Effet de la calcination d'un sédiment sur sa capacité à se substituer partiellement au ciment Portland

Overview & Synopsis

La fabrication du ciment génère de fortes émissions de CO2 et nécessite une utilisation de ressources naturelles non renouvelables. La température de cuisson élevée de 1450 °C nécessite aussi des consommations d’énergie importantes. Dans le but de réduire l’impact environnemental, le sédiment a été proposé comme un nouvel ajout dans la fabrication de clinker ou comme une substitution partielle du ciment Portland. Ceci confronte également au problème de l’accroissement du volume annuel de sédiment. Cette thèse apporte sur une étude de potentiel d’utilisation le sédiment Lyvet de la Rance comme une substitution partielle du ciment Portland. L’analyse minéralogique du sédiment brut a montré la présence des minéraux argileux comme l’illite, la muscovite et la kaolinite. Afin d’activer ces argiles, deux modes de calcination à 700 °C sont étudiés, la calcination au four standard et la calcination au four flash. L’effet de la calcination sur la propriété physico-chimique et minéralogique, la microstructure et la réactivité du sédiment est discuté. La calcination flash à 700 °C permet d’augmenter la réactivité du sédiment tout en ne décomposant que partiellement les carbonates de calcium, réduisant ainsi les émissions de CO2 en comparaison à la calcination statique. L’effet de la substitution de 30 % de ciment par de sédiment brut et flash sur les propriétés mécaniques du mortier a été analysé. Pour un même rapport E/L et avec une adjuventation appropriée, le mortier contenant du sédiment flash peut atteindre des résistances mécaniques semblables à celles du mortier de référence et ceci dès 28 jours. La durabilité des mortiers à base du sédiment brut et flash est étudiée par des mesures de certains indicateurs de durabilité y compris des essais de carbonatation accélérée à CO2= 3 % et de carbonatation naturelle.