DES BÉTONS PLUS DURABLES GRÂCE

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1 DES BÉTONS PLUS DURABLES GRÂCE À L ADJONCTION DE GRANULATS DE PNEUS USAGÉS NON RÉUTILISABLES «Les plastiques et caoutchoucs pour un bâtiment performant et durable» 6 et 7 novembre Paris

2 Aliapur 2013 SOMMAIRE Aliapur, l éco-organisme français du traitement des pneus usagés Contexte du projet De l étude universitaire à la validation industrielle 1 ère phase : recherche théorique et essais en laboratoire 2 ème phase : mise en œuvre sur chantier Constatations Essais complémentaires Autres applications des granulats dans le BTP : les écrans acoustiques Conclusion

3 Aliapur 2013 ALIAPUR Aliapur, l éco-organisme leader de la valorisation des pneus usagés en France Le Code de l Environnement (section 8, articles R à 152) édicte les obligations relatives à la collecte et au traitement des déchets de pneumatiques. Les manufacturiers doivent assumer le financement et l organisation de la filière : création d Aliapur, filiale commune, chargée de la collecte, de la préparation et de la valorisation des pneus en fin de vie.

4 ALIAPUR La filière de valorisation et les métiers d Aliapur Aliapur 2013

5 Aliapur 2013 RECHERCHE & DÉVELOPPEMENT ALIAPUR Une double mission Neutraliser les risques sanitaires et environnementaux engendrés par les pneus en fin de vie. Favoriser l émergence d une économie industrielle structurée autour des multiples potentialités de ces produits. 3 axes de travail prioritaires Conforter les voies de valorisation actuelles. Professionnaliser la filière. Promouvoir de nouvelles voies de valorisation. Michel DJAOUI / ALIAPUR Aliapur 2013

6 Aliapur 2013 CONTEXTE DU PROJET Le béton, un produit «fragile» Une faible capacité de déformation Une résistance à la traction limitée Formation de fissures dues aux déformations imposées. Sur grandes surfaces, apparition de fissures de retrait. La mise en œuvre de joints de retrait constitue une solution imparfaite, source de désordres ultérieurs.

7 CONTEXTE DU PROJET Une approche théorique innovante Augmenter la capacité de déformation du béton en incorporant des granulats issus du broyage de Pneus Usagés Non Réutilisables, pour : limiter le risque de fissuration, contrarier la coalescence des microfissures et, ainsi, retarder la formation de macrofissures.

8 Aliapur 2013 DE L ÉTUDE UNIVERSITAIRE À LA VALIDATION INDUSTRIELLE Un travail de longue haleine en partenariat avec l ADEME, Michelin et Eiffage 1 ére phase : Recherche théorique, dans le cadre de trois thèses universitaires successives (2003, 2007, 2010) menées au Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC) 2 ème phase : Mise en œuvre sur chantier en conditions réelles et observations périodiques pendant 12 mois ( ) avec Eiffage (Michel Measson) et le LMDC (Anaclet Turatsinze)

9 Aliapur ÈRE PHASE : RECHERCHE ET ESSAIS EN LABORATOIRE 2003 : 1 ére thèse de doctorat (Université Paul Sabatier - Toulouse) «Matériaux cimentaires à haute déformabilité par incorporation de granulats issus du broyage de pneus usagés» Essais et observations : validation de la possibilité d adjoindre des granulats au mortier, confirmation de l amélioration des capacités de déformation, confirmation des effets anti-fissuration.

10 1 ÈRE PHASE : RECHERCHE ET ESSAIS EN LABORATOIRE 2007 : 2 ème thèse de doctorat (Université Paul Sabatier - Toulouse) «Composites cimentaires incorporant des granulats caoutchouc issus du broyage de pneus usagés : optimisation de la composition et caractérisation» Essais et observations : passage du mortier au béton, optimisation du dosage des granulats et de leur calibre, recherches sur la formulation et les adjuvants, confirmation de la résistance à la fissuration et de l augmentation de la durabilité.

11 1 ÈRE PHASE : RECHERCHE ET ESSAIS EN LABORATOIRE A l issue des recherches en laboratoire, certaines questions restent en suspens : Quels sont les éventuels obstacles à la mise en œuvre en situation réelle? Qu en est-il de la durabilité à long terme? Certaines propriétés sont-elles affectées? Si oui, comment? Il faut changer d'échelle et tester le mélange béton + granulats sur le terrain.

12 2 ÈME PHASE : MISE EN ŒUVRE SUR CHANTIER Application à de grandes surfaces en conditions réelles de réalisation et d exploitation Réalisation d un chantier au dépôt de Gabardie (Communauté Urbaine du Grand Toulouse), Suivi de l évolution des matériaux de mai 2011 à novembre Objectifs : Confirmer la faisabilité à l échelle industrielle, Valider les observations préalablement effectuées en laboratoire, Procéder à des mesures complémentaires concernant les capacités d absorption des vibrations acoustiques et mécaniques.

13 Aliapur ÈME PHASE : MISE EN ŒUVRE SUR CHANTIER Les conditions d expérimentation Composition du béton de référence Béton incorporant des granulats : remplacement de 30% du sable par des granulats Ciment CEM II 400 kg Ciment CEM II 400 kg Sable 0-4 mm / roulé 830 kg Sable 0-4 mm / roulé + Granulats 581 kg 113 kg Graviers 4 14 mm / roulés 890 kg Graviers 4 14 mm / roulés 890 kg Eau 180 litres Eau 180 litres Adjuvant (PRE 300) 0,60% Adjuvant (PRE 300) 0,60% Coulage de 3 dalles : deux dalles en béton + granulats (une dalle sans circulation de véhicules et une dalle avec circulation sans aucun joint de retrait), une dalle en béton «standard» (pour référence, sans circulation de véhicules).

14 Aliapur 2013 CONSTATATIONS Une mise en œuvre aisée : pas d agrégats dans le mélangeur, pas de sédimentation dans la toupie, aucune différence notoire entre les deux qualités de béton lors du coulage des dalles. L ajout de granulats de caoutchouc au béton n engendre pas de difficultés particulières pour sa mise œuvre.

15 Aliapur 2013 CONSTATATIONS Une durabilité notablement améliorée Après 12 mois BÉTON DE RÉFÉRENCE (Dalle sans circulation) BÉTON + GRANULATS (Dalle sans circulation) Trois fissures traversantes Une seul fissure apparue à l emplacement d un défaut de mise en place du matériau Les dalles en béton + granulats sont nettement moins sujettes à fissuration que la dalle en béton «standard». BÉTON + GRANULATS (Dalle avec circulation) 11 m Aucune fissure traversante

16 CONSTATATIONS Une durabilité notablement améliorée Dalle sans circulation Béton avec granulats Dalle sans circulation Béton de référence

17 ESSAIS COMPLÉMENTAIRES Une absorption des vibrations mécaniques accrue Les essais mettent en évidence une amélioration de l absorption des vibrations mécaniques (atténuation supérieure à 20 db de 125 à 1 khz) Limitation des nuisances perçues par les riverains Illustration : Photos essai vibrations Voir.pdf

18 RÉSULTATS L ajout de granulats issus de PUNR confère au béton des fonctionnalités additionnelles : une durabilité accrue, une plus grande aptitude à l absorption des vibrations mécaniques, sans difficultés de mise en œuvre.

19 AUTRES APPLICATIONS DES GRANULATS DANS LE BTP Exploitation des qualités d isolant phonique des mélanges à base de granulats Production et commercialisation de panneaux anti-bruit en béton + granulats. Crédit : Rincent BTP.

20 Aliapur alia alia alia alia AUTRES APPLICATIONS DES GRANULATS DANS LE BTP Exploitation des qualités d isolant phonique des mélanges à base de granulats Développement et dépôt de brevet d un isolant phonique en granulats + polyuréthane. Mesures effectuées : en cabine alpha sur une seule brique Exemples de configurations testées Alia1 DLα = 7.78 (ép. 88 mm) Classement : A3 Vol. 8, m 3 /m 2 Alia2 DLα = Classement : A4 Vol. 8, m 3 /m 2 Alia3 DLα = Classement : A4 Vol. 8, m 3 /m 2 Alia4 DLα = Classement : A4 Vol. 8, m 3 /m 2 Alia6 DLα = Classement : A4 Vol. 8, m 3 /m 2

21 CONCLUSION Les granulats de PUNR constituent une matière première secondaire, de qualité validée et constante, exploitable dans les applications du BTP. Ce secteur d activité leur fournit de nouvelles voies de valorisation prometteuses. Merci de votre attention