Thèse ou mémoire avec insertion d'articles / Le développement de béton avec une faible teneur en ciment grâce au recyclage et à la réutilisation des déchets est, aujourd'hui, un aspect critique de la construction durable. Avec cette idée de rendre le béton écoresponsable, et aussi de le rendre suffisamment résistant aux agressions d'expositions (d'un climat froid), ce travail vise à développer un béton normal, pour trottoir, à air-entraîné avec une faible teneur en ciment et en sable, grâce au recyclage de la poudre de granite provenant d'une usine de production locale. Afin de répondre à nos objectifs, un état de l'art a été réalisé dans un premier temps. Ensuite, la méthodologie a été choisie. D'abord, la poudre de granite a été caractérisée avec des analyses chimiques, minérales, granulométriques, physiques (forme et texture) et aussi de son comportement en présence d'eau. Puis, le développement du béton normal est mis en place. Il est divisé en trois phases : (i) l'effet de la poudre de granite sur la résistance compression et la densité de compaction (ii) l'interaction entre la poudre de granite et l'eau dans une pâte de ciment afin qu'elle ne pénalise pas les propriétés à l'état frais, et (iii) l'optimisation de l'état frais du béton à air entraîné en variant le dosage de l'adjuvant et en considérant deux procédures de malaxage. Finalement, une étude comparative a été réalisée sur les émissions de CO₂ et l'énergie intrinsèque entre le béton commercialisé et le béton développé. Les résultats présentés montrent qu'il est possible de remplacer 20% de la pâte de ciment et 10% du sable par de la poudre de granite. Cela représente une réduction globale de 18% des émissions de carbone et de 17% de l'énergie intrinsèque, tout en satisfaisant les performances requises.

Le béton figure parmi les matériaux de construction les plus polluants compte tenu du grand volume utilisé chaque année. La production du ciment portland, l'ingrédient clé du béton, est très énergivore et le procédé de décarbonatation génère de grandes quantités de CO2. L'industrie du ciment est responsable d'environ 5 à 7% des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Dans ce contexte, la recherche de nouveaux liants pour la fabrication de bétons verts et durables est un domaine en constante expansion. L'objectif est de développer et proposer des alternatives à l'industrie. Les ciments composés (ciment + ajouts cimentaires alternatifs) et les liants de nouvelle génération appelés "géopolymères" représentent deux alternatives intéressantes. Toutefois, il est important d'évaluer leur comportement en durabilité pour que ces matériaux soient acceptés. Ce projet de recherche s'intéresse donc à l'évaluation du comportement en durabilité de ces deux alternatives. La performance en durabilité de la poudre de verre mixte (PV) et d'une cendre volante de biomasse (CVK) contre l'alcali-réaction (RAG) a ainsi été évaluée par l'entremise d'essais d'expansion sur mortier (CSA A23.2-25A) et sur béton (CSA A23.2-14A) pour des niveaux de remplacement du ciment portland de 20% et 30%. Les résultats obtenus à ce jour montrent qu'à 20% et 30% de remplacement du ciment, ces deux ajouts cimentaires alternatifs ne rencontrent pas les exigences normatives à ce qui a trait à leur utilisation comme mesure préventive appropriée contre la RAG. La performance des géopolymères a également été évaluée dans le but de se familiariser avec les différents paramètres de synthèse, mais aussi afin de déterminer la viabilité de ces systèmes en durabilité, plus précisément contre la RAG. Les résultats sur mortier et sur béton démontrent que la nature du matériau "source", la température et la durée de cure, le temps de malaxage, la nature et la concentration de la solution d'activation, ainsi que la présence d'humidité sont les paramètres qui ont le plus d'influence sur le développement des résistances mécaniques des géopolymères. Les résultats d'essai d'expansion face à l'alcali-réaction sont très variables et aucune tendance n'a été observée sur mortier, tandis que les résultats sur béton montrent une expansion excessive à long terme.