Dissertations / Theses on the topic 'Pouzzolanes'

En Europe de l'Ouest, l'industrie papetière génère chaque année environ 6 millions de tonnes de boues issues principalement des opérations de désencrage et de traitement des eaux résiduaires. Ces boues contiennent autour de 60% de matières sèches composées principalement de fibres cellulosiques, de kaolinite et de calcite. Pour éviter leur mise en décharge de plus en plus onéreuse, il est proposé de les transformer en pouzzolanes de synthèse utilisables dans l'industrie du béton. La transformation consiste en une calcination à moyenne température (700-750°C) qui a pour résultat la déshydroxylation de la kaolinite et l'élaboration de métakaolin, pouzzolane très réactive. L'étude est d'abord menée sur une boue de désencrage et une boue de station d'épuration afin de déterminer les conditions optimales de calcination. En dépit d'une teneur en kaolinite inférieure, les boues conduisent à des pouzzolanes plus réactives que des métakaolins purs. Cette activité est liée à l'apparition de défauts superficiels au cours de la cuisson, mis en évidence par thermodésorption. Dans un deuxième temps, l'étude est étendue à quatorze autres boues et une corrélation linéaire multiple montre que la réactivité des boues est essentiellement liée à leur teneur en kaolinite, à la quantité de calcite décarbonatée et à la présence de défauts superficiels. La granulométrie et la surface spécifique ne jouent qu'un rôle mineur
The paper industry generates a lot of sludges (around 6 million tonnes/year in Western Europe)which contain about 60% of dry matter mainly composed of cellulose fibres, kailinite and calcite. The present study deals with an original way of valorisation of such wastes : the production of metakaolin by calcining paper sludge in the temperature range of 700°C to 800°C. After calcination, pastes containing 50% calcium hydroxide and 50% brunt sludge are hydrated and the lime consumption investigated by DTA. The results obtained show that a very reactive pozzolan is produced by calcining paper slugde at 700 or 750°C for 2 or 5 hrs. Despite of a smaller kaolinite content, the burnt paper sludge exhibits more pozzolanic activity than commercially available matakaolins, specially at early ages. Thermodesorption analyses show that this higher activity is due to the presence of superficial defects which occur during the sludge calcination. The study carried out on 14 sludges also points out that the main factors affecting the reactivity of calcined sludge are the kaolinite, the quantity of calcite which decarbonates during calcination and the superficial defects. Particle size distribution and specific surface area have slight influence

Ce travail se place dans le contexte de l'ingénierie des matériaux de construction et la valorisation des ressources naturelles du CAMEROUN. Les pouzzolanes naturelles permettent de réaliser des bétons légers à la fois isolants et porteurs. L'étude de cette matière première, sur différents aspects (chimique, minéralogique, physique, réactivité avec la chaux, réactivité potentielle aux alcalis), montre que suivant les sites de prélèvement, certains granulats sont plus aptes à être utilisés en tant qu'ajout au ciment après un traitement mécanique, et d'autres comme simples granulats pour la confection des bétons. Les critères classiques de composition des bétons trans osés aux granulats de pouzzolane naturelle, et donc poreux, s'adaptent mal. Une méthode fondée sur l'indice des vides avec une représentation triangulaire du mélange fines, sable, granulat permet d'optimiser la formulation afin d'obtenir un matériau de construction répondant au triple critère fixé : légèreté, résistance mécanique et isolation thermique
This study concerns building materials engineering and Cameroon's natural resources. The use of pozzolans allows to elaborate light concretes both thermal insulating and strong. The study of this new material, about a few point of view (chemical, mineralogical, physical, reactivity with lime, potential reactivity with alkalis) shows that, depending) on whether the deposits, some aggregates are better to be used as an admixture for cement after a mechanical treatment and another ones as ordinary aggregates in elaboration of concrete. The aggregates of natural pozzolans are porous, so the classical theory of concrete composition can't be used. A method based on vacuum factor with a triangular diagram of mixture fillers, sand, aggregates, allows to optimize the formulation in getting building material according to the three set tests, lightness, mechanical strength and thermal insulation

Les sols fins constituant une piste ou les sous couches d'une chaussee sont aujourd'hui stabilises par adjonction de liant hydraulique: la chaux ou le ciment. Notre travail a ete de concevoir une installation mobile qui transforme des sols naturels argileux, par sechage/broyage puis calcination, en pouzzolanes de synthese destinees a remplacer le ciment. Dans un premier temps, les procedes industriels bases sur des echanges thermiques en suspension ou flash sont retenus. Les parametres de calcination flash (temperature, duree) font defaut dans la litterature. Cependant les resultats bibliographiques obtenus par calcination traditionnelle (durees de 10 mn au moins) ont permis d'etablir un modele thermochimique qui simule l'evolution de la transformation. Celui-ci applique a la calcination flash (durees de l'ordre de la s) donne des resultats que nous comparons aux valeurs experimentales, obtenues sur un calcinateur flash de laboratoire construit pour ce travail, et sur un pilote existant. Les proprietes mineralogiques et structurales des produits calcines flash sont analysees; deux essais de reactivite a la chaux permettent de tester les liants obtenus et d'optimiser les temperatures de calcination flash. Deux argiles de type kaolinite, une montmorillonite et un sol naturel sont traites. A partir de cette etude, nous avons etabli le bilan thermique d'une installation industrielle complete, debouchant sur un schema de conception du calcinateur et du refroidisseur

