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Proposition de thèse à l'Université de Rennes (LGCGM et ISCR)

Evaluation de la réActivité de Liants VErts par la RMN du solide, après Activation thermique de déchets argileux - ALVERA

Dans le contexte environnemental actuel, la valorisation de géo-ressources activées thermiquement (calcination flash) telles que les fines et stériles de carrière, sédiments, pour la production de liants verts destinés à la construction est essentielle pour limiter la proportion de clinker (principal facteur d’émission de CO2 durant la production) dans la formulation d’un ciment. Mieux comprendre les aspects structuraux (phases cristallines et phases amorphes) conduisant à la réactivité des produits de calcination est devenu indispensable pour orienter et optimiser les formulations de liants minéraux.

Dans cette thèse, nous proposons d’étudier la réactivité pouzzolanique au regard de la structure analysée par RMN 27Al et 29Si de produits de calcination issus de produits de synthèse, de carrières raffinées ou de boues de lavage. Dans cette étude, une caractérisation multi-physique sera mise en place s’appuyant sur les outils disponibles au LCGCM et à l’ISCR. Dans un premier temps, des argiles modèles de différentes natures minéralogiques seront synthétisées. Elles seront caractérisées à l’aide de méthodes multi-physiques conventionnelles puis serviront de référence pour développer et valider l’intégralité des protocoles de production et d’analyses (calcination, RMN 29Si et 27Al, tests de réactivité). Des expériences de corrélations hétéronucléaires 29Si-27Al seront envisagées sur des argiles modèles et leurs produits de calcination. Les effets d’interaction induits par le mélange de phases minéralogiques différentes seront également évalués. La démarche sera ensuite adaptée aux cas d’argiles naturelles représentatives. L’évaluation de la réactivité des produits sera également abordée à l’aide des méthodes conventionnelles appliquées aux produits de calcination, de l’évaluation du caractère pouzzolanique d’un produit (proportion de SiO2 réactif - NF EN 197-1, test Chapelle), mais également à l’aide de tests de performances mécaniques, réalisés sur des pâtes et mortiers hydratés et durcis, obtenues pour différents taux de substitution du ciment (selon les normes professionnelles NF P18-513 et NF EN 197). Ces éléments doivent permettre d’identifier les conditions optimales de calcination et les phases argileuses à privilégier pour viser une réactivité optimale.

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