Date de rapport 07-03-2022

Depuis le début du projet, le CTP assure le suivi au quotidien des tâches scientifique, technique, administrative et financière du projet VALDEM dans le respect des règles du programme Interreg FWVL en étroite collaboration avec l'ensemble des partenaires. En termes de communication, chaque partenaire a participé à des manifestations et congrès dans le domaine des matériaux (RF2B, SLD4, Progress of recycling in the built environment, Nomad, Matériaux 2018, Seramco, Sustainable Materials, ...), de l'environnement (Pollutec 2018), de l'économie circulaire (Team2) ou de l'ACV (Congrès SAM, avnir). Ces évènements sont l'occasion de présenter les réalisations du projet aux acteurs industriels des secteurs de la démolition et du réemploi. Les informations relatives au projet sont également disponibles sur le site internet Valdem (www.valdem-interreg.eu), qui est régulièrement mis à jour en français, anglais et néerlandais. Au niveau des activités de recherche, le CTP a étudié deux méthodes de séparation de granulats mixtes briques/béton issus de la démolition : le jig à eau et le broyage sélectif. La qualité de la séparation, évaluée sur base des normes NF EN 933-11 (classification des constituants) et NF EN 1097-6 (masse volumique et absorption d'eau des granulats), démontre une bonne efficacité du jig à eau contrairement au broyage sélectif. Le jig à eau permet de récupérer une fraction plus concentrée en béton et pierre naturelle (moins de 10% de briques), correspondant à 55% de la matière alimentée (granulométrie 4-19 mm). Ces granulats recyclés de béton sont qualifiés de type 2 selon la norme NF EN 206/CN:2014. Ils présentent des valeurs de masses volumiques et de coefficients d’absorption d’eau conformes aux exigences des normes. Leur potentiel de valorisation dans de nouvelles formulations de béton a été étudié. Il faut aussi souligner que les essais de séparation au jig à eau ont été réalisés à l’échelle laboratoire (essais batch). Dans le cas d’une transposition industrielle, les points d’attention seront les suivants : - la sélectivité sera probablement moins bonne car le temps de séjour dans l’équipement est plus court (procédé continu) ; - une granulométrie étroite sera souhaitée à l’alimentation pour une meilleure sélectivité. Par ailleurs, le CTP est en contact avec la société IPSIIS, qui réalise des mousses isolantes incombustibles à partir de poudres minérales selon un protocole qu'elle a breveté. IPSIIS a réalisé avec succès des essais préliminaires à partir de briques broyées. Etant donné le peu de valorisation du recyclé mixte briques/béton, et tout particulièrement de la fraction inférieure à 4 mm, le CTP a demandé à la société IPSIIS d’évaluer la compatibilité de cette poudre broyée à [0-100 µm] avec son procédé. Les mousses obtenues à partir du mixte brique/béton sont très friables et présentent des défauts. Leur masse volumique est comprise entre 340 et 400 kg/m3. Il semble en effet qu’il y ait une réaction entre la poudre et un des adjuvants de la formulation standard d’IPSIIS. Pour envisager la fabrication de mousses minérales à partir de ces matières, une adaptation de la formulation sera donc nécessaire. Dans le cadre du projet, trois thèses, réalisées en cotutelle entre les partenaires ULiège-GeMMe et IMT Lille-Douai ont été soutenues. Le CTP a contribué à la préparation des matériaux (sables de béton recyclé et fines de briques) pour les partenaires via des opérations de concassage, broyage, tamisage, ... La thèse de Mr. BOUARROUDJ a soutenue le 19 novembre 2019 à Douai. Elle concerne la valorisation des sables de béton recyclé (dimensions inférieures à 4 mm) dans des formulations de mortier. Les comportements à l'état frais et durci de mortiers fabriqués avec du sable recyclé et du sable naturel modèle sont comparés. Une piste de valorisation pour les particules inférieures à 125 µm est également étudiée : il s'agit d'utiliser la poudre issue du broyage des granulats de béton recyclé comme addition minérale. C. COLMAN a soutenu sa thèse le 7 décembre 2020 par visioconférence. Elle a étudié le risque lié à la présence de résidus de plâtres dans les granulats et les sables recyclés. Elle met en évidence le fait que la limite actuelle de 0,2 % (norme EN 206) semble trop stricte et freine la valorisation de sables recyclés dans des bétons durables et résistants. Une teneur en sulfate jusque 0,3 % pourrait être admissible. A. Grellier a soutenu sa thèse le 14 décembre 2020. Elle a travaillé sur la valorisation des fines de briques dans les ciments Portland composés et les matériaux alcali-activés. La valorisation dans le ciment est concluante avec des taux de substitution jusqu’à 20 %. Pour les matériaux alcali-activés, elle a démontré que les fines de brique (granulométrie d50 = 20 µm) peuvent être un précurseur équivalent au laitier de Haut-Fourneau et permettent d’atteindre des performances mécaniques qui restent élevées jusqu’à 50 % de substitution. En ce qui concerne la validation technique et environnementale des matières issues du recyclage de déchets de démolition, l'INISMa a investigué plusieurs possibilités de valorisation des mixtes brique/béton. La voie de valorisation « briqueterie » a été étudiée via la substitution du dégraissant ou