Étude de faisabilité de bétons lignocellulosiques à base de pulpes de betteraves (traitements physico-chimiques des granulats et évaluation de l'influence sur les performances mécaniques, hydriques et thermiques)

La pulpe de betterave, coproduit issu du processus d'extraction de sucre, est actuellement valorisée dans l alimentation animale procurant un faible bénéfice. Une nouvelle voie de valorisation à plus forte valeur ajoutée a été récemment étudiée au LTI. Ces études ont montré que la pulpe de betterave pourrait être utilisée comme charge végétale dans des bétons isolants lignocellulosiques. Néanmoins, ces bétons présentaient des problèmes de variations dimensionnelles et de retard de prise occasionnés essentiellement par le caractère hydrophile des pulpes. L objectif de cette thèse consiste à effectuer des traitements physicochimiques visant à minimiser le caractère hydrophile des pulpes afin de s'affranchir des problèmes précédemment évoquées. Une caractérisation des propriétés mécaniques, hydriques et thermiques des bétons confectionnés avec des pulpes traitées a été réalisée. Globalement, les matériaux élaborés avec les pulpes traitées issus de cette étape présentent des performances améliorées. Ils nécessitent un temps de prémouillage plus court et ont un temps de prise plus rapide ; ils présentent de meilleures résistances mécaniques et une meilleure résistance à l eau ; ils permettent une incorporation plus élevée de pulpe pour obtenir des bétons de très faible masse volumique et classés isolants. Le niveau des performances des bétons lignocellulosiques à base de pulpes de betterave les rend techniquement compétitifs par rapport aux matériaux déjà commercialisés.Sugar beet pulp is a by-product obtained from the industrial process of sugar extraction. It is currently dried and pelletized to be used as cattle feed. A potential way to enhance its value has been recently investigated by the LTI. These works have demonstrated that sugar beet pulp could be used as a vegetal aggregate in insulating lignocellulosic lightweight concretes. However, despite remarkable characteristics in thermal insulation and correct mechanical performances, sugar beet pulp-based concretes would present some dimensional variations and set-retarding problems, owing to both the hydrophilic characteristic of the pulp and the organic compound secretion in the cement matrix. The objective of this PhD thesis consists in carrying out physico-chemical treatments to minimize the hydrophilic characteristics of the sugar beet pulp to avoid the issues noticed in untreated pulps. Tests of mechanical, hydric and thermal performances have been carried out in concretes made with treated pulps. Materials issued from this stage are presenting a better performance level. Globally, the materials using treated pulp require a shorter pre-moistening time and have a faster setting time, which results in the easier implementation of these materials; they are presenting a higher mechanical and water resistance, they allow a higher incorporation of pulp to obtain concretes with low density and are classified as isolating materials. The level of performance of sugar beet pulp-based lignocellulosic concretes makes them technically competitive in relation to marketed materials.AMIENS-BU Sciences (800212103) / SudocSudocFranceF

Contribution à l'étude d'un composite cimentaire à base de déchets de caoutchouc (influence des variations de températures sur son comportement mécanique)

Le présent travail apporte une contribution sur le plan expérimental à l étude du comportement d un composite cimentaire à base de déchets de caoutchouc, issus de l industrie automobile, sous l effet des variations de température. Dans un premier temps, nous faisons une synthèse bibliographique sur les différentes filières de valorisation de ces déchets. Cette étude a montré qu actuellement, aucune filière existante n est capable de résorber l énorme quantité de ces déchets. Afin de préserver l environnement, la recherche de nouvelles voies de valorisation paraît nécessaire. Des études sur leur recyclage dans les matériaux de construction en les incorporant dans une matrice cimentaire, sous forme de granulats, ont été effectuées. Ces travaux ont montré la faisabilité d association matrice cimentaire / granulats de caoutchouc ainsi que l intérêt de ces inclusions dans l amélioration de la déformabilité et du comportement thermo-hydrique de ces composites.AMIENS-BU Sciences (800212103) / SudocSudocFranceF

Influence d'une chaux magnésienne de type "S" sur les propriétés d'un mortier de ciment Portland (comparaison avec d'autres types de chaux)

