Contribution à l'élaboration d'un procédé de valorisation de co-produits argileux : cas du béton argileux cellulaire obtenu par réaction avec l'aluminium pulverulent : caractérisation et comportement thermohydrique

Abstract

L'industrie des granulats génère dans certaines régions des quantités importantes de déchets argileux actuellement inexploités et qui constituent une gêne environnementale, ainsi qu'une perte de matière première. L'importance du gisement que constituent ces produits argileux a conduit vers une valorisation susceptible de répondre aux besoins économiques et sociologiques engendrés par la croissance démographique urbaine dans de nombreux pays en développement et de satisfaire les objectifs d'économie d'énergie. La proposition a été faite de les transformer en matériaux de construction et d'isolation thermique à haute qualité environnementale. Les techniques utilisées doivent être peu consommatrices d'énergie et non polluantes. De plus, les matériaux élaborés doivent être recyclables. Ces impératifs ont conduit vers l'élaboration de béton argileux cellulaire obtenu par réaction chimique avec la poudre d'aluminium. Ce travail avait pour objectif de montrer la potentialité de développer des matériaux isolants à haute qualité environnementale à partir de déchets argileux. Pour atteindre cet objectif, nous avons présenté en premier la technique d'élaboration du béton argileux cellulaire et les résultats des caractérisations physicomécaniques et microstructurelles des différentes compositions du BAC élaborées. Nous avons entamé par la suite l'étude du comportement thermique et hydrique des matériaux élaborés dans des conditions hygrothermiques variables par l'utilisation de méthodes d'essais dynamiques pour la détermination des paramètres de transferts de chaleur et d'humidité. Les résultats obtenus montrent que le matériau présente des qualités d'isolation et de stockage thermique très intéressantes. De plus, en présence d'humidité le matériau présente un comportement non hygroscopique ce qui n'affecte pas ses performances thermiques. Par contre, en contact avec de l'eau liquide, nous avons constaté que le béton argileux cellulaire présente un taux d'absorption qui décroît en fonction du taux de macroporosité sans atteindre dans tous les cas le taux de saturation du matériau. Les performances thermiques sont dans ce cas très influencées par la présence d'humidité en raison du transfert couplé masse-chaleur. Dans une dernière étape, nous avons essayé d'établir des relations entre la porosité du béton argileux cellulaire et les paramètres de transferts mis en jeu. Les modèles ainsi proposés sont en bonne concordance avec les résultats expérimentaux et peuvent être d'une utilité pratique dans la prédiction des paramètres thermiques en fonction de la température et du taux de saturation en eau connaissant la porosité du béton argileux.