Des quantités importantes de cendres (4,12 million kg en France en 2008) sont issues de l'incinération des boues de station d'épuration. La valorisation de ces cendres comme matière première secondaire pour l'élaboration de matériau dans le domaine du bâtiment et des travaux publics (BTP) a été étudiée dans cette thèse. La caractérisation physique et chimique des cendres et l'étude de leur réactivité ont révélé un comportement intermédiaire entre le ciment et le sable, proche du comportement de matériaux pouzzolaniques. Les tests de lixiviation réalisés sur les cendres ont montré qu'à l'exception du Se et du Mo, les éléments présents dans les cendres sont solubilisés à des concentrations inférieures aux seuils définis règlementairement pour les déchets inertes ou non-dangereux. Les liens entre la solubilisation des éléments et la minéralogie des matériaux ont été étudiés à travers la modélisation géochimique réalisée sous PhreeqC. L'influence du taux de substitution du ciment par les cendres sur les propriétés mécaniques des matériaux a également été étudiée. L'indice d'activité à 28 jours de la cendre est conforme à la spécification de la norme EN 450-1. La résistance du mortier diminue quand le taux de substitution augmente à cause de la faible teneur en CaO dans les cendres et de l'apport supplémentaire d'eau nécessaire. Pour le béton avec un taux de substitution de 10 %, la résistance est comparable à celle du béton témoin. L'essai de durabilité des matériaux cimentaires incorporant les cendres révèle une forte diminution de résistance mécanique sous l'effet de la sollicitation au gel/dégel. Une évaluation environnementale de ces matériaux a été réalisée par l'essai de lixiviation à l'échelle du laboratoire et à l'échelle pilote. Les quantités relarguées cumulées des éléments polluants et des anions sont inférieures aux seuils sans impact environnemental, acceptables en construction aux Pays-Bas et en France.

Les ligands de type bis(oxazolines) associés à des sels métalliques ont montré leur efficacité dans de nombreuses réactions de formation de liaisons C-C. L'utilisation de tels complexes chiraux en tant que catalyseurs asymétriques permet l'accès à une large variété de synthons fonctionnalisés énantioenrichis pour la synthèse de composés d'intérêt biologique. Cependant, un taux catalytique important (souvent 10 mol%) est nécessaire à l'obtention de bonnes activités et énantiosélectivités. Il est donc intéressant de pouvoir recycler ces complexes de manière à réduire le coût de leur emploi mais également d'augmenter le turn-over de ces réactions énantiosélectives.La structure des bis(oxazolines) a donc été choisie de manière à permettre le recyclage de catalyseurs par hétérogénéisation. Un nouveau concept a ainsi été mis en place, impliquant la formation de complexes à transfert de charge (CTC) entre un groupement anthracényle et la trinitrofluorénone. La formation de telles interactions non-covalentes permet la précipitation du catalyseur sous forme de CTC en milieu apolaire par ajout de pentane. Ce procédé ayant donné de très bons résultats pour la cycloaddition de Diels-Alder avec des complexes de cuivre, nous l'avons l'appliqué à d'autres transformations stéréosélectives dans le but d'étendre le champ d'application de notre méthode. Nous avons ainsi étudié cette méthode de recyclage pour les réactions de nitroaldolisation, ène-carbonyle et de cyclopropanation, à la fois dans des procédures mono- et multi-substrats mais également dans une procédure multi-réactions. Les rendements et les excès énantiomériques obtenus grâce à ces nouveaux complexes de cuivre chiraux sont analogues aux valeurs observées dans des conditions de catalyse homogène décrites dans la bibliographie. Dans une grande majorité des cas, une excellente stabilité du catalyseur en termes de sélectivité et d'activité est relevée à travers ses différentes réutilisations.La synthèse et l'utilisation de nouveaux supports permettant la formation de CTC ou d'interactions π ont également été réalisées de manière à éviter l'ajout de pentane jusqu'alors nécessaire à la précipitation de notre espèce catalytique. Ce type de catalyseur a pu être mis à l'épreuve dans les mêmes réactions que celles citées ci-dessus, avec des supports modifiés tels que le polystyrène ou la silice, mais également en présence de charbon actif. Cela nous a permis d'obtenir de bons résultats quant à l'efficacité des catalyseurs dans différentes procédures de catalyse hétérogène, avec une bonne conservation des valeurs de rendements et d'énantiosélectivités.