Ce travail etudie les systemes pouzzolanes naturelles-chaux-eau a 38 et 100c afin de comprendre les phenomenes physicochimiques caracterisant la pouzzolanicite des materiaux naturels. La mise en evidence de nouveaux criteres physicochimiques correlant la mineralogie des produits d'hydratation, les qualites mecaniques des melanges pouzzolanes-chaux-eau nous permet de proposer une nouvelle classification des materiaux pouzzolaniques. Cette classification repose sur: une caracterisation et une quantification des constituants reactifs (les verres volcaniques non rhyolitiques, les opales, les zeolites), une etude des solides neoformes et des solutions issus de l'essai chapelle (16 h a 100c dans une solution saturee de chaux), une etude mineralogique et morphologique des phases cristallines neoformees, issues du systeme pouzzolanes-chaux-eau a 38, constituant la matrice des pates durcies. L'ensemble de ces observations montre que les silices sedimentaires, les roches volcaniques et l'alumine activee constituent une serie homologue discontinue a 38 et 100c dans le systeme cao-sio2-al203-h20. Ces materiaux s'illustrent par la coexistence entre la fraction siliceuse de la solution solide des hydrogrenats et des gels silicocalciques hydrates (partiellement alumineux) a 100c et la coexistence entre la solution solide des silicoaluminates tetracalciques hydrates et les gels silicocalciques hydrates

L’utilisation de Supplementary Cementitious Materials (SCMs) en substitution du clinker est une technologie aujourd’hui bien connue qui permet de réduire le coût environnemental du ciment. Parmi les SCMs largement utilisés on retrouve les cendres volantes, les laitiers de hauts fourneaux ou encore la poudre de verre. Dans les dernières années, un intérêt grandissant s’est développé pour l’utilisation d’argiles calcinées comme ajouts cimentaires, notamment du fait de leur forte réactivité et leur grande disponibilité. Ce projet de thèse s’intéresse à l’utilisation d’argiles et de marnes calcinées comme ajouts cimentaires. L’objectif principal est d’identifier de nouveaux échantillons susceptibles de présenter un intérêt pour une utilisation comme SCMs. Pour ce faire, une approche multi-échelle macro et micro est utilisée afin d’étudier de manière précise la calcination, la réactivité pouzzolanique et le comportement en système cimentaire de ces nouveaux échantillons. Il a été possible de démontrer que les marnes (malgré leur composition minéralogique complexe) présentent un potentiel d’utilisation comme ajout cimentaire après calcination, et ce, même avec une faible proportion d’argiles. Par la suite, il a été démontré que la palygorskite est une argile à haut potentiel pour une utilisation comme ajout cimentaire après calcination, et peut être considérée comme une alternative viable au métakaolin. L’étude poussée de l’utilisation de palygorskites calcinées comme ajouts cimentaires a également permis d’apporter de nouvelles connaissances fondamentales sur la compréhension des mécanismes impliqués lors de la calcination de ce type de matériaux
The use of Supplementary Cementitious Materials (SCMs) as a substitute for clinker is a well-known technology that can reduce the environmental cost of cement. Among the SCMs widely used today are fly ash, blast furnace slag and glass powder. In recent years, there has been a growing interest in the use of calcined clays as SCMs, particularly due to their high reactivity and availability.This thesis project focuses on the use of calcined clays and marlstones as supplementary cementitious materials. The main aim is to identify new materials that could be of interest for use as SCMs. To this end, a multi-scale macro/micro approach is used to study the calcination, pozzolanic reactivity and performance in cementitious systems of these new materials. It was possible to demonstrate that marlstones (despite their complex mineralogical composition) have the potential to be used as supplementary cementitious materials after calcination, even with a low proportion of clays. Subsequently, it was shown that palygorskite is a high potential clay for use as a supplementary cementitious material after calcination, and can be considered as a viable alternative to metakaolin. The extensive study of the use of calcined palygorskites as SCMs has also provided new fundamental insights into the understanding of the mechanisms involved in the calcination of this type of material

Etude des pouzzolanes naturelles de l'ile de la reunion, comme composants de base de beton alleges, en soulignant les avantages thermiques. Proprietes chimiques, mineralogiques et physiques des granulats de pouzzolane. Adaptation d'une modelisation thermique pour les corps poreux, avec nouvelle methode de determination de la diffusivite. Description des appareillages de mesure de la conductivite et diffusivite thermiques, et presentation des resultat

