Valorisation du marc de café par stabilisation au caséinate de sodium : approche par plan d’expériences.

Abstract

Cette étude explore l’utilisation de biopolymères issus de marc de café (MC) et de caséine (CAS), un sous-produit laitier, pour stabiliser les sols des couches de fondation routière. Contrairement aux liants traditionnels comme le ciment ou la chaux, à forte empreinte carbone, les biopolymères offrent une alternative plus écologique. Chaque année, environ 7 millions de tonnes de MC et 18,1 % de la production laitière sont gaspillés, représentant des ressources organiques valorisables. Une conception composite centrale (CCD) a été adoptée pour optimiser la formulation selon trois paramètres : la teneur en caséine (83,33 g à 249,99 g/L de solution alcaline, avec un centre à 166,66 g/L), la concentration en NaOH de la solution alcaline (2 à 8 mol/L, par paliers de 3 mol/L, centre à 5 mol/L), et la température de durcissement (20 °C à 50 °C, par paliers de 15 °C, centre à 35 °C). Des analyses mécaniques, microstructurales et statistiques ont permis d’évaluer la performance de quinze mélanges générés par la méthode de plan d’expérience. Les résultats montrent qu’une température élevée améliore significativement la résistance, en compensant les effets négatifs d’une alcalinité excessive. Par ailleurs, la viscosité de la solution de caséinate conditionne la qualité de l’enrobage des particules du marc de café, influençant directement la cohésion et la structure du matériau final.