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Dimension 55 – février 2020

Le béton dans l’économie circulaire : utilisation de granulats recyclés

L’économie circulaire, dans laquelle les produits et les matériaux conservent leur valeur le plus longtemps possible, crée également de nouvelles opportunités pour le béton. De cette façon, les granulats provenant des déchets de construction et de démolition peuvent être recyclés et réutilisés dans le béton. Ces dernières années, diverses études et projets de recherche prénormatifs ont été menés sur ce thème.

Granulats de béton recyclés

Les granulats de béton recyclés sont composés de granulats naturels et d’une pâte de ciment adhésive (voir illustration). Cette pâte assure une meilleure absorption de l’eau qu’avec des granulats naturels. De l’eau supplémentaire est ajoutée aux mélanges de béton pour compenser cette absorption d’eau. Cependant, si l’absorption d’eau réelle est sous ou surestimée, on atteint, respectivement, un déficit ou un excès d’eau ‘libre’ dans le béton. Étant donné que cette eau a une influence directe sur le facteur eau-ciment du béton, qui à son tour détermine en grande partie la consistance, la résistance mécanique et la durabilité du matériau, il est très important de maîtriser le mieux possible l’équilibre hydrique.

Le CSTC, le CRIC-OCCN et le CRR ont réalisé une étude prénormative sur l’utilisation des granulats recyclés pour le béton. Au cours de cette étude, baptisée RecyBeton, différents types de granulats de béton ont été caractérisés et la variabilité de leurs propriétés a été étudiée. On peut conclure que les granulats des circuits de recyclage belges sont généralement de bonne qualité et répondent, en général, aux exigences de la norme belge de béton NBN B 15 001.

Il a également été étudié dans quelle mesure la consistance du mortier de béton change si l’on remplace 30 % des granulats de calcaire naturel par des granulats de béton recyclé. Dans ce cas, il a été constaté que l’utilisation de granulats de béton recyclés et leur teneur en humidité n’avaient pas d’impact significatif sur la conservation de la consistance dans le temps. Le type de superplastifiant utilisé, en revanche, semble avoir une influence majeure.

Bien que l’utilisation de granulats recyclés entraîne généralement une réduction de la résistance à la compression du béton produit de cette manière, ce dernier satisfera généralement largement aux exigences de résistance. La présence de ces granulats semble n’avoir aucun impact sur le retrait et le fluage du béton.

En ce qui concerne la durabilité du béton, il est établi que le type de ciment utilisé a une influence beaucoup plus grande que l’utilisation de granulats de béton recyclés.

Grâce aux résultats de cette étude prénormative, le domaine d’application des granulats de béton recyclés a pu être élargi et la norme belge NBN B 15001 de 2018 a pu être adaptée (voir les Dossiers 2017/3.15 du CSTC). Une monographie du CSTC a également été publiée récemment sur ce thème (voir Monographie n°32).

Granulats mixtes recyclés

Les granulats mixtes recyclés contiennent des gravats de briques en plus des gravats de béton. De plus, le risque de présence de contaminants tels que le bois, le plastique et le plâtre est plus important qu’avec les granulats de béton. L’utilisation de ces granulats a également été examinée dans l’étude prénormative Recybeton.

Cette étude a montré qu’un taux de remplacement allant jusqu’à 50 % n’a pas d’influence significative sur le maintien de la consistance du mortier de béton dans le temps. En fonction du pourcentage de remplacement, l’utilisation de granulats mixtes conduit généralement à une diminution de la résistance à la compression et de la résistance à la traction par flexion. En ce qui concerne la résistance à la carbonatation du béton, l’utilisation de granulats mixtes n’a qu’une influence limitée.

Granulats fins recyclés

Bien que l’utilisation de granulats fins recyclés, ou sable de concassage, dans le béton ne soit pas encore autorisée selon les documents de référence belges, des recherches sur leur application ont déjà été menées dans le cadre du projet Sand2Sand. Il est à noter que les mélanges de béton ont été réalisés par les fabricants eux-mêmes en utilisant leurs propres matières premières, que le taux de remplacement a été limité à 30 % et que très peu d’essais ont été effectués.

Le projet a montré que l’utilisation de sable de concassage n’a pas d’influence nette sur la résistance à la compression et la résistance à la carbonatation du béton et que la résistance au gel augmente et diminue parfois (voir illustration 2). En général, on peut dire que la composition du béton même (facteur eau-ciment, teneur en ciment, présence d’entraîneur d’air) a plus d’impact que l’utilisation de sable de concassage.

Perspectives d’avenir

Les résultats des différents projets incitent déjà à étendre davantage le domaine d’utilisation des granulats recyclés.

De plus, d’autres technologies sont en train d’émerger pour réduire l’impact environnemental du béton et/ou pour optimiser le cycle du béton, comme les liants alternatifs (par exemple les géopolymères), le béton ‘auto-cicatrisant’ et la réutilisation d’éléments en béton. Le CSTC suit ces innovations dans le cadre du projet Circular.Concrete et guide les parties intéressées dans leur mise en pratique.

Cet article a été rédigé dans le cadre des projets Circular.Concrete et Sand2Sand, avec le soutien financier du VLAIO, et le « Normen-Antenne Beton-mortel-granulaten », avec le soutien financier du SPF Économie.

INFO www.circular-concrete.be

Rédaction : B. Dooms, ir., adjoint au chef de laboratoire, laboratoire de technologie du béton, CSTC ; J. Vrijders, ir., chef de laboratoire, laboratoire de solutions durables et circulaires, CSTC et L. Kupers, ir., chef de projet, laboratoire de technologie du béton, CSTC