Nos préoccupations modernes nous poussent à entretenir et développer nos voies de communication tout en préservant les ressources naturelles. Dans cette optique, l'emploi de Liants Hydrauliques Routiers (LHR) lors des travaux de terrassement permet l'usage des matériaux en place aux comportements géotechniques initialement médiocres. Dans ces travaux de thèse, nous avons cherché à valoriser une cendre volante de papeterie (CVP), sous-produit industriel issu du recyclage de papier, et une pouzzolane naturelle comme principaux constituants de nouveaux LHR. Une caractérisation physique, chimique et minéralogique approfondie de ces matériaux a été effectuée, puis leur réactivité à la chaux et au gypse a été évaluée à l'aide d'une nouvelle méthode de quantification par voie chimique élaborée en vue d'aider à la formulation de LHR. Cette méthode qui reste à optimiser a néanmoins permis de dégager des formulations de LHR à partir de la pouzzolane ou de la CVP sans clinker. Pour finir, les performances des LHR, formulés grâce à la méthode développée ou avec une part de CEM I, ont été caractérisées sur mortier et en traitement de deux sols argileux. Une évaluation environnementale d'un liant contenant une majorité de CVP termine ce travail
Modern concerns lead us to maintain and expand our communication routes while preserving natural resources. In this context, the use of hydraulic road binders (HRB) during excavation works allows the use of in place materials having initially poor geotechnical properties. This thesis work deals with the valorization of a wastepaper sludge ash (WSA), industrial by-product from recycled paper, and a natural pozzolan as key components of new HRB. Physical, chemical and mineralogical characterization of these materials was carried out. Their reactivity with lime and gypsum was evaluated using a new chemical test method developed to assist the HRB design. If this method remains to be optimized, it allows the design of HRB using pozzolan or WSA without clinker. Finally, the performance of HRB, formulated by the developed chemical test method or with a part of CEM I, were characterized on mortars and treatment of two clay soils. An environmental assessment of a binder containing a majority of WSA finishes the study

Recycling composite glass with different colours in order to be manufactured into new glass products is at present not economically viable. Therefore, the search for new issues other than stockpile areas or dumping sites could be a serious opportunity. To a certain extent, one of the possible solutions is to use the recycled glass in manufacturing cements and in the preparation of concrete mixtures. However, it is essential to manage the two main behaviours that the glass can have when used in cement-based materials: (1) the use of glass as coarse aggregates reveals harmful behaviour related to alkali-silica reaction; (2) on the other hand, it can result in useful behaviour related to pozzolanic reaction if used as fine particles. Furthermore, the significant alkali content should not be overlooked as their mass corresponds to about 13% of the total mass of the glass and as they may activate the alkali-silica reaction. An experimental programme was conducted to provide answers to the various questions raised about the use of glass in cement-based materials. The first part of this work was primarily devoted to the evaluation of the reactive potential of glass in mortars (alkali and pozzolanic reactions). At this stage, nine classes of glass particles ranging from 3[mu]m to 2.5 mm were considered. Then, fine glass particles were used in order to counteract the negative effect of some classes of coarse aggregates having revealed alkali-reactive behaviour. The second part of this work was performed to study the mechanisms that could explain the behaviours of fine and coarse particles in aqueous and concentrated environments. Different answers have been proposed to explain the observed behaviour in terms of grain sizes of glass.

L'objectif de ce travail est diminuer la teneur énergétique de la fabrication du ciment en valorisant des latérites très abondantes en Indonésie. Calcinées à moyenne température (8OO°C), elles présentent des propriétés pouzzolaniques intéressantes lorsqu'elles sont mélangées à du Ciment Portland Artificiel. La mise en oeuvre de techniques physicochimiques (diffraction RX, analyse thermique différentielle, spectrométrie infra-rouge, microscopie électronique à balayage couplée à l'analyse élémentaire in situ) et l'étude des résistances mécaniques sur micro-éprouvettes ont permis de mettre en évidence que la teneur en kaolinite de la latérite de départ jouait un rôle fondamental au niveau de la réactivité des produits calcinés. L'élaboration de ciments mixtes (Ciment Portland + latérite calcinée) conduit à des résultats remarquables tant au point de vue résistance qu'au point de vue durabilité. (limitation de la quantité de chaux résiduelle). L'application laisse entrevoir des perspectives interessantes pour la construction économique en Indonésie
[The aim of this study is ta show the possibility of manufacturing low-cost cement in Indonesia. To realize this objective, it is possible to use abundant laterites and a middle temperature thermal process (800°C) which is less expansive in energy than the Portland Cement production. The use of physical-chemical techniques (X-ray diffraction - differential thermal analysis, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectrometry) and the study of mechanical strengths on mini-cylinders show the kaolinite content of the laterite is the main factor affecting its reactivity after burning. The strengths reached by mixtures of Portland Cement and burnt laterite are high and the durability of such binders is good because the lime content is lower. Concretes built up with these binders present interesting characterise in view of a low-cost housing in Indonesia. ]