Thèse (M.A.)--Université Laval, 1998. / Bibliogr.: f. [143]-152. Publié aussi en version électronique.

Les produits high-tech sont couramment utilisés dans de nombreux secteurs industriels ainsi que dans nos vies de tous les jours. Ils améliorent notre qualité de vie, mais à quel prix ? En effet, la fabrication, l’utilisation et la fin-de-vie de ces produits high-tech génèrent des impacts environnementaux, économiques et sociaux importants. Ces impacts proviennent principalement des matériaux utilisés, de l’énergie consommée pour leur fabrication et pendant leur utilisation et des mauvaises conditions de travail pour l’extraction des matières premières et leur transformation. L’étape de fin-de-vie des produits high-tech contribue également à une grande partie des impacts, car cette phase est souvent négligée lors du processus de conception.Certaines études ont été faites afin de réduire l’impact environnemental des produits, mais ne considèrent qu’une partie des étapes de cycle de vie (par ex. la fabrication) et excluent d’autres étapes comme la fin-de-vie. D’autres études essayent d’intégrer les contraintes de toutes les étapes de cycle de vie mais négligent l’intégration des enjeux environnementaux et ne considèrent que les enjeux classiques de la conception (coûts, qualité, performance, etc.). D’autres études encore visent à intégrer les contraintes de toutes les étapes de cycle de vie et les enjeux environnementaux, mais ne sont pas adaptées à l’évolution rapide des développements dans le cas des produits high-tech (nouvelles technologies, nouveaux matériaux, etc.).Nous proposons donc un outil d’aide à la conception de produits high-tech, qui a pour objectif la prise en compte de toutes les étapes de cycle de vie — et notamment de la fin-de-vie — pour mieux considérer les enjeux environnementaux en plus des enjeux classiques de la conception. Il s’agit d’un modèle-produit agile pour l’écoconception : le MPAE, capable de guider les concepteurs tout au long du processus de conception sur les questions environnementales, malgré les nombreuses alternatives de conception envisagées lors de la conception des produits high-tech.Dans cette thèse, l’outil est appliqué sur un cas théorique de conception avec l’exemple des batteries Li-ion utilisées dans les véhicules électriques. Le modèle développé permet de cibler les paramètres de conception et les acteurs du cycle de vie à l’origine des impacts environnementaux, pour mieux considérer et tenter de les réduire.En résumé, cette thèse réinterroge l’application du concept de modèle produit dans le cas de la prise en compte des impacts environnementaux en conception afin d’aboutir à leur intégration efficace. / High-tech products are widely used in many industrial sectors as well as in our everyday lives. They improve our quality of life, but with a high price to pay? The manufacture, use and end-of-life of these products cause strong environmental, economic and social impacts. These impacts are mainly due to the materials and to the energy used for the manufacturing, to their use, but also to bad working conditions to obtain raw materials. The end-of-life stage for high-tech products is a huge source of impacts because not considered during the design.Some researches have been conducted to reduce the environmental impact of high-tech products, but they only consider partially the life cycle stages (eg. The manufacturing phases) and exclude other stages, such as the end-de- life. Further studies are trying to integrate all the life cycle constraints but neglect the integration of environmental issues and they only consider the classical design constraints (cost, quality, performance, etc.). Other studies aimed at integrating the al the life cycle constraints and the environmental issues, but they are not adapted to quick features evolutions during the design process of high-tech product (new technologies, new materials, etc.We therefore propose a tool to guide the design of high-tech products, which aims to integrate all life-cycle stages including the end-of-life and environmental issues in addition to classic design issues. This is an agile product model for eco-design (APME), which considers the rapid evolution of the solutions during the development of high-tech products.In this thesis, the model is theoretically applied in a case study related to Li-ion batteries for electric automotive applications. The developed model is able to highlight the main design parameters and the main actors of the product life cycle which induce high environmental impacts to try to reduce them.This thesis considers the use of the product model concept when taking into account environmental impacts during the design process, for their efficient integration.

