Détails du sujet
Développement des bétons à faible empreinte carbone par substitution partielle du ciment par le biocharbon.
Résumé
Dans un contexte de transition écologique et de croissance soutenue des besoins en
infrastructures, ce travail vise le développement d’un béton à faible empreinte carbone par la
substitution partielle du ciment par le biocharbon, tout en maintenant des performances
mécaniques conformes aux exigences du Génie civil. La démarche méthodologique adoptée
repose sur la caractérisation des matériaux constitutifs du béton, à savoir le ciment, les granulats
et le biocharbon issu de la pyrolyse de biomasses résiduelles. La formulation des bétons a été
réalisée selon la méthode de Dreux–Gorisse, avec un dosage de référence de 400 kg/m³ de
ciment. Six bétons ont été étudiés : un béton témoin et cinq bétons contenant respectivement 1
%, 3 %, 5 %, 7 % et 9 % de biocharbon en substitution partielle du ciment. Les propriétés des
bétons ont été caractérisées à l’état frais par un essai d’ouvrabilité, et à l’état durci par la
détermination de la masse volumique et de la résistance à la compression à 3, 7 et 28 jours
d’âge. Les résultats expérimentaux indiquent que l’incorporation du biocharbon provoque une
diminution des résistances mécaniques aux jeunes âges, notamment à 3 jours, mais que cet effet
s’atténue progressivement. À 28 jours, les bétons substitués présentent des performances
mécaniques comparables, voire supérieures, à celles du béton témoin, car le biocharbon agit
comme un réservoir d’eau qui se libère progressivement, permettant une hydratation plus
complète et continue des grains de ciment. Le béton de référence atteint ainsi une résistance à
la compression de 21,261 MPa, tandis que les bétons contenant 5 % et 9 % de biocharbon
développent respectivement des résistances de 21,842 MPa et 21,749 MPa, montrant que ces
taux de substitution permettent de maintenir, voire d’améliorer, les performances mécaniques
du béton. Cette substitution s’accompagne toutefois d’une augmentation du coût de production
: le prix de revient du béton témoin est de 129,97 $/m³, contre 143,21 $/m³ pour le béton BD9
%. Cette évolution met en évidence un compromis entre performance environnementale et coût
économique, tout en maintenant la conformité aux exigences techniques du béton de génie
civil.
Mots clés : Béton à faible empreinte carbone, Biocharbon, Substitution du ciment.
Auteur : MAHORO NSENGIYUMVA
Niveau: G3
Département: Genie civil
Année Ac: 2024-2025 , | 2025-03-10 16:58:00
Mots clés
Béton
Intérêt
L’utilisation du béton à faible empreinte carbone présente un triple intérêt : environnemental, réglementaire et économique. En tant qu’ingénieurs, intégrer des matériaux durables permet de réduire l’impact écologique de la construction, de se conformer aux normes en vigueur avec l’environnement de plus en plus strictes et d’optimiser les coûts à long terme en améliorant la durabilité des infrastructures.
Directeur & Encadreur
Directeur: BISHWEKA Cherif Biryondeke
Encadreur: KOKO Pascal KATUMBI
Status
Décision ou observation:
Feu vert:
Déposé : OUI
Défendu: NON
Finalisé: OUI
Développement des bétons à faible empreinte carbone par substitution partielle du ciment par le biocharbon.
Résumé
Dans un contexte de transition écologique et de croissance soutenue des besoins eninfrastructures, ce travail vise le développement d’un béton à faible empreinte carbone par la
substitution partielle du ciment par le biocharbon, tout en maintenant des performances
mécaniques conformes aux exigences du Génie civil. La démarche méthodologique adoptée
repose sur la caractérisation des matériaux constitutifs du béton, à savoir le ciment, les granulats
et le biocharbon issu de la pyrolyse de biomasses résiduelles. La formulation des bétons a été
réalisée selon la méthode de Dreux–Gorisse, avec un dosage de référence de 400 kg/m³ de
ciment. Six bétons ont été étudiés : un béton témoin et cinq bétons contenant respectivement 1
%, 3 %, 5 %, 7 % et 9 % de biocharbon en substitution partielle du ciment. Les propriétés des
bétons ont été caractérisées à l’état frais par un essai d’ouvrabilité, et à l’état durci par la
détermination de la masse volumique et de la résistance à la compression à 3, 7 et 28 jours
d’âge. Les résultats expérimentaux indiquent que l’incorporation du biocharbon provoque une
diminution des résistances mécaniques aux jeunes âges, notamment à 3 jours, mais que cet effet
s’atténue progressivement. À 28 jours, les bétons substitués présentent des performances
mécaniques comparables, voire supérieures, à celles du béton témoin, car le biocharbon agit
comme un réservoir d’eau qui se libère progressivement, permettant une hydratation plus
complète et continue des grains de ciment. Le béton de référence atteint ainsi une résistance à
la compression de 21,261 MPa, tandis que les bétons contenant 5 % et 9 % de biocharbon
développent respectivement des résistances de 21,842 MPa et 21,749 MPa, montrant que ces
taux de substitution permettent de maintenir, voire d’améliorer, les performances mécaniques
du béton. Cette substitution s’accompagne toutefois d’une augmentation du coût de production
: le prix de revient du béton témoin est de 129,97 $/m³, contre 143,21 $/m³ pour le béton BD9
%. Cette évolution met en évidence un compromis entre performance environnementale et coût
économique, tout en maintenant la conformité aux exigences techniques du béton de génie
civil.
Mots clés : Béton à faible empreinte carbone, Biocharbon, Substitution du ciment.
Auteur : MAHORO NSENGIYUMVA
Niveau: G3
Département: Genie civil
Année Ac: 2024-2025 , | 2025-03-10 16:58:00
Mots clés
BétonIntérêt
L’utilisation du béton à faible empreinte carbone présente un triple intérêt : environnemental, réglementaire et économique. En tant qu’ingénieurs, intégrer des matériaux durables permet de réduire l’impact écologique de la construction, de se conformer aux normes en vigueur avec l’environnement de plus en plus strictes et d’optimiser les coûts à long terme en améliorant la durabilité des infrastructures.Directeur & Encadreur
Directeur: BISHWEKA Cherif BiryondekeEncadreur: KOKO Pascal KATUMBI
Status
Décision ou observation:Feu vert:
Déposé : OUI
Défendu: NON
Finalisé: OUI