Valorisation des sédiments portuaire comme ajout cimentaire

Résumé

Chaque année, 450 000 m3 de sédiments sont extraits des ports du Québec. La gestion de ces sédiments est une préoccupation économique et environnementale. L'objectif principal de cette étude était d'évaluer la possibilité d'utiliser ces sédiments comme matériau cimentaire supplémentaire. Les sédiments du port de Contrecœur ont été prélevés et soumis à un processus expérimental comprenant le séchage, le broyage et la calcination (600 °C à 1000 °C). Les caractéristiques physiques et chimiques des sédiments ont été déterminées et comparées aux exigences de la norme ASTM C618. L’analyse des caractéristiques physiques a révélé que le sédiment étudié est une argile limoneuse très plastique et gonflable, admissible comme pouzzolane selon ASTM C618. Afin d’évaluer les performances mécaniques dans le mortier et l’activité pouzzolanique dans la pâte R3 , 20 % en masse des sédiments bruts et calcinés ont remplacé partiellement le ciment dans le mortier. Leur réactivité chimique a été évaluée par la calorimétrie isotherme à 40 ℃ et l’analyse thermogravimétrique (ATG) de la pâte R3 . Le métakaolin et le quartz sont respectivement des références réactive et inerte dans la pâte R3 et le ciment à usage général (GU) représente la référence dans le mortier. Les mesures de résistance en compression ont été effectuées à des intervalles de 1, 7, 28 et 112 jours, tandis que l'activité chimique a été quantifiée après 7 jours d'hydratation de la pâte R3 . De plus, l’impact de taux de substitution des sédiments sur la résistance en compression a été analysé. Selon les résultats des performances mécaniques, les mortiers avec les sédiments bruts (SB) et calcinés à 600 °C, 700 °C et 800 ° ont développé des résistances en compression similaires au mortier de référence à 7 et 28, 112 jours lorsque 20 % du ciment est substitué par les sédiments. En revanche, la résistance en compression diminue linéairement lorsque le taux de substitution des sédiments par le ciment augmente. Les résultats de l’ATG montrent que le degré de réactivité des sédiments varie entre 40 % et 50 % selon la consommation de la Portlandite. Par ailleurs, les sédiments non calcinés ont généré de faibles quantités de chaleur (78 J/g), contrairement aux sédiments calcinés qui ont des produits de chaleur modérés (110 à 130 J/g). Sur la base de tous les résultats expérimentaux obtenus, l’activité pouzzolanique des sédiments bruts et traités thermiquement sont jugés modérés. Le traitement thermique n’a eu qu’un faible effet sur l’activité pouzzolanique. Cette recherche permet de conclure que les sédiments, considérés comme des déchets, peuvent être utilisés comme ajout cimentaire. Cette approche pourrait contribuer à une gestion durable des sédiments portuaire en offrant une solution économique et écologique en remplaçant jusqu’à 20 % du ciment par les sédiments non traités. Le test de durabilité du béton supplémentaire est nécessaire.

Date	24 août 2023
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Claudiane Ouellet-Plamondon (Directeur(-trice))