Les piles à combustible (PAC) de type PEMFC permettent d’assurer la conversion d’énergie chimique en énergie électrique en utilisant de l’hydrogène pouvant être produit à partir de sources renouvelables. La catalyse des réactions mises en jeu lors de cette conversion d’énergie nécessite l’utilisation de platine, dont les ressources sont faibles et la production (extraction et raffinage) complexe. De plus, du fait de son prix élevé, ce métal représente une part importante du coût de production des PEMFC. Aujourd’hui, le prix de cette technologie doit être réduit pour qu’elle soit économiquement compétitive et puisse être commercialisée à grande échelle. En outre, les charges en platine dans les électrodes de piles à combustible ne peuvent être réduites significativement sans altération de la performance et de la durabilité de ces systèmes. Donc, le développement d’une filière de recyclage pour assurer la récupération du Pt en fin de vie des PAC pourrait permettre une réduction du coût de production des PEMFC.Cette thèse a consisté à mettre en place une voie de recyclage du platine d’assemblages membrane-électrodes (AME) de PEMFC. Un procédé hydrométallurgique composé des étapes suivantes : (i) lixiviation, (ii) séparation et (iii) récupération du platine a été développé. Différentes alternatives de lixiviation (HCl/H2O2, HCl/HNO3), de séparation (par résine ou solvant), de récupération (sous forme de nanoparticules ou de sel) ont été testées. Le fonctionnement de ces processus de récupération du platine a alors été optimisé à partir de produits modèles (Pt/C et solutions synthétiques). Le choix de ces derniers a ensuite été orienté grâce à une étude d’analyse du cycle de vie (ACV) réalisée à l’échelle de l’AME.Enfin, 76% du platine contenu dans des AME composées de catalyseurs Pt-Co a pu être récupéré. Ce rendement a pu être obtenu après mise en place du procédé composé des étapes suivantes : (i) dissolution du Pt par lixiviation avec le mélange HCl/H2O2, (ii) séparation du cobalt sur résine échangeuse d’ions, (iii) récupération sous forme de nanoparticules par la voie polyol. Les résultats finaux d’ACV ont montré que le recyclage du platine permettrait une nette réduction des impacts environnementaux du cycle de vie d’AME de PEMFC. / The proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) can be used to convert chemical energy into electrical energy using hydrogen which can be produced from renewable sources. Platinum (Pt) is the best catalyst used to perform PEMFC electrochemical reaction catalysis. However Pt resources are low and his production (extraction and refining) is complex. Moreover the platinum price represents an important part of the PEMFC stack cost. Nowadays this technology is too expensive to be competitive with conventional energy conversion systems, and cannot be commercialized at a large scale. In addition, PEMFC electrode platinum loading could not be reduced without affecting the system performance and durability. Thus PEMFC production cost could be reduced by recovering platinum from used fuel cells.The main goal of this thesis was to develop a platinum recovery way from fuel cells membrane electrodes-assemblies (MEAs). In order to achieve this objective the following steps were combined in a hydrometallurgical process: (i) leaching, (ii) separation, (iii) recovery. Several alternatives were tested for each step: leaching (HCl/H2O2, HCl/HNO3), separation (resin or solvent), and platinum recovery (as nanoparticles or as a complex). These platinum recovery steps were optimized using Pt/C catalysts and synthetic solutions. Then life-cycle analysis (LCA) methodology has been used to help with the process selection.Finally, about 76% of the platinum contained in multi-metallic catalysts (PtCo/C) MEAs has been recovered. The following path has been followed in this case: (i) dissolution in HCl/H2O2 solution, (ii) separation from cobalt with an ion exchange resin, (iii) recovery has nanoparticles using the polyol process. The LCA study final results showed that a significant reduction of PEMFC MEA life-cycle environmental impact could be achieved by recycling Pt at these systems end-of-life.

