Valorisation des déchets recyclés dans la formulation d’un béton durable : étude expérimentale

Abstract

Cette étude expérimentale a permis d’évaluer l’influence des granulats recyclés et des fibres de chanvre sur les propriétés mécaniques et physiques des bétons durables. Les essais ont porté sur différentes formulations contenant des taux variables de granulats recyclés (0 %, 25 % et 50 %) et de fibres de chanvre (0 %, 0,15 % et 0,3 %), avec des évaluations réalisées à 28 et 90 jours. Les résultats de la résistance à la compression ont montré que les meilleures performances sont obtenues pour les mélanges contenant des granulats recyclés sans ajout de fibres. Les formulations R25-0F et R50-0F ont atteint des résistances élevées dépassant 80 MPa à 28 jours et près de 89 MPa à 90 jours. En revanche, l’incorporation des fibres de chanvre, particulièrement à un dosage de 0,3 %, a provoqué une diminution de la résistance à la compression en raison de l’augmentation de la porosité et de la réduction de la compacité du béton. Toutefois, un faible dosage de fibres (0,15 %) a permis de conserver des résistances mécaniques satisfaisantes tout en améliorant le contrôle de la fissuration. Concernant la résistance à la flexion, les fibres de chanvre ont eu un effet positif sur le comportement du béton. Les meilleures performances ont été observées pour les mélanges contenant 0,15 % de fibres, notamment les formulations 25R-0,15F et 0R-0,15F, avec des résistances proches de 9,8 MPa à 90 jours. Cette amélioration est attribuée au rôle des fibres dans le pontage des fissures et l’augmentation de la ductilité du matériau. Cependant, des dosages élevés en fibres (0,3 %) ont entraîné une légère baisse des performances à cause d’une mauvaise dispersion des fibres et d’une augmentation des vides internes. L’étude de la masse volumique sèche a révélé une légère diminution de la densité des bétons contenant des granulats recyclés et des fibres de chanvre. Les formulations avec des taux élevés de granulats recyclés et de fibres ont présenté les plus faibles masses volumiques, ce qui s’explique par la forte porosité des granulats recyclés et la faible densité des fibres naturelles. Malgré cela, les valeurs obtenues restent acceptables pour des applications de construction durable. La modélisation statistique basée sur les surfaces de réponse a montré une excellente corrélation entre les résultats expérimentaux et les valeurs prédites, confirmant la fiabilité des modèles développés. Les analyses ont permis d’identifier les formulations optimales combinant des taux modérés de granulats recyclés et de faibles dosages de fibres de chanvre afin d’obtenir les meilleures performances mécaniques. En conclusion, les résultats obtenus démontrent que l’utilisation combinée des granulats recyclés et des fibres de chanvre constitue une solution prometteuse pour la production de bétons durables, écologiques et performants. Les granulats recyclés contribuent principalement à l’amélioration de la résistance à la compression, tandis que les fibres de chanvre améliorent la résistance à la flexion et le comportement à la fissuration.