La diminution de la disponibilité en sous-produits industriels habituellement utilisés dans l'élaboration de liants pouzzolaniques nous a amené à nous intéresser au développement du métakaolin obtenu par activation thermique du kaolin à moyenne température (60-80°C). En mélangeant du métakaolin à du ciment portland artificiel, il est possible d'obtenir des liants hydrauliques performants. La valorisation de tels composés passe par l'étude de leur microstructure et plus particulièrement de leur porosité. En effet, la porosité et la taille des pores sont des paramètres qui affectent certaines des propriétés de base des bétons comme la résistance, la perméabilité et la durabilité. Les transformations des structures poreuses des pâtes composées ont été mises en évidence. L'importance de la réaction pouzzolanique combinant la chaux libre du liant en gehlenite hydratée à été soulignée et l'étude insiste sur l'évolution des CSH des pâtes composées qui apparaissent moins bien cristallisés et plus pauvres en calcium que ceux des pâtes pures
[The decreased availability of industrial by-products usually employed for elaboration of pozzolanic binders led us to consider the development of metakaolin by thermal activation of kaolin clays at intermediate temperatures (600-800°c). When metakaolin is mixed with Portland cement,it is possible to get high quality hydraulic fasts. Optimisation of such compounds involves the study of their micro-structure and specially of their porosity. Indeed,porosity and pore size distribution are parameters which affect some of the basic properties of concrete such as strength, permeability and durability. Transformations in porous structures of blended fasts which tend to form a discontinuous network have been demonstrated. ]

L'objectif de ce travail est l'élaboration de matériaux de construction économiques valorisant des matières premières minérales abondantes en Afrique sub-saharienne : les latérites. Calcinées à moyenne température (750°C) celles-ci présentent des propriétés pouzzolaniques intéressantes lorsqu'elles sont mélangées à de la chaux (ou du ciment) et de l'eau. L'étude physico-chimique de la réactivité de ces pouzzolanes avec la chaux a permis de mettre en évidence que la granulométrie jouait un rôle prépondérant par rapport à la teneur de la latérite en kaolinite sur le développement des résistances mécaniques. L'élaboration de ciments composites (Portland et latérite calcinée) conduit à des résultats remarquables tant au point de vue résistance qu'au point de vue durabilité. L'application de ces ciments à la confection de bétons et de composites renforcés par des fibres végétales laisse entrevoir des perspectives intéressantes pour l'habitat économique dans les pays en développement.