Les terres rares (TR) sont aujourd’hui les « vitamines » des nouvelles technologies, elles se retrouvent dans tous les objets technologiques du quotidien et contribuent notablement au développement d’énergies vertes principalement par l’intermédiaire d’aimants permanents à base de terres rares (APTR). Ces derniers, de type NdFeB ou SmCo, représentent actuellement plus de 50 % du marché des TR et offrent un fort potentiel de recyclage. La présente étude se concentre sur le recyclage et la valorisation des APTR, principalement grâce au développement de l’électrochimie en milieu liquide ionique (LI) qui permet d’atteindre les potentiels de réduction des TR (< -2 V vs. ENH). Samarium, néodyme, dysprosium, praséodyme et cobalt ont effectivement été électrodéposés dans [C1C4Pyrr][Tf2N] suivant une méthode potentiométrique à 25 °C et sur une électrode de carbone vitreux.Deux méthodes globales de recyclage sont finalement proposées et ont été appliquées à des APTR industriels. La première est entièrement électrochimique. Elle est basée sur une phase d’électrodissolution de l’APTR dans le LI puis d’une électrodéposition sélective permettant de récupérer les métaux de transition. Une électrodéposition des TR est ensuite envisageable. La deuxième méthode s’appuie sur une lixiviation acide afin de séparer efficacement les métaux de transition des TR grâce à la formation de sels phosphatés. Une dissolution des sels obtenus dans un LI permettrait ensuite d’électrodéposer les ions métalliques. / Rare earth elements (REE) are currently essential for new technologies development; from everyday life objects to green energies devices, they are especially used in permanent magnets. NdFeB and SmCo permanent magnets represent more than 50% of the REE market and offer a high recycling opportunity. The present study focuses on their recycling, mainly via electrochemistry in ionic liquid medium (IL), which enables to reach the reduction potentials of REE (< -2 V vs. ENH).Samarium, neodymium, dysprosium, praseodymium and cobalt were successfully electrodeposited in [C1C4Pyrr] [Tf2N] according to a potentiometric method at 25 ° C and on a glassy carbon electrode.Two general recycling methods are finally proposed and have been applied to industrial permanent magnets. The first uses only electrochemistry and is based on a first magnet electrodissolution step in the IL followed by a selective electroplating to recover the transition metals. Electrodeposition of REE could then be possible. The second method starts by an acid leaching of the magnet in order to efficiently separate the transition metals from REE via the formation of phosphate salts. Dissolution of the salts obtained in LI would then enable to electrodeposit the metal ions.

Au cours des dernières décennies, de nombreux outils ont été développés pour comprendre et gérer les cycles anthropiques des matériaux, avec différentes approches. Chacune considère les flux de matière dans la société de différentes manières et chacune possède ses bases de données respectives alimentant leurs utilisations. Il ne semble toutefois pas y avoir de bases communes pour la communication entre les activités de conception et les activités de bouclage, ainsi que leurs parties prenantes respectives, ce qui entrave les échanges d'informations nécessaires à une bonne gestion des produits mis au rebut (et de leurs matériaux). Cette thèse apporte ainsi deux contributions originales à la conception circulaire de produits: un outil pour l'intégration de la circularité des matériaux dans la conception de produits et un cadre pour caractériser les réseaux de bouclage de matériaux. L'outil est composé d'un indicateur multicritères de la valeur circulaire des matériaux utilisé dans la méthode de conception pour la circularité des matériaux (Design for Material Circularity method). Le cadre s'appuie sur une analyse documentaire approfondie, enrichie par des entretiens avec des experts de l'industrie, et sert de base à la collecte de données et à la capitalisation des connaissances sur les filières de bouclage. Les filières de recyclage en boucle ouverte de huit matériaux, appartenant aux trois principales catégories de matériaux, sont caractérisées grâce à ce cadre (acier, aluminium, cuivre, métaux précieux, métaux de spécialité, terres rares, plastiques et verre). Deux études de cas détaillent le déploiement de ces contributions. La première porte sur le choix optimal du matériau et du scénario de fin de vie pour une bouteille de 1,5 litre. La deuxième vise à identifier les points chauds (hotspots) de circularité des matériaux et les scénarios de fin de vie idéaux pour un bloc-batterie véhiculaire au lithium. / In the last decades, many tools have been developed to understand and manage the anthropogenic cycles of materials, with different approaches. Each handles the material flows in society in different ways and each possesses its respective databases that fuel their uses. Yet there seems to be no common ground of communication between design activities and cycling activities, as well as their respective stakeholders, which hinders the information exchanges required for a proper management of discarded products (and their materials). This thesis provides two original contributions to circular product design: a tool for the integration of material circularity in product design and a framework to characterize material cycling networks. The tool is composed of a multi-criteria indicator for circular material value that is used in the Design for Material Circularity method. The framework is based on an extensive literature review enhanced by industry experts’ interviews and provides a basis for data collection and knowledge capitalization on cycling activities. The open-loop recycling networks of eight materials, from the three main material classes, are characterized using this framework (steel, aluminium, copper, precious metals, specialty metals, rare earth elements, plastics and glass). Two case studies detail the deployment of these contributions. The first focuses on the optimal choice of material and end-of-life scenario for a 1,5-litre bottle container. The second is aimed at identifying material circularity hotspots and ideal end-of-life scenarios for a vehicular lithium-ion battery pack.