de l’argile constitutive des pâtes à briques « classiques ». Les propriétés mécaniques obtenues étaient tout à fait conformes aux standards et exigences en la matière. Toutefois, l’apparition de point de chaux disgracieux n’a pu être évitée qu’en réalisant au préalable un broyage fin, ce qui s’est avéré rédhibitoire lors de l’analyse du cycle de vie, dans l’état actuel des choses en tout cas. Au point de vue de la valorisation géotechnique, l’INISMa a démontré que des critères relativement exigeants pouvaient être atteints (remblais ou application routière par exemple), même si les matières étudiées restaient souvent un peu plus sensibles à la teneur en eau que beaucoup de matériaux issus de carrières (leurs propriétés se dégradent un peu plus vite lorsque l’on s’écarte de l’optimum Proctor). Des adjuvants classiques en quantité raisonnable (chaux ou ciment) peuvent être utilisés pour améliorer ce point. Une autre voie de valorisation géotechnique envisagée concerne l’élaboration de Matériaux Autocompactants Réexcavables (MAR), proches des matériaux autocompactants essorables de structure (MACES) en France. Après plusieurs essais d’approches permettant de choisir judicieusement les paramètres à mesurer à court terme (indice CBR et coulabilité au cône d’Abrams), et à long terme (Résistance à la compression à 28 jours), de nombreux essais ont encore été nécessaires pour affiner le matériel (utilisation de moule démontable pour les cubes à 28 jours par exemple) et obtenir des recettes (proportion en eau, en ciment et en adjuvant) qui permettent d’allier la capacité d’autocompactage, la portance à court terme et l’excavabilité. Etant donné le délai nécessaire à l’obtention de la valeur de résistance à 28 jours, et le fait qu’il arrive parfois que le démoulage du cube à 28 jours entraine une destruction de l’échantillon, il est difficile de tester un grand nombre de recettes simultanément. Il a cependant été possible de valider le protocole complet sur 12 recettes différentes issues de la quarantaine de formulations testées au total. Même si ce nombre d’essais s’est avéré insuffisant pour élaborer une méthodologie permettant de prévoir la formulation idéale sur base des propriétés du matériau de base, il a été clairement mis en évidence que plusieurs formulations permettaient de remplir les conditions requises, à savoir une portance satisfaisante à court terme, une bonne coulabilité et une résistance à la compression à 28 jours modérée pour permettre la réexcavabilité. Les formulations qui fonctionnent le mieux sont celles basées sur la fraction 0-10 mm. Ce résultat est particulièrement intéressant puisque cette fraction reste difficilement valorisable pour les producteurs de granulats recyclés. De son côté, Néo-Eco a développé un outil de suivi environnemental. L'installation, opérationnelle depuis novembre 2017, permet d'effectuer des essais de lixiviation de produits issus de formulations spécifiques contenant des déchets, et de comparer des planches expérimentales à base de matériaux recyclés avec des matériaux témoins. Grâce à cet outil, Néo-Eco a réalisé une étude visant à vérifier l'innocuité environnementale de formulations à base de déchets du BTP. Trois formulations, réalisées par l'IMT Lille Douai, ont été testées : - une formulation de référence, composée de ciment, de filler calcaire, de sable et d'eau ; - une formulation dans laquelle le filler calcaire est entièrement substitué par de la brique finement broyée ; - une formulation dans laquelle le filler et le sable sont respectivement substitués par des fines de briques et des fines terreuses. Néo-Eco a par ailleurs réalisé des essais de validation d'équipements industriels sur des chantiers de déconstruction (concasseur à percussion, crible, séparateur aéraulique, machine de flottation, ...) ; et a participé à la valorisation de déchets issus de la déconstruction sur le site Leroy Merlin à Douai. Dans le cadre de l'activité dédiée à l'analyse du cycle de vie (ACV), ULiege-PEPs et le CD2E ont réalisé une étude bibliographique concernant la valorisation des déchets recyclés, les PEF (Performance Environmental Footprint), les méthodes d'évaluation des impacts et modèles, ... Par ailleurs, ULiège-PEPs a réalisé plusieurs études ACV à partir des résultats obtenus dans le cadre du projet : - la première concerne la substitution partielle de l'argile par du recyclé mixte finement broyé dans la fabrication des briques ; - la seconde porte sur le recyclage des agrégats et des fractions fines provenant du chantier de démolition du magasin Leroy Merlin de Douai. Cette étude est subdivisée en 2 parties respectivement consacrées à (1) la valorisation de la fraction 4-20 mm issue de ce chantier dans le béton de la dalle du nouveau magasin de Tourcoing ; (2) la valorisation de la fraction fine (0-4 mm) dans des dalles de "Wasterial" par EtNISI ; - et la troisième étude ACV est basée sur la thèse de doctorat de K. Bouarroudj concernant la valorisation des fines de granulats recyclés. Enfin, une veille législative sur les trois versants (français, wallon et flamand) a été réalisée par le CTP. Elle a notamment été alimentée grâce à des contacts avec la CCW-VCB, TRACIMAT (système de traçabilité mis en place en Flandre au 24/08/2018) et la FFB/SEDDRE.