Ce travail est une contribution à l’étude globale des conséquences de l’envasement des barrages en Algérie. Dans une optique de développement durable, l’étude présentée met en évidence les difficultés de la lutte contre l’envasement des retenues et propose des voies de valorisation des vases issues du dragage, dans les domaines du BTP. Les ouvrages de stockage de l’eau pour les besoins des populations ont une importance capitale pour les régions dont l’économie dépend principalement de l’agriculture et de l’élevage et dont les conditions climatiques ne permettent pas l’exploitation des terres sans un système d’irrigation adéquat. Notre recherche vise principalement la récupération des volumes utiles de stockage des barrages perdus par envasement. Le barrage de Fergoug situé au nord-ouest de l’Algérie et qui, dans un passé récent a permis la floraison de la ville de Perrégaux, a été et reste le théâtre des caprices de l’érosion. La première expérience de dragage par drague suceuse en Algérie a été faite sur ce barrage. De 1986 à 1989,10 (dix) millions de m3 de vase ont été extraits. Déposée en aval dans des zones grossièrement aménagées, la vase est entraînée de nouveau par érosion jusqu’à l’embouchure de l’oued à la Macta. Les opérations de dragage étant nécessaires, il en est de même de la prise en charge des retombées du rejet et stockage des matières draguées. L’étude de la valorisation des sédiments issus des dragages offre des voies pouvant être exploitées. La vase prélevée à l’état solide, dans la zone de rejet sur Oued El Hammam (en aval du barrage) ainsi que dans la région de la Macta, stabilisée au ciment dans des conditions particulières de température, d’humidité et de pression, a donné des résistances à la compression comparables à celles de la brique silico-calcaire. Nous présentons dans cette étude le mode d’activation, ayant abouti aux performances mesurées expérimentalement. D’autre part, les cimenteries algériennes utilisent, pour la production d’un ciment composé de type CEM II de classe élevée, une pouzzolane naturelle. Notre étude nous a amené à la conception d’une pouzzolane artificielle par traitement thermique de la fraction argileuse des vases issues du barrage de Fergoug. Des micro-éprouvettes de pâte durcie ont été fabriquées et soumises à des essais de compression uniaxiale afin d’en estimer leur réactivité pouzzolanique. Ces résultats sont comparés à ceux obtenus avec la pouzzolane naturelle de Béni-Saf, dans les mêmes conditions expérimentales
This work is a contribution to the general study of the silting consequences of dams in Algeria. With an optic of durable development we begin with the presentation of the sedimentation phenomena and the studied site. After that we present the study of sediment properties before our proposals for their valorisation in BTP. The constructions of water storage are very importants for the population needs, in the regions depending on an agricole and a breeding economy and whose climatic conditions make impossible to exploite grounds without using an adequate system of irrigation. Our research concerns the possibilities of recovering the useful volumes of dams storage lost by silting. The dam of Fergoug located at the north-west of Algeria was in a recent past, the source of wealth for the town of Perregaux, but it was and remains the theatre of the erosion consequences. The first experiment of dredging with a sucker dredger in Algerie was made on this dam. From 1986 to 1989, 10 million m3 of mud were extracted and deposited downstream in coarsely arranged zones. The mud is involved again by erosion to oued la Macta. Since the dredging operations were necessary, it was also necessary for the assumption of responsibility of the repercussions for the rejection and storage of the dredged matters. The study of the valorization of the dredging sediments offers many ways being able to be exploited. The mud in a solid state, taken in the zone of rejection on Oued El Hammam in the area of Macta, stabilized with cement under particular conditions of temperature, moisture and pressure, gave compressive strengths comparable with those of sandlime brick. We present in this study the mode of activation, having led to the performances measured in experiments. In addition, the Algerian cement factories use, for the production of cement made up of type CEM II of raised class, a natural pozzolana. Our study brought us to the design of an artificial pozzolana by heat treatment of the argillaceous fraction of the muds resulting from the dam of Fergoug. Micro-tubes-test of hardened paste manufactured and tested in uniaxial pressing in order to consider of their pozzolanic reactivity. These results are compared with those obtained with the natural pozzolana of Beni-Saf, under the same experimental conditions

L'objectif principal de cette thèse a été de montrer que le métakaolin, fabriqué par la société Argéco DEVELOPPEMENT selon un procédé de calcination flash, est un éco-matériau qui améliore les propriétés de structuration et de durabilité des bétons. L'approche retenue, basée sur l'équivalence de performances, a concerné la plupart des types de béton (bâtiments, ouvrages d'art, autoplaçants, hautes performances, ...). Le métakaolin a d'abord été caractérisé (propriétés physico-chimiques et réactivité), puis son effet sur la mise en œuvre des bétons a été étudié. Les performances des différents bétons testés ont ensuite été évaluées par la mesure de différents indicateurs de durabilité. Enfin, la durée de vie de bétons en environnement marin a été estimée grâce à un modèle probabiliste.

L'utilisation de ressources locales est une des facettes importantes du développement durable dans le secteur de la construction. Plusieurs types de sous-produits sont aujourd'hui à l'étude pour une utilisation dans les bétons en tant qu'addition cimentaire, dans le but de développer des liants basés sur des ressources alternatives. La présente étude cherche à évaluer les performances de quatre types de sous-produits sur les propriétés des bétons armés vis-à-vis de la corrosion. La poudre de verre, les cendres volantes de papeterie, les cendres de boues d'épurations ou les sédiments calcinés présentent une nature minérale compatible avec un milieu cimentaire. Face à la problématique de corrosion des armatures, le béton constitue à la fois un milieu alcalin favorisant la passivité des aciers et une barrière de transport qui limite la pénétration de contaminants au sein de la matrice cimentaire (principalement les chlorures et le dioxyde de carbone). Les additions cimentaires doivent donc permettre aux aciers de développer un état passif et apporter à l'enrobage une densification afin de limiter la pénétration de contaminants jusqu'aux armatures. Les propriétés électrochimiques au contact des additions ont été caractérisées et les propriétés de transfert des bétons face aux chlorures et au dioxyde de carbone ont été étudiées. L'utilisation de ces matériaux n'influe pas particulièrement le comportement des aciers. Toutefois, l'enrobage est d'une importance particulière, à la fois vis-à-vis de la pénétration de chlorures et du dioxyde de carbone, mais aussi sur la cinétique de corrosion des armatures. La réactivité des additions impacte les propriétés de transfert qui contrôlent aussi bien la cinétique de contamination des bétons que le processus de corrosion des armatures dépassivées
The use of locally available resources is a major concern for construction sector when it comes to sustainable development. In the case of concrete, a variety of by-products is currently being investigated for use as cementitious materials so as to develop concrete made out of alternatives resources. The present study intends to assess the performance of four kinds of by-products on corrosion-related properties in reinforced concrete. Glass powder, paper mill fly ashes, sewage sludge ashes or calcined sediments exhibit a mineral nature compatible with the medium of concrete. In terms of corrosion concerns, the concrete act as an alkaline medium that enable steel passivity and as a transport barrier that limits deleterious elements ingress (mainly chlorides, carbon dioxide). Thus, the use of alternative cementitious materials should enable the passivation of steel and should also provide a densification to the cover in order to limit contaminants ingress toward steel vicinity. The electrochemical properties of steel in contact with cementitious additions were characterized and the transfer properties of concrete were investigated. The use of these materials has an insignificant impact on the behavior of steel. However, the concrete cover has significant influence on both chloride and carbon dioxide ingress as well as on the corrosion kinetic of reinforcement. The reactivity of the cementitious materials impacts the transfer properties which control the kinetic of contamination of concretes and the corrosion process of non-passive steel

La réactivité pouzzolanique de la métakaolinite, silico-aluminate désordonné obtenu par deshydroxylation de la kaolinite, était corrélée jusqu'à présent, à des variables structurales comme le niveau de cristallinité de la kaolinite et le niveau de désordre de la métakaolinite. Nous avons examiné l'influence d'un nouveau type de variables sur cette réactivité: Les variables dimensionnelles. Six kaolinites possédant une large diversité de caractéristiques dimensionnelles et structurales ont été retenues. Ces kaolinites se présentent sous la forme d'agglomérats poreux de plaquettes que l'on peut caractériser par leur surface externe et leur indice d'agglomération (rapport de la surface interne des agglomérats sur la surface totale des agglomérats). Les métakaolinites ont été obtenues par un traitement thermique de cinq heures à 735°C. Ce traitement thermique s'accompagne d'un phénomène d'agglomération des plaquettes de kaolinite et conduit a la formation d'agglomérats poreux de plaquettes de métakaolinite. Un traitement de désagglomération est nécessaire si l'on désire restituer tout ou partie de la surface externe des grains de kaolinites. L'étude minéralogique à 20°C et à 100°C des produits de la réaction pouzzolanique dans des milieux en excès de chaux nous a permis de définir le taux d'avancement de la réaction qui est le pourcentage de métakaolinite réactive. Ce taux d'avancement ne se corrèle pas aux caractéristiques structurales des kaolinites et des métakaolinites. Par contre le taux d'avancement à long terme est une fonction linéaire décroissante de l'indice d'agglomération des métakaolinites alors que le taux d'avancement à court terme est une fonction croissante de la surface externe des métakaolinites.

RésuméEn raison des spécificités relatives à la formulation des bétons autoplaçants (BAP) et en particulier ceux concernant leur volume élevé en pâte et la présence d'ajouts et substituts minéraux en grande quantité, leur comportement à l'état frais et à l'état durci ainsi que leur durabilité sont fortement influencés par ces deux paramètres.Certains sédiments traités acquièrent des propriétés pouzzolaniques et peuvent être utilisés en tant qu'ajouts ou substituts au ciment. Ceci peut faire de la technologie des bétons une voie privilégiée pour leur valorisation.La présente étude vise à apporter une contribution à la valorisation de la vase traitée du barrage de Chorfa et de Fergoug, (situé à l'ouest algérien) en tant que substitut minéral partiel au ciment CPA CEMI 42.5 dans la composition des mortiers et des bétons autoplaçants. Il s'agit de comparer l'influence de l'incorporation de cette vase calcinée à celle de la pouzzolane naturelle de Béni-Saf (situé, également à l'ouest algérien) dans les BAP sur leurs caractéristiques physico-mécaniques et sur leur durabilité à court, moyen et long terme.L'étude est menée sur quatre BAP, le premier à base de 20 % de pouzzolane naturelle de Béni-Saf (BAP-PZ), le deuxième et le troisième incorporant 20 % de la vase calcinée issue des sédiments de dragage du barrage de Fergoug (BAP-VF) et de celui de Chorfa (BAP-VC) et enfin un BAP témoin sans ajouts pour le besoin de comparaison.Outre l'intérêt économique que présentent les BAP à base de la vase calcinée, notre étude a montré que ces derniers représentent des performances très comparables à celles obtenues sur des BAP à base de pouzzolane naturelle (BAP-PZ).En effet, Concernant les résistances à la compression, notre étude indiquent que les BAP à base de vase ((BAP-VC) et (BAP-VF)) présentent les meilleurs résultats notamment à long terme.Les résultats des essais de l'attaque acide (HCl et H2SO4), l'attaque sulfatique (Na2SO4 et MgSO4) et de carbonatation accélérée, montrent que la vase calcinée a une influence sensiblement meilleure que celle de la pouzzolane sur les propriétés physico-mécaniques et la durabilité des bétons dans lesquels elle est incorporée.Mots clés : Barrage de Chorfa - Barrage de Fergoug –Vase calcinée – pouzzolane – BAP à base de vase – BAP à base de pouzzolane – Résistances mécaniques –Durabilité
AbstractBecause of the specificities of self-compacting concrete (SCC), especially regarding their high volume paste content and the presence of large amounts of mineral admixtures and substitutes, the behavior in fresh and hardened state and the durability of these concretes are strongly influenced by these two parameters.Some treated sediments acquire pozzolanic properties and can be used as additions orsubstitutes to the cement. This possibility makes of concrete technology a privileged way of enhancement.The present study aims to contribute to the enhancement of the treated mud of Chorfa and Fergoug dam (situated in west of Algeria) as a mineral partial substitute for CPA CEMI 42.5 cement in the composition of an economic and preferment mortars and self-compacting concretes. The aim is to compare the influence of the incorporation of this calcined mud to the natural pozzolana of Beni Saf (situated, also in west of Algeria) in (SCC) on their physical, mechanical behavior and their durability of these concretes in short, medium and long term.The study was conducted on four SCCs, the first based on 20% natural pozzolana Beni Saf (SCC-PZ), the second based on 20% of the calcined mud of Fergoug dam (SCC-VF) and of Chorfa dam (SCC-VC) and a control SCC without additions to the need for comparison .Apart from the economic interest of the SCCs based on calcined mud, our study showed that these concretes have comparable performances to that obtained on SCC based on natural pozzolana (SCC-PZ).In fact, concerning compressive strengths, our study indicate that the SCC with calcined mud ((SCC-VC) and (SCC-VF)) present the best results especially at long termThe results of the different following tests: the acid attack (HCl and H2SO4), carbonation and sulphate attack (Na2SO4 and MgSO4) show that the calcined mud has an influence roughly better than the natural pozzolana on the physic - mechanical behavior and durability of the SCC which it is incorporated.Key words: Dam of Chorfa – Dam of Fergoug – Calcined mud – Pozzolana – SCCcontaining mud - SCC containing pozzolana – Mechanical strength –Durability

Les travaux présentés dans ce mémoire sont consacrés à l'étude des processus d'adsorption des anions phosphate par la rouille verte ferrique carbonatée et la ferrihydrite. L'objectif final vise une application au traitement des eaux usées en milieu rural. La synthèse des deux oxydes de fer a été réalisée et leurs propriétés physico-chimiques caractérisées. Un intérêt particulier a été consacré à comparer les propriétés structurales de la rouille verte ferrique en fonction de différents paramètres de synthèse. Une étude approfondie des propriétés physico-chimiques de surface de la ferrihydrite par spectroscopie de photoélectrons X a quant à elle été réalisée. La réactivité de ces deux oxydes a ensuite été abordée en mode discontinu où l'équation cinétique du pseudo-second ordre et le modèle d'isotherme de Freundlich offrent les meilleurs ajustements. L'influence de divers paramètres a été prise en compte comme le pH, la force ionique, etc. Le mode continu a été envisagé sur un matériau de filtration constitué de l'oxyde de fer déposé sur de la pouzzolane. La méthode de fabrication ainsi que les conditions optimales de préparation du matériau de filtration ont été déterminées. Les mécanismes d'adsorption en condition de flux hydrodynamique ont alors mis en évidence des phénomènes advectifs, diffusifs et une régionalisation de l'eau régissant l'adsorption au sein de la colonne. Des informations telles que les capacités d'adsorption ou l'influence du débit sur le processus d'adsorption ont pu être également obtenues. Une expérience préliminaire sur une eau usée prétraitée met finalement en évidence une quantité adsorbée particulièrement intéressante pour une application industrielle potentielle
The Ph.D. work, presented in this manuscript, is devoted to evaluating phosphate adsorption process on carbonate ferric green rust and ferrihydrite. The main objective concerns an application for the treatment of waste water in rural areas. Both iron oxides are first synthesized and their physico-chemical properties characterized. The ferric green rust structural properties differences as a function of synthesis parameters such as aging period and addition of hydrogen peroxide solution is of particular interest. A detailed study of surface physico-chemical properties by X Photoelectron Spectroscopy is carried out in the case of ferrihydrite. The reactivity of these two iron oxides is then evaluated in batch experiments. Adsorption process follows the pseudo-second order kinetic equation and Freundlich isotherm model which give the best adjustments of experimental data. The influence of various parameters such as pH, ionic strength, etc on phosphate adsorption is also taken into account. Column experiments are afterwards carried out by using filtration material constituted of iron oxide deposited onto pozzolana. The optimal conditions to prepare this filtration material are naturally predetermined. Phosphate adsorption in hydrodynamic mode is characterized by advective and diffusive mechanisms and water regionalization which govern the adsorption process in the column. Moreover, phosphate adsorption capacity and flow rate influence on adsorption process are obtained. Finally, a preliminary experiment on a pre-treated waste water finally shows that the filtration material is potentially interesting for an industrial application

[L'étude de l'état de désorganisation de kaolinites naturelles et des métakaolinites issues de leur dissociation thermique a été effectuée par calorimétrie de dissolution dans l'acide fluorhydrique. Les enthalpies de dissolution ont été déterminées par calorimétrie isopéribolique. De ces valeurs ont été déduites pour chacune des kaolinites l'enthalpie de déshydratation ainsi que la température optimale d'activation thermique conduisant à un solide à l'état de désorganisation cristalline maximale. Les résultats obtenus mettent en évidence l'importance des caractéristiques cristallo-chimiques de la kaolinite de départ. L'approche cinétique de cette dissolution par calorimétrie adiabatique a confirmé l'influence de la température de déshydroxylatian sur l'état de désorganisation des métakaolonites ainsi obtenues. ]

Etude de la reactivite des silicoaluminates avec la chaux en presence de sulfates et de chlorures en vue de leur utilisation comme liant. On synthetise preferentiellement la gehlinite hydratee malgre la presence de portlandite, ce qui accroit la resistance et la stabilite des liants. Deux liants ternaires, a base d'argile activee et de chaux ont pu etre obtenus

L’incorporation de sous-produits agricoles ou de matériaux naturels dans la matrice cimentaire confère des propriétés intéressantes aux composites élaborés. L’objectif de cette thèse est d’élaborer un matériau pouvant répondre aux exigences mécaniques, thermiques et de durabilité des matériaux de construction en zone tropicale humide. Dans un premier temps, l’activité pouzzolanique d’une pouzzolane naturelle, de cendres de tronc de bambou et de cendres de bagasse de canne à sucre ont été évaluées. L’influence de leur incorporation a été ensuite étudiée sur les propriétés mécaniques et la durabilité des mortiers exposés à des ions chlorures et sulfates. Dans un second temps, l’influence de l’ajout de fibres de bagasse sur les propriétés thermiques et mécaniques des composites a été étudiée en fonction de différents paramètres (teneur en fibres, environnement de vieillissement, type de matrice cimentaire).Les résultats obtenus ont permis de montrer que les matériaux étudiés possèdent une activité pouzzolanique et qu’il est possible de les incorporer au ciment afin de lutter contre la corrosion. De plus, les composites élaborés avec des fibres de bagasse sont plus isolants que ceux élaborés sans fibres. Cependant, du point de vue des propriétés mécaniques, l’incorporation de fibres de bagasse diminue les contraintes à la flexion des composites
The incorporation of crop wastes or natural materials in the cement matrix confers interesting properties to composites prepared. The aim of this thesis is to develop a material that can reach the mechanical, thermal and durability requirements for building materials in the humid tropical zone. Firstly, pozzolanic activity of a natural pozzolan, bamboo stem and sugar cane bagasse ashes has been determined. Influence of their incorporation on mechanical properties and durability of mortars exposed to chloride and sulphate ions was studied. Secondly, influence of addition of bagasse fibers on thermal and mechanical properties of composites was studied as a function of various parameters (fibers content, curing, type of cement matrix).These results has shown that the materials studied have pozzolanic activity and it is possible to incorporate them into the cement to fight against corrosion. Moreover, composites elaborated with bagasse fibers are more insulating than those elaborated without fibers. However, from the viewpoint of mechanical properties, incorporation of bagasse fibers decreases flexural strength of composites in the present work and under the conditions producing procedures that were adopted

Ce travail étudie les systèmes "pouzzolanes naturelles-chaux-eau" à 38 et 100°C afin de comprendre les phénomènes physicochimiques caractérisant la pouzzolanicité des matériaux naturels. La mise en évidence de nouveaux critères physicochimiques corrélant la minéralogie des produits d'hydratation, les qualités mécaniques des mélanges "pouzzolanes-chaux-eau" nous permet de proposer une nouvelle classification des matériaux pouzzolaniques. Cette classification repose sur: - une caractérisation et une quantification des constituants réactifs (les verres volcaniques non rhyolitiques, les opales, les zéolites), - une étude des solides néoformés et des solutions issus de l'essai Chapelle (16h à 100°C dans une solution saturée de chaux), - une étude minéralogique et morphologique des phases cristallines néoformées, issues du système "pouzzolanes-cllaux-eau" à 38°, constituant la matrice des pâtes durcies. L'ensemble de ces observations montre que les silices sédimentaires, les roches volcaniques et l'alumine activée constituent une série homologue discontinue à 38 et 100°C dans le système "CaO-. AI203-S102-H20". Ces matériaux s'illustrent par la coéxistence entre la fraction siliceuse de la solution solide des hydrogrenats et des gels silicocalciques hydratés (partiellement alumineux) à 100°C, et la coéxistence entre la solution solide des silicoaluminates tétracalciques hydratés et les gels silicocalciques hydratés.