Aujourd’hui, une large part des métaux utilisés par l’industrie provient généralement des mines. Certains, dits stratégiques, pourraient présenter un risque d’approvisionnement voire d’épuisement des ressources naturelles. Ces métaux sont généralement utilisés dans des processus dispersifs, et se retrouvent répartis de façon inégale, avec d’autres métaux, dans des matrices toujours plus complexes, ce qui rend leur récupération couteuse en termes de procédés et d’énergie. Que ce soit pour des raisons stratégiques, économiques ou sociétales, il apparait que le recyclage des métaux est amené à devenir une activité importante dans le futur. L’approche hydrométallurgique, et en particulier l’extraction-séparation liquide-liquide, est une technique adaptée et éprouvée à ce jour pour répondre au recyclage des métaux. Ce travail de thèse s’intéresse au développement et l’étude de systèmes moléculaires fluorés pour l’extraction et la séparation de métaux par une approche liquide-liquide. La modularité de la partie fluorée de ce type de système moléculaire permet l’étude des diverses interactions (complexations, supramoléculaires) importantes d’un point du vue fondamental dans l’extraction liquide-liquide de métaux. De plus, leurs propriétés physico-chimiques (miscibilité,…) permettent d’envisager le design de procédés innovants dans le domaine de la séparation liquide-liquide, comme la mise en œuvre de systèmes tri-phasiques. Pour cela, deux séries de malonamides fluorés avec des espaceurs de taille variable, entre la tête complexante et le groupement perfluoré, ont été synthétisés. La modulation par l’espaceur de l’effet inductif des chaines perfluorées sur les propriétés physico-chimiques des extractants et sur la complexation d’un métal a été étudiée. De même, l’influence de certains paramètres d’extraction comme la charge en extractant, en acide et l’influence du diluant ont été caractérisés. La comparaison avec les ligands homologues hydrogénés a été effectuée, et les limites des différents systèmes établies. Une série de phosphates de trialkyles a également été étudiée et appliquée à un système tri-phasique d’extraction liquide-liquide. Des résultats préliminaires valident de manière encourageante l’approche choisie. / A large part of the metals used by the industry is still coming from mines. Some metals, called strategic metals, may encounter a supply risk or even a total depletion of natural resources. They are usually used in dispersive way which make their recovery complicated, costly and energy intensive since they are in unequal amount, with other metal, in ever more complex matrices. Whether for strategic, economic or societal reason, the metal recycling is about to become an important industry in a near future. Hydrometallurgical processes, and liquid-liquid extraction in particular, are a robust technic giving answer to some of the recycling challenge. Our aim was to develop and study some fluorinated system for the extraction and the separation of metal through liquid-liquid approach. The tenability of the fluorinated part of these system allow the study of multiple interaction (complexation or supramolecular ordering) important in a fundamental point of view in liquid-liquid extraction. Physical and chemical properties such as their miscibility allow the development of new processes in the solvent extraction field such as triphasic liquid extraction system. To this end, two series of fluorinated malonamides with various spacer length between the complexing head and the fluorinated moiety were synthetized. The modulation, through the spacer, of the inductive effect of the fluorinated chain on the physical and chemical properties of the extractant and the complexation of the metal was studied. The influence of various extraction parameters such as the concentration in extractant, the acid and the diluent were characterized. The comparison of these malonamides with their hydrogenated homologues was done and the limits of these systems established. A family of trialkylphosphate was developed and apply to a triphasic extraction system. Preliminary results confirm the approach.

