Durabilité des mortiers à base de déchets naturels

Abstract

Le ciment est le matériau le plus utilisé par l‘être humain après l‘eau. Lors de sa production, les spécialistes du domaine devront faire face à plusieurs exigences et défis à savoir : réduire les dégagements de dioxyde de carbone dans l‘atmosphère, diminuer la consommation en énergie et chercher des nouveaux matériaux et déchets permettant le remplacement des matériaux naturels non renouvelables en voie d‘épuisement. Pour améliorer la situation économique délicate d‘Algérie dépendante dans sa grande partie à la rente pétrolière, l‘État compte beaucoup sur l‘investissement dans le secteur d‘industrie telle que la production des ciments. Cette filière a connu dans les vingt dernières années une activité de production importante, le pays a même commencé les exportations des ciments depuis 2018. En parallèle, la vase des barrages est un déchet du secteur hydraulique résultant des phénomènes naturels (la sécheresse et l‘érosion des bassins versants) qui est par la suite transportée par les eaux pluviales jusqu‘au fond des réservoirs diminuant ainsi la quantité et la qualité de l‘eau potable. Cette vase est disponible en quantités énormes avec une augmentation annuelle de l‘ordre de 120 millions mètre cube alors que la population Algérienne a besoin plus d‘eau. La vase à l‘état calcinée est caractérisée par une activité pouzzolanique élevée ainsi qu'une fiabilité technique concurrente à la pouzzolane naturelle. Cette vase a été proposée par plusieurs chercheurs Algériens pour la substitution partielle du ciment avec des taux allant jusqu‘à 30 %. L‘objectif principal de ce travail est de continuer les investigations et d‘enrichir les compétences sur l‘utilisation de la vase calcinée des barrages comme substituant partiel du ciment avec de nouvelles façons permettant son intégration facile dans l‘industrie de production des ciments. Pour la concrétisation des objectifs, dix mortiers dont un témoin et neuf contenants des ciments modifiés avec des mélanges binaires et ternaires entre le ciment, la vase calcinée et la pouzzolane naturelle ont été confectionnés. Des essais d‘évaluation des pâtes et mortiers ont eu lieu à l‘état frais (Consistance normalisée, Temps de prise et Maniabilité), à l‘état durci (Compression, Absorption d‘eau, Densités apparentes), des essais de durabilité (Attaque à l‘acide chlorhydrique, Attaque interne des sulfates de sodium, Résistance aux hautes températures), des essais de mesure de conductivité thermique et examen microscopique des mortiers étudiés. Les résultats montrent la faisabilité de nouvelles combinaisons ternaires (ciment+vase calcinée+ pouzzolane naturelle) qui peuvent faciliter l‘intégration de la vase calcinée dans les cimenteries comme première étape, une légère réduction de la consommation élevée en eau par la combinaison par rapport à la vase calcinée seule; une amélioration du comportement mécanique surtouts à long terme, une augmentation de la résistance vis-à-vis de l‘attaque à l‘acide chlorhydrique, une diminution de la conductivité thermique par rapport au ciment Portland, une augmentation de la résistance des mortiers aux hautes températures et à la fin les nouvelles combinaisons ont été proposés pour le développement des bétons ou mortiers à hautes performances, et d‘autres pour des mortiers de remplissage constituant les matériaux de l‘enveloppe des bâtiments.