Modélisation multi-échelle de la carbonatation dans le béton fabriqué avec des granulats de béton recyclé PhD Eliott Thommes

Modélisation multi-échelle de la carbonatation dans le béton fabriqué avec des granulats de béton recyclé.

Le béton est aujourd’hui l’un des matériaux de construction le plus utilisé dans le monde. Parmi ses principaux constituants figurent les granulats naturels et le sable, dont la consommation est particulièrement élevée. L’accès à ces ressources pourrait ainsi devenir un enjeu majeur dans le futur, sans compter les impacts environnementaux significatifs lié à leurs extractions.

Parallèlement, le secteur de la construction figure parmi les plus grands producteurs de déchets, tant lors de la construction que lors de la démolition d’ouvrages. Bien que ces déchets soient souvent réutilisés comme matériaux de remblai, leur valorisation reste encore limitée.

Pour faire face à ces enjeux, une solution envisagée consiste à passer d’un modèle d’économie linéaire à une économie circulaire. Cela implique, concrètement, de remplacer les granulats naturels par des granulats issus du concassage de déchets de béton, communément appelés granulats de béton recyclé (GBR). Toutefois, ces GBR présentent généralement des performances mécaniques et une durabilité moindres que celles des granulats naturels, en grande partie en raison de la présence de pâte de mortier résiduelle adhérente à leur surface.

Du point de vue de la durabilité, l’un des enjeux majeurs du béton est la corrosion des armatures dans les structures en béton armé ou précontraint. Cette corrosion peut être induite soit par la présence d’ions chlorure ou par le phénomène de carbonatation.

Dès lors, la question suivante s’impose naturellement : Comment modéliser la carbonatation du béton fabriqué avec des granulats de béton recyclé afin de prédire et d’évaluer ses effets sur la durabilité et les performances ?

Pour y répondre, un modèle multi-échelle sera développé afin de mieux intégrer l’influence de la pâte de mortier résiduelle autour des granulats. En parallèle, des essais expérimentaux seront réalisés afin de déterminer les valeurs des paramètres d’entrée du modèle et de valider les résultats numériques par comparaison avec les observations expérimentales.