"Étude de l’incorporation des déchets plastiques recyclés, notamment du polychlorure de vinyle (PVC), en substitution des granulats classiques dans le béton : impact sur la résistance mécanique et la durabilité.

Résumé

Auteur : BIRHASHWIRA Eddy
Niveau: G3
Département: Genie civil
Année Ac: 2024-2025 , | 2025-03-12 07:01:36

Mots clés

Béton ; durabilité,polychlorure de vinyle (PVC)

Intérêt

a) Intérêt environnemental
• Réduction de l’accumulation des déchets plastiques en proposant une valorisation dans le secteur du BTP.
• Diminution de l’extraction des granulats naturels et préservation des ressources naturelles.
b) Intérêt économique
• Possibilité de réduire le coût des matériaux en utilisant des déchets plastiques.
• Valorisation des plastiques recyclés dans une industrie à forte demande de matériaux.
c) Intérêt scientifique et technique
• Évaluation des performances mécaniques et physiques des bétons contenant du PVC recyclé.
• Exploration des limites et des améliorations possibles pour garantir une bonne adhésion du PVC à la matrice cimentaire.

Problématique

L’augmentation des déchets plastiques pose un problème environnemental majeur, notamment en raison de leur faible biodégradabilité et de leur accumulation dans l’environnement. Parallèlement, le secteur de la construction recherche des solutions durables pour réduire l’utilisation des ressources naturelles et limiter son empreinte carbone.
L’incorporation de plastiques recyclés, notamment du polychlorure de vinyle (PVC), en tant que substitut partiel des granulats traditionnels dans le béton, pourrait être une alternative intéressante. Cependant, son impact sur les propriétés mécaniques (résistance à la compression, traction, flexion) et la durabilité du béton (perméabilité, résistance aux cycles gel/dégel et aux agressions chimiques) reste à approfondir.
La question centrale est donc :
Dans quelle mesure l’incorporation du PVC recyclé dans le béton affecte-t-elle ses propriétés mécaniques et sa durabilité par rapport aux bétons conventionnels ?

Plan provisoire

Introduction
1. Contexte et justification du sujet
2. Problématique et objectifs de l’étude
3. Présentation de la méthodologie
Chapitre 1: Revue bibliographique
1. Présentation des déchets plastiques et leur impact environnemental
2. Utilisation des plastiques recyclés dans les matériaux de construction
3. Effets du PVC sur les propriétés du béton : état de l’art
Chapitre 2 : Matériaux et méthodologie expérimentale
1. Description des matériaux utilisés (ciment, granulats, plastiques recyclés)
2. Formulation des mélanges et protocoles expérimentaux
3. Méthodes de caractérisation mécanique et physique
Chapitre 3 : Résultats et analyses
1. Résistance mécanique des bétons incorporant du PVC
2. Étude de la durabilité (perméabilité, résistance aux agressions chimiques, cycles thermiques)
3. Comparaison avec les bétons traditionnels
Chapitre 4 : Discussion et recommandations
1. Interprétation des résultats obtenus
2. Limites de l’étude et améliorations possibles
3. Perspectives pour une application industrielle
Conclusion et recommandations
1. Synthèse des principaux résultats
2. Apports et implications pratiques de l’étude
3. Suggestions pour des recherches futures

Hypothèses

1. Hypothèse principale : L’incorporation du PVC recyclé en remplacement partiel des granulats naturels influence les propriétés mécaniques et la durabilité du béton.
2. Hypothèse secondaire 1 : Un pourcentage modéré de PVC (ex. 5-15%) peut améliorer certaines propriétés du béton, comme sa légèreté et sa résistance aux agents chimiques.
3. Hypothèse secondaire 2 : Une teneur excessive en PVC (>20%) pourrait réduire la résistance à la compression et la cohésion du béton en raison de la faible adhésion du plastique à la pâte cimentaire.
4. Hypothèse secondaire 3 : Des traitements de surface du PVC (compatibilisants, rugosité) pourraient améliorer son intégration dans le béton.

Méthodes

a) Revue bibliographique
• Analyse des études existantes sur l’incorporation des plastiques recyclés dans le béton.
• Identification des techniques de préparation et d’intégration du PVC dans les mélanges cimentaires.
b) Expérimentation en laboratoire
1. Formulation des bétons :
o Béton témoin sans PVC.
o Bétons avec différents taux d’incorporation de PVC (ex. 5%, 10%, 15%, 20%).
2. Caractérisation physique et mécanique :
o Résistance à la compression (essais normalisés à 7, 28 et 90 jours).
o Résistance en traction et flexion (essais de flexion 4 points, traction par fendage).
o Masse volumique et porosité pour évaluer la densité et la perméabilité du béton.
3. Durabilité du matériau :
o Absorption d’eau et capillarité pour mesurer la porosité.
o Résistance aux cycles gel/dégel.
o Résistance aux agents chimiques (sulfates, chlorures, acides).
4. Comparaison avec les bétons classiques :
o Analyse des résultats obtenus et comparaison avec des références normatives.
o Identification des points forts et des limites de l’utilisation du PVC recyclé dans le béton.

Bibliographie

1. Guendouz, M., "Utilisation des plastiques recyclés dans le béton : état de l’art", Revue des matériaux de construction, 2021.
2. ACI Committee 544, "Guide for Use of Fiber-Reinforced Concrete", American Concrete Institute, 2019.
3. Rahmani, T., Dehestani, M., "Mechanical properties of concrete containing waste PET particles", Construction and Building Materials, 2013.
4. Zheng, Q., et al., "Durability and mechanical performance of concrete with recycled plastics", Journal of Materials in Civil Engineering, 2017.
5. Norme NF EN 206-1, "Béton – Spécifications, performance, production et conformité", AFNOR, 2018.

Directeur & Encadreur

Directeur: BISHWEKA Cherif Biryondeke
Encadreur: KOKO Pascal KATUMBI

Status

Décision ou observation: Accepté
Feu vert: AUCUN
Déposé : NON
Défendu: NON
Finalisé: NON