Les élastomères siloxanes sont des thermodurcissables, réticulés chimiquement, qui ne peuvent être ni remis en forme, ni transférés sur un support autre que celui d'origine, ni recyclés. Afin d'apporter une réponse à ces limitations, nous avons cherché à développer des élastomères siloxanes vitrimères, les vitrimères étant des matériaux capables d'être remis en forme, réparés et soudés grâce à des réactions d'échange associatives catalysées se produisant dans le réseau et activées par élévation de la température. Dans la première approche, nous avons étudié la trans-siloxanation, réaction d'échange intrinsèque aux siloxanes vivants, catalysée par les anions silanolates SiO- présents dans le réseau. Cependant, le caractère vivant induit un équilibre entre le réseau et des cycles, ces derniers très volatils peuvent s'évaporer lors du chauffage, ce qui favorise alors la dépolymérisation du réseau par trans-siloxanation intramoléculaire. Il en résulte que ces élastomères vivants ne sont pas vitrimères, leur connectivité étant continument modifiée. Néanmoins, nous avons montré que l'ajout de carbonate de césium accélère la réaction d'échange et permet la soudure de deux joints d'élastomères dont au moins un est vivant. Dans la seconde approche, le caractère vitrimère repose sur des liens dynamiques imines au sein d'un réseau siloxane non vivant. L'avantage de ce lien étant d'être non seulement échangeable mais aussi dissociable dans certaines conditions douces, ces élastomères siloxanes ont pu être remis en forme et recyclés. Enfin, l'introduction de charges de silice a permis d'améliorer leurs propriétés mécaniques sans toutefois altérer leurs propriétés vitrimères. / The polysiloxane elastomers are thermosets, chemically cross-linked, that can neither be reshaped, transferred on a support different from their original one nor recyclable. In order to overcome these limitations, siloxane elastomer vitrimers have been developed, the vitrimers being materials able to be reshaped, repaired and welded thanks to catalyzed and thermo-activated associative exchange reactions occurring within the network. In a first approach, we studied the trans-siloxanation, the intrinsic exchange reaction of living siloxanes, catalyzed by the silanolate anion SiO-. Nevertheless, this living nature leads to equilibrium between the network and cycles, that can evaporate upon heating and cause the depolymerisation of the network by intramolecular trans-siloxanation. The living elastomers are thus not vitrimer since their connectivity is continuously modified. However, we have shown that the addition of caesium carbonate accelerates the exchange reaction and allows the welding of two joints with at least one living. In the second approach, the vitrimer behaviour relies on imine dynamic bonds introduced into a non living network (no silanolate anion). As this bond is exchangeable but also dissociable under soft conditions, imine siloxane elastomers can not only be reshaped and but also recycled. Finally, the introduction of silica charges improves the mechanical properties without altering the vitrimer properties.

L’objet de cette thèse porte sur le développement de technologies efficaces pour le recyclage du béton. Le béton est le plus utilisé des matériaux conçus par l’homme, et par voie de conséquence, sa fabrication consomme plus de ressources naturelles que n’importe quelle autre industrie. Le béton est responsable de 7% des émissions anthropiques de CO2, la moitie provenant de la décarbonatation du calcaire. Compte-tenu des quantités de matières utilisées et de déchets produits, le recyclage du béton est un enjeu environnemental majeur, et une priorité grandissante. Le principal défi au développement et à la mise en oeuvre d’un procède de recyclage du béton concerne la difficulté à séparer ses constituants, les graviers et la pâte de ciment. Le chauffage microonde est un candidat idéal pour parvenir à ce résultat, de par sa capacité à chauffer sélectivement les différentes phases d’un matériau multiphasique, induisant ainsi des fractures aux interfaces entre phases et conduisant à leur libération. Les effets du chauffage microonde sur le béton ont donc été étudies dans cette thèse avec l’objectif de conclure quant au bien-fondé de développer un procède de recyclage qui intègre les microondes. Les effets ont été mesures par des analyses classiques d’échelle macroscopique qui ont mises en évidence une corrélation significative entre le chauffage, l’augmentation de porosité et la diminution des propriétés mécaniques du béton. Pour mieux comprendre les changements mesures à une échelle macroscopique, une technique d’analyse locale d’images de la texture du béton, base sur la microscopie électronique, a été développée. L’analyse locale des changes induits par le chauffage du béton a révélé la présence d’une porosité de fractures, qui a permis d’expliquer les changements observes des propriétés du béton les plus pertinentes vis-à-vis du recyclage. L’analyse de la texture du béton soumis au chauffage par microondes a mis en évidence la formation de deux réseaux de fractures dans la pâte de ciment, dont le développement est dicte par les conditions du chauffage microonde. Les propriétés texturales de ces réseaux de fractures ont été corrélées directement aux variations des propriétés macroscopiques du béton, ainsi qu’à la libération des agrégats. L’analyse texturale a montré que la croissance de la fracture à l’interface entre les agrégats et la pâte de ciment survient durant les premiers instants du chauffage, et que la libération des agrégats dans le béton, appelée libération texturale, est significativement plus grande que la libération mesurée après fracture du béton par impact. Cette observation a démontré l’importance de choisir un mode de fragmentation capable de tirer parti de la fracture sélective des interfaces agrégat-ciment. De plus, le travail réalise a établi qu’il existe des relations de causalité entