Conception d'un nouvel éco-matériau à utiliser en chaussées perméables et épuratoires dans les zones urbaines

Abstract

Le travail présenté dans cette thèse s inscrit dans une optique de respect de l environnement et de préservation des ressources. Il propose une solution innovante dans le domaine de la gestion des eaux pluviales en concevant un nouveau matériau utilisable comme chaussée perméable et épuratoire dans les zones urbaines à faible trafic, telles que les parkings. Ce matériau est un mélange de béton concassé issu de déchets inertes du BTP utilisé comme ossature de la structure perméable et de compost destiné à la rétention des polluants et à leur traitement biologique. Pour la caractérisation hydrodynamique de ce nouveau matériau, nous avons conçu un pilote expérimental de laboratoire. Des expériences ont été réalisées pour mesurer en milieu saturé la conductivité hydraulique du matériau constitué de béton concassé vierge ou mélangé avec du compost (3 %, 5 %, 7 % et jusqu à 10 % du volume total du matériau). On a mené, par la suite, des campagnes de traçage pour les cinq proportions du mélange, réalisées dans des conditions de régime permanent et continu dans un milieu partiellement saturé. L approche expérimentale adoptée pour cette étude consiste en une analyse des moments statistiques par suivi de la distribution du temps de séjour. Le traçage a été réalisé à l aide d un traceur conservatif (NaCl). Ces expériences de laboratoire ont été suivies d un travail de modélisation à l aide d un code de calcul CXFIT destiné à estimer les paramètres de transport de soluté à l échelle du laboratoire. Dans le but d étudier le comportement hydrique et le pouvoir épuratoire du matériau sous des charges climatiques et mécaniques réelles, nous avons aussi conçu une plateforme expérimentale in situ (projet financé par la Région Alsace). Les premiers résultats obtenus montrent que le matériau constitué de béton concassé et de 10% de compost présente la plus grande capacité de rétention d eaux pluviales.The work of this thesis deals mainly with environmental protection and resource conservation. An innovative solution is developed in the field of sustainable stormwater management by designing a new material used as permeable and purificating pavement in urban areas with low traffic, such as parking lot. The material is a mixture of crushed concrete which provides the skeleton of the drainage structure, and compost that plays the role of pollution retention and its biological treatment. For the hydrodynamic characterization of this new material, we designed a pilot experimental laboratory. Experiments were conducted in a saturated media to measure the hydraulic conductivity of the crushed concrete, and the ones of the new material which is composed of crushed concrete mixed with 3%, 5%, 7% and 10% of compost. We conducted, thereafter, tracing experiments for the five mixture proportions. These experiments were conducted under steady flow and continuous conditions in an unsaturated media. The experimental approach adopted for this study is an analysis of statistical moments (Residence Time Distribution). Tracing was performed using a conservative tracer (NaCl). These laboratory experiments were followed by a modeling work using a computer code CXFIT to estimate the solute transport parameters in laboratory scale. Further, we designed an experimental plat form in situ, to study the hydraulic behavior and purificating power of the new material under real climatic (stormwater) and mechanical (car s parking) load conditions. The primarily results show that the mixture 90/10 (consisting of 90% of crushed concrete and 10% of Compost) has the high retention of stormwater.STRASBOURG-Sc. et Techniques (674822102) / SudocSudocFranceF