Performances mécaniques et durabilité d’un béton contenant des mâchefers d’incinération carbonatés

Abstract

Dans un contexte de transition vers une économie circulaire et de réduction de l’empreinte carbone du secteur de la construction, la valorisation des mâchefers d’incinération d’ordures ménagères (MIOM) dans les bétons constitue une piste prometteuse. Cependant, leur utilisation directe reste limitée en raison de leur réactivité chimique résiduelle, de leur hétérogénéité et de leur composition minéralogique complexe, qui peuvent compromettre les propriétés mécaniques et la durabilité des bétons.

Cette étude examine l’effet d’un traitement par carbonatation accélérée appliqué aux MIOM sur leurs caractéristiques physico-chimiques, ainsi que sur les performances mécaniques et la durabilité des bétons dans lesquels ils sont utilisés en substitution partielle des granulats et sables naturels. La carbonatation vise à stabiliser chimiquement les phases réactives, notamment les hydroxydes et oxydes de calcium, afin de limiter les réactions délétères susceptibles d’apparaître dans le matériau.

Les résultats montrent que ce traitement modifie la microstructure des MIOM, en favorisant la précipitation de carbonates de calcium et en réduisant leur porosité. Ces transformations ont un impact positif sur la formulation des bétons, qui présentent une meilleure compacité de la matrice cimentaire et une réduction de l’absorption d’eau par immersion. Les bétons contenant des MIOM carbonatés affichent des résistances à la compression à 28 jours comparables à celles des bétons de référence, tout en présentant une meilleure résistance à la carbonatation.

Ces résultats confirment l’intérêt de la carbonatation accélérée comme procédé de prétraitement pour sécuriser l’utilisation des MIOM dans les matériaux cimentaires. Elle permet à la fois d’améliorer les performances des bétons et de limiter l’exploitation des ressources naturelles, contribuant ainsi à une construction plus durable.