young modulus). Their thermal behavior (conductivity, diffusivity, specific heat, thermal gradient during heating), and the evolution of their microstructure (loss of weight, porosity) are also studied.The study is completed with a Life Cycle Analysis were the life cycle of 1m3 of concrete is studied according three options. A scenario without recycling, a scenario were demolition waste are recycled into aggregates in-situ, a scenario were demolition waste are recycled into aggregates and transported to another construction site

Le secteur de la construction, a généré en France 246 millions de tonnes de déchets. Ces déchets sont composés en quasi-totalité de déchets inertes ne présentant pas de danger pour la santé humaine et l’environnement. La valorisation de ces déchets permet de limiter l’extraction des ressources vierges et de réduire, par conséquent, l’émission des gaz à effet de serre. L’utilisation des granulats recyclés permet la préservation des ressources naturelles, la réduction du cout de transport et par conséquent la réduction de la consommation d’énergie et des émissions de gaz à effet de serre, une mise en œuvre rapide, et enfin la réduction des quantités de matériaux mis en décharge.Dans le cadre de l’ANR ECOREB, et plus particulièrement au niveau de la thèse de Minh-Duc Nguyen, des outils de connaissances et de simulation du comportement des bétons recyclés ont été développés. La validité des relations analytiques développées pour prédire les propriétés mécaniques du béton des granulats naturels en vue de leur utilisation pour le béton des granulats recyclés a été révisée et les modifications appropriées ont été proposées afin de tenir compte de la présence des granulats recyclés. Néanmoins, le comportement du fluage en compression sous plusieurs niveaux de chargement et à différents âges n’a pas été étudié au même niveau que le comportement mécanique en compression, en traction, et à la rupture. De plus, l’applicabilité des modèles analytiques proposés dans les normes de dimensionnement n’a pas été vérifiée.L’objectif du présent travail de recherche est d’étudier l’effet des granulats recyclés sur le comportement du béton à long terme et d’enrichir les modèles prédictifs proposés par les normes par l’introduction de paramètres pertinents qui tiennent compte de l’effet de l’incorporation des granulats recyclés sur le comportement différé.Cette étude présente une analyse des données disponibles dans la littérature sur l’aptitude des normes du dimensionnement à prédire le comportement du fluage des bétons des granulats naturels et recyclés. La comparaison entre les valeurs expérimentales et prédites montre une dispersion significative en termes de coefficient de fluage. Néanmoins, l’EC2 reste la norme la plus appropriée pour estimer le fluage tant pour les bétons naturels que pour les bétons recyclés par rapport à l’ACI et à la fib MC2010. Pour cette raison, l’EC2 a été choisie comme modèle de référence pour proposer les modifications appropriées.En se basant sur l’expression générale qui donne le coefficient du fluage, le coefficient du fluage conventionne et la puissance de la fonction du vieillissement, ainsi que le coefficient en fonction de l’humidité relative ont été identifiés pour le béton des granulats naturels d’abord par une approche d’optimisation. L’analyse des résultats a montré des valeurs différentes par rapport aux valeurs des normes existent. Par ailleurs, une nouvelle expression du coefficient de fluage a été proposée par le modèle EC2 ainsi que par l’ACI, les quelles on l’a appelé modèles modifiés. Avec toutes ces modifications, la corrélation entre les valeurs expérimentales et prédites est améliorée pour les deux modèles EC2 et ACI.Afin de considérer la présence des granulats recyclés dans le béton, a été introduite dans les expressions modifiées le taux de remplacement équivalent, qui représente la masse des granulats recyclés par rapport à la masse du squelette granulaire. Un modèle rhéologique basé sur le modèle de Kevin-Voigt a été également développé dans le cadre de ce travail.Pour la modélisation de la déformation de fluage du béton avec des granulats recycles, on a utilisé les logiciels ABAQUS et ANSYS lequel utilise des coefficients de Prony pour définir le comportement viscoélastique du matériau
The construction sector in France generated 246 million tonnes of waste. Almost all of this waste is inert waste that does not pose a danger to human health and the environment. The recovery of this waste makes it possible to limit the extraction of virgin resources and, consequently, to reduce the emission of greenhouse gases. The use of recycled aggregates allows the preservation of natural resources, the reduction of transport costs and therefore the reduction of energy consumption and greenhouse gas emissions, rapid implementation, and finally reduction quantities of materials landfilled.As part of the ANR ECOREB, and more particularly at the level of Minh-Duc Nguyen's thesis, tools for knowledge and simulation of the behavior of recycled concrete have been developed. The validity of the analytical relationships developed to predict the mechanical properties of natural aggregate concrete for use in recycled aggregate concrete has been revised and appropriate modifications have been proposed to take into account the presence of recycled aggregates. However, the behavior of creep in compression under several loading levels and at different ages has not been studied at the same level as the mechanical behavior in compression, tension, and failure. In addition, the applicability of the analytical models proposed in the design standards has not been verified.The objective of this research work is to study the effect of recycled aggregates on the long-term behavior of concrete and to enrich the predictive models proposed by the standards by introducing relevant parameters that take into account the effect of the incorporation of recycled aggregates on delayed behavior.This study presents an analysis of the data available in the literature on the ability of design standards to predict the creep behavior of concrete from natural and recycled aggregates. The comparison between the experimental and predicted values shows a significant dispersion in terms of creep coefficient. Nevertheless, EC2 remains the most appropriate standard for estimating creep for both natural and recycled concrete compared to ACI and MC2010 fib. For this reason, the EC2 was chosen as the reference model to propose the appropriate modifications.Based on the general expression which gives the creep coefficient, the creep coefficient conventional and the power of the aging function, as well as the coefficient according to the relative humidity have been identified for the concrete of natural aggregates first by an optimization approach. Analysis of the results showed different values compared to the values of the existing standards. Furthermore, a new expression for the creep coefficient has been proposed by the EC2 model as well as by the ACI, which has been called modified models. With all these modifications, the correlation between the experimental and predicted values is improved for both models EC2 and ACI.In order to consider the presence of recycled aggregates in the concrete, the equivalent replacement rate was introduced in the modified expressions, which represents the mass of the recycled aggregates compared to the mass of the granular skeleton. A rheological model based on the Kevin-Voigt model was also developed as part of this work.For the modeling of the creep deformation of concrete with recycled aggregates, software ABAQUS and ANSYS was used which uses Prony coefficients to define the viscoelastic behavior of the material

Ce travail se situe dans le cadre du projet ANR VBD ECOREB qui œuvre avec le projet national PN RECYBETON à la levée des verrous technologiques propres à l’utilisation des granulats recyclés en vue de la formulation des bétons de structure.Pour cette étude six bétons de granulats recyclés correspondant à deux classes de résistance C25/30 et C35/40 et à une classe de consistance S4 sont élaborés. Ces formulations, définies dans le cadre du PN RECYBETON, sont conçues à partir de deux formulations de référence en substituant partiellement ou complètement les granulats naturels par des matériaux issus du recyclage des bétons. Un programme expérimental a été réalisé pour déterminer les propriétés du béton à l’état frais et à l’état durci. Les résultats des essais mécaniques montrent que pour la même classe de résistance à la compression, l’incorporation des granulats recyclés dans le béton induit une diminution de la résistance à la traction et du module d'élasticité .aussi bien qu’une augmentation de la déformation au pic et de la déformation ultime. Sous compression cyclique du type charge-décharge, l’endommagement au pic de contrainte augmente lorsque le taux de substitution est important alors que la vitesse d’endommagement devient plus faible. La campagne d’essais du fluage menée sur des poutres chargées en flexion trois points indique que la cinétique du fluage est influencée par la présence des granulats recyclés et elle est d’autant plus accélérée que le taux de remplacement est important.Les résultats expérimentaux de cette étude ainsi qu’un nombre important des résultats rapportés dans les références bibliographiques ont permis d’évaluer la validité des relations analytiques développées pour prédire les propriétés mécaniques du béton des granulats naturels en vue de leur utilisation pour le béton des granulats recyclés. On montre que ces expressions nécessitent la connaissance de la résistance moyenne à la compression, fcm aussi bien qu’un coefficient qui tient compte de l’effet des granulats recyclés. La comparaison entre les courbes contrainte-déformation obtenues dans le cadre de cette thèse et certains modèles montre, qu’avec les modifications proposées, ils décrivent d’une manière satisfaisante le comportement jusqu’à la rupture
This work is part of the ANR VBD ECOREB which aims with the project PN RECYBETON to remove the technological locks for the use of recycled aggregates for the formulation of structural concretes.For this study, six concretes of recycled aggregates corresponding to two classes of compressive strength C25 / 30 and C35 / 40 and S4 class of workability are developed. These mixtures, defined in the framework of the PN RECYBETON, are derived from two reference formulations by substituting partially or completely the natural aggregates with materials resulting from the recycling of concretes. An experimental program was carried out to determine the properties of concrete in fresh state and hardened state. The results of mechanical tests show that for the same class of compressive strength, the incorporation of recycled aggregates into the concrete induces a decrease in the tensile strength and the elastic modulus as well as an increase in the peak and ultimate strains. Under loading-unloading compression, the damage at the peak stress increases when the substitution rate is high while the damage rate becomes lower The creep tests carried out on beams loaded under three-point bending indicate that creep kinetics are influenced by the presence of recycled aggregates and is accelerated as the replacement rate is important.The experimental results of the present study together with an extensive number of results reported in the literature have allowed evaluating the current relationships used for predicting mechanical properties of recycled concrete aggregates (RAC). The validity of many analytical expressions of the stress-strain relationship has been also studied and the effect of replacement ratio was taken into account. It was pointed out that design codes relationships dedicated to assess the mechanical properties and the stress-strain compressive curve of natural aggregates concretes (NAC) are not adequate to predict the behavior of recycled aggregates concrete (RAC). It is established that these properties are related to fcm and to a parameter, which takes into account the effect of the recycled aggregates. The comparison between the stress-strain curves obtained in this thesis and some models shows that, with the proposed modifications, these models satisfactorily describe the behavior up to failure

Les granulats de béton recyclé (GBR) contiennent, de par leur origine, de la pâte de ciment résiduelle qui leur confère une forte porosité et des performances modérées. La porosité conduit à une absorption d’eau forte. C’est une difficulté importante sur le plan industriel car elle complique l’ajustement de l’eau dans les bétons qui permet de maitriser leur ouvrabilité en production. Le processus de fabrication des GBR conduit à avoir plus de pâte dans les particules les plus fines et donc plus d’absorption. En conséquence, si aujourd’hui l’industrie recycle relativement bien les gravillons de GBR dans les bétons, elle utilise peu les sables de GBR, du fait de leur plus grande porosité. Or, lors de la fabrication des GBR, on obtient environ 50 % de sables et 50 % de gravillons. En conséquence, la porosité des sables de GBR est un frein à l’économie circulaire du béton. Un certain nombre de techniques ont été proposées pour éliminer ou améliorer la pâte de ciment résiduelle mais elles posent des problèmes de coût. La carbonatation naturelle des GBR par le CO2 atmosphérique contribue à diminuer leur absorptiond’eau en obstruant leur porosité, mais c’est une réaction qui dure plusieurs mois. Des recherches sont en cours pour faire de la carbonatation accélérée (en concentrant le CO2 par exemple) à l’échelle industrielle.Le présent travail explore une idée alternative quiconsiste à former en quelques jours, à l’aide debactéries biocalcifiantes, une gangue de CaCO3 autourdes GBR et surtout de la partie sableuse, afin de limiterl’accès de l’eau à leur porosité.Dans un premier temps,des bactéries candidates non pathogènes ont étéidentifiées, sélectionnées, adaptées au milieu alcalin desGBR, puis nous avons vérifié leur aptitude à produire duCaCO3. Dans un second temps, nous avons déterminéles conditions qui favorisent une croissance des bactéries et une production de CaCO3 homogènes sur la surface de milieux gélosés modèles. L’homogénéité est en effet une condition sine qua non pour obtenir une bonne étanchéité à l’eau. Nous avons ainsi confirmé l’intérêt de sélectionner des bactéries capables de produire du biofilm. Enfin, les procédés développés ont été appliqués à des disques de mortier modèles facilitant les observations visuelles. Les résultats préliminaires confirment qu’il est possible de faire baisser l’absorption de ces mortiers de façon notable à l’échéance d’un mois. Des travaux supplémentaires sont nécessaires pour confirmer ces résultats encourageants sur sable de GBR
Recycled concrete aggregates (RCA) contain, due to their origin, residual cement paste which gives them high porosity and moderate performance. The porosity leads to a strong water absorption. This is a major difficulty on the industrial level because it complicates the adjustment of water in concrete batches, which allows to control their workability in production. The RCA manufacturing process results in having more paste in the finer particles and therefore more absorption. As a result, while the industry today recycles coarse RCA into concrete relatively well, it uses small amounts of RCA sand because of their greater porosity. Yet, during the manufacture of RCA, about 50% sand and 50% coarse aggregates are obtained. Consequently, the porosity of RCA sand hinders the circular economy of concrete. A number of techniques have been proposed for removing or improving the residual cement paste, but they are expensive. The natural carbonation of RCA by atmospheric CO2 helps with decreasing their water absorption by obstructing their porosity, but this is a several month reaction. Research is ongoing to make accelerated carbonation (by concentrating CO2, for example) on an industrial scale. The present work explores an alternative idea, which consists in forming in a few days, using biocalcifying bacteria, a matrix of CaCO3 around the RCA and especially the sand part, in order to limit the access of water to their porosity. First, candidate non-pathogenic bacteria were identified, selected, adapted to the alkaline medium of RCA, then we checked their ability to produce CaCO3. In a second step, we detemined the conditions, which favor uniform bacterial colonization and production of CaCO3 on the surface of model agar media. Homogeneity is indeed mandatory to obtain good water tightness. We thus confirmed the value of selecting bacteria capable of producing biofilm. Finally, the methods developed were applied to model mortar disks facilitating visual observations. Preliminary results confirm that it is possible to significantly lower the absorption of these mortars within one month. Further work is needed to confirm these encouraging results on sand part of RCA