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Soutenances de Doctorat BELLARA Selma

République Algérienne Démocratique et Populaire
Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique
Université 20 Août 1955 - Skikda

Faculté de Technologie
Département de Génie Civil

Thèse présentée en vue de l’obtention du diplôme de Doctorat L.M.D En génie civil
Option : Géotechnique

Présentée par 
BELLARA Selma

 

Thème : Ouvrages réalisés sur un sol renforcé par des mélanges co-valorisés:Application à la valorisation des sédiments en génie civil.

 

Devant le jury compose de :

 

Président

MESSAST Salah

Professeur

Université de Skikda

Directeur de thèse

HIDJEB Mustapha

Professeur

Université de Skikda

Co-directeur de thèse

MEZAZIGH Salim

M.C.A

Université de Caen, France

Examinateur

BELACHIA Mouloud

Professeur

Université de Guelma

Examinateur

AMRANE Moussa

M.C.A

Université de Batna 2

Invité

MAHERZI Walid

M.C.A

IMT Nord Europe, France

 

 

الملخص

أصبح دمج النفايات كمواد خام ثانوية موضوعًا يجذب اهتمام العديد من العلماء ومسؤولي المجالات الصناعية، وقد إستدعىإستبدال الأسمنت بهذه الإضافات المعدنية إلى ظهور العديد من الدراسات في السنوات الأخيرة. في الواقع، هذا يمثل حلاً واعدًا لمستقبل إيكولوجي. مع ذلك، تظل الكميات المتاحة من هذه المواد محدودة على ضوء الطلب المتزايد للسوق.

يعد هذا العمل جزءًا من نهج الاقتصاد الدائري والتنمية المستدامة، ويهدف إلى تحسين قطاعات إعادةإستعمال (رسكلة) المواد الناعمة (الرواسب المجروفة من خزانات السدود وبقايا الرخام) في قطاعات البناء. هذا يؤدي إلى التقليل من إنبعاثات غازات الاحتباس الحراري والحفاظ على الموارد الطبيعية.

لهذا الغرضتمتمناقشةجانبين في هدا العمل،يتعلقالجانبالأول: بتطويرمواد لاصقة هيدروليكية تحتوي علىرواسبالسدودالمجروفةوالمنتجاتالخاصة بالأنشطة الصناعيةالمحلية. اماالثاني: يتعلقبمعالجةالرواسبالمجروفةباستخدامموادرابطةهيدروليكية،معتحسين او دون تحسين، للهيكل الحبيبي منأجلإستعمالهافي إنشاء الطرقات.

في هذا الصدد، تم أولا: إجراء الاختبارات الفيزيو-كيميائية والميكانيكية، لضمان إمتثالها للمتطلبات المنصوص عليها في المعيارEN 13282-2. ثانيًا: تمت معالجة الرواسب المجروفةالمحسنة او غير المحسنة بنفايات الرخام بنسب مختلفة من المواد الرابطة الهيدروليكية التي تم وضعها في المرحلة الأولى من الدراسة.مختلف المخاليط تمت دراستهامن حيث أدائها الميكانيكي قصير وطويل المدى، كما تم تقييم البنية المجهرية والجانب البيئي من خلال إخضاعها للمجهر الإلكتروني الماسح، وكذلك إختبارات الترشيح وفقا لجداول زمنية مختلفة.

 

الكلمات المفتاحية: رواسب السدود، مواد الربط الهيدروليكية، مخلفات الرخام، المواد البديلة للإسمنت.

Résumé

 

L’intégration des déchets comme matières premières secondaires fait désormais l’objet de réflexion de plusieurs scientifiques et industriels, la substitution du ciment par ces additions minérales a suscité plusieurs études antérieures ces dernières années. En effet, elle représente une solution prometteuse pour un avenir plus écologique. Cependant, les quantités disponibles de ces matériaux restent limitées au regard de la demande croissante du marché.

 

Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre d’une démarche d’économie circulaire et de développement durable, elle vise à optimiser les filières de valorisation des matériaux fins (sédiments de dragage et sable de marbre) dans les secteurs de construction. Ceci permettra à terme de réduire les émissions des gaz à effet de serre et la préservation des ressources naturelles.

 

Deux volets ont été abordés : le premier volet concernait l’élaboration d’éco-liants ternaires à base de sédiments de dragage et de sous-produits industriels locaux et le deuxième concernait le traitement des sédiments de dragage aux liants hydrauliques optimisés, pour une éventuelle valorisation en couche de forme. Dans un premier temps, deux liants hydrauliques routiers à durcissement normal ont été optimisés par la méthode des surfaces de réponse (MSR). Le premier, référencé 50C35LHF15SC, était composé de 50% de ciment (C), 35% de laitier (LHF) et de 15% de sédiments calcinés (SC) et le deuxième LHR 80C10LHF10SC. Des essais physico-chimiques et mécaniques ont été conduits à cet égard pour s’assurer de leur conformité aux exigences prescrites par la norme EN 13282-2. Dans un deuxième temps, plusieurs mélanges de sédiments de dragage et de déchets de marbres ont été traités avec différents pourcentages des liants ternaires optimisés dans la première phase de l’étude. Les différents mélanges ont été caractérisés vis-à-vis de leurs performances mécaniques à court et à long terme, la microstructure et l’aspect environnemental ont été également appréciés à travers des observations au microscope électronique à balayage, ainsi que des essais de lixiviation à différentes échéances.

 

Mots clés : Sédiments de barrage, liants hydrauliques routiers, déchets de marbre, techniques routières, matériaux de substitution au ciment.

 

Abstract

 

The integration of waste as secondary raw materialshas become the focus of reflection by several scientists and industrialists. Indeed, the substitution of cement by the mineral additions was investigated in several previous studies in recent years. This issue represents a promising solution for a greener future. However, the availability of these materials remains limited compared to market demand.

 

The approach adopted in the present study concern a circular economy and sustainable development approach whichaims to optimize the reuse of fine materials (dredged sediments and marble sand) in construction fields. This will potentially lead to a reduction in greenhouse gas footprint and the preservation of natural resources.

 

This study was conducted in two main parts:The first part of this study focused on the development of eco-friendly ternary binders based on dredged sediments and local industrial by-products; while the second part focused on the treatment of dredged sediments with optimized hydraulic binders for possible application in subgrade layer materials.Initially, a Response Surface Methodology was used to optimize two normal hardening hydraulic road binders (RSM). The initial mix, designated 50C35GGBS15CS, was made up of 50% cement, 35% blast furnace slag, and 15% calcined sediment. The second mix was named 80C10GGBS10CS, and it's composed of 80% cement, 10% blast furnace slag, and 10% calcined sediments.

 

Physico-chemical and mechanical tests have been carried out to ensure that they accordance with the requirements of standard EN 13282-2. In a second phase, several mixtures of dredged sediments and marble wastes were treated with different percentages of the optimized ternary binders. The various mixtures have been characterizedby their short- and long-term mechanical performance.The microstructure and the environmental aspect have also been appreciated through scanning electron microscope observations, as well as leaching tests at different maturity terms.

 

Keywords:Dam sediments, hydraulic road binders, marble wastes, road construction,eco-friendly cement, low carbon binders.

 

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