Cette étude espérimentale porte sur le comportement physico-chimique et mécanique des portiers de ciment Portland partiellement substitués par une chaux magnésienne de type "S" et comparativement à d'autres types de chaux. Les critères retenus pour l'étude des matériaux sont ceux de la classification MERUC des enduits et mortiers qui retient comme caractéristiques principales la masse volumique apparente, le module d'élasticité, la résistance à la traction, la rétention d'eau et la capillarité. Dans une première étape, les différentes chaux ont été caractérisées par leur surface spécifique, leur répartition porométrique et leur morphologie. Le comportement de mortier comprenant différents pourcentages de chaux, à teneur en eau constante ou à maniabilité constante a ensuite été analysé à l'état frais et à l'état durci. Enfin, une étude microstructurelle de l'état durci a permis de mettre en évidence les espèces formées dans les différents cas et d'apprécier leur relation avec les propriétés macroscopiques. Dans les différentes étapes, le comportement spécifique de la chaux de type "S" a été analysé et a permis de mettre en évidence le rôle de la composition chimique et de la surface spécifique d'une chaux.VILLEURBANNE-DOC'INSA LYON (692662301) / SudocSudocFranceF

Optimisation et évaluation d'un procédé de bio fluidification d'un mortier de ciment Portland (étude expérimentale de l'écoulement à l'état frais et conséquences sur les performances du matériau élaboré à l'état durci)

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Contribution à la valorisation de déchets de caoutchouc (composites cimentaires à base de caoutchouc compact et cellulaire)

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Contribution à la valorisation des déchets de caoutchouc dans une matrice cimentaire (caractérisation physico-thermique et évaluation des performances à différents degrés d'humidité. Etude expérimentale et modélisation)

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Contribution à la valorisation des emballages alimentaires de post-consommation en polyéthylène téréphtalate et en polyéthylène haute densité (Etude de faisabilité et évaluation des performances physico-mécaniques, hydriques et thermiques)

L importante croissance de la consommation d emballages plastiques durant ces vingt dernières années nous amène à réfléchir à de nouvelles voies de recyclage de ces déchets de post-consommation qui ne sont pas biodégradables. Les solutions proposées devront s inscrire dans une politique du développement durable.Cette étude concerne une valorisation innovante des déchets de bouteilles d eau minérale en polyéthylène téréphtalate, PET, et polyéthylène haute densité, PEHD, à travers la fabrication de matériaux de construction à matrice cimentaire. L association à un liant hydraulique se fait sans transformation chimique et avec une faible consommation énergétique.Dans cette étude, les déchets en PET et en PEHD sont utilisés, séparément, comme granulats, par substitution partielle et totale du sable dans les composites. Différents pourcentages volumiques de sable, variant de 2 à 100%, ont été substitués par un même volume de polymère granulé et différentes tailles de granulat en PET ont été utilisées. L influence de la proportion et de la taille des granulats sur les caractéristiques physiques, mécaniques, hydrauliques et thermiques des nouveaux matériaux a été déterminée et analysée.Les résultats montrent que les granulats en PET et en PEHD obtenus à partir d emballages peuvent être utilisés avec succès comme substituant partiel et total du sable dans les matériaux de construction car les nouveaux matériaux obtenus sont plus légers, plus isolants, suffisamment résistants, plus performants sur le plan hydrique et attractifs en terme de coût. De plus, ils permettent d envisager la mise en place de nouvelles filières de valorisation des déchets solides en matière plastique.AMIENS-BU Sciences (800212103) / SudocSudocFranceF

Valorisation de fines argileuses d'exploitation par moussage protéiniques (évaluation et optimisation des performances du matériaux élaboré)

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Conception et élaboration d'un banc de test infrarouge pour études à haute température de matériaux composites (application aux bétons de bois à matrice argileuse)

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Contribution à l'élaboration des snacks de 2ème et de 3ème génération (compréhension des relations technologies - matière)

L'objectif de ce travail était l'étude des relations technologie-matière lors de l'élaboration de snacks de 2ème et de 3ème génération. Les snacks de 2ème génération sont des produits extrudés qui s'expansent directement à la sortie de la machine ; alors que les snacks de 3ème génération sont expansés de manière différée par micro-onde ou friture, chez l'industriel ou le consommateur.L'effet de la vitesse de rotation des vis, de la base céréalière et de la formulation a été étudiée sur les paramètres dépendants du procédé, mais également sur la qualité du produit fini. L'évaluation de la qualité a été réalisée selon une approche pluridisciplinaire : (1) la structure interne a été caractérisée par analyse informatique d'images grâce à la méthode des matrices de Longueurs De Plages, (2) la texture mécanique a été mesurée grâce à un test de pénétrométrie cylindrique, (3) les modifications subies par l'amidon des céréales ont été quantifiées grâce aux indices de solubilité et d'absorption dans l'eau.Il a été mis en évidence des relations existant entre la qualité des produits et, d'une part, la formulation, d'autre part, les paramètres opératoires du procédé. Ce travail a également mis en lumière la nécessaire optimisation de la fabrication des snacks de 3ème génération afin de pouvoir garantir une qualité équivalente à celle des snacks de 2ème génération.AMIENS-BU Sciences (800212103) / SudocSudocFranceF