Sophie Grigoletto PhD
Etude de la cure humide de produits à base cimentaire dans des atmosphères riches en CO2.
La recherche vise à étudier la cure humide de produits à base cimentaire en conditions de hautes teneurs en CO2. L’objectif à très long terme est la fixation du CO2 dans des matériaux de construction, en particulier dans les granulats de béton recyclés, et l’amélioration de leurs caractéristiques physiques et mécaniques. La recherche proposée vise à développer le concept de carbonatation de produits de béton, en mettant au point une technologie innovante de minimisation de la consommation d’énergie et de maximisation de la quantité de CO2 fixé.
Le principe de la séquestration du carbone dans les bétons est basé sur les composés à base de calcium présents dans le ciment : l’hydroxyde de calcium réagit avec le dioxyde de carbone pour former des carbonates, plus stables du point de vue thermodynamique. Cette réaction accélère le développement de la résistance et des performances physico-chimiques des composés à matrice cimentaire. La carbonatation au jeune âge consiste en un processus de cure accélérée au cours de laquelle le CO2 est injecté dans la chambre de cure et, en diffusant dans le béton frais, convertit le CO2 gazeux en carbonates de calcium.
La phase principale de la recherche consiste à analyser la carbonatation de matrices cimentaires et de granulats de béton recyclés en phase humide. Les conditions permettant d’obtenir une carbonatation la plus complète possible (50% en masse de matière) seront étudiées afin de mieux comprendre l’effet de l’humidité, de la circulation, du taux de CO2, de la température et du temps de séjour. La carbonatation sera d’abord étudiée à petite échelle dans un dispositif permettant un suivi de la masse de l’échantillon, ainsi que des flux thermiques associés aux transformations physico-chimiques (analyse thermogravimétrique et calorimétrique différentielle). La transformation du matériau sera alors analysée via des observations microstructurales et thermiques ainsi que par la caractérisation physique et mécanique des composites à base cimentaire obtenus. Les résultats permettront une modélisation de la diffusion du CO2 dans la matrice cimentaire.
Une analyse complète de l’impact environnemental du processus de carbonatation en phase humide sera réalisée. Celle-ci permettra de mettre en évidence les points forts et les points faibles du système, via l’analyse de différentes catégories d’impact (consommation de ressources fossiles, changement climatique, …). La phase d’inventaire inhérente à la méthode permettra également une comptabilité précise des consommations d’énergie et de l’énergie grise du matériau.
Publications :
CO2 capture for mineralized miscanthus aggregates, 24-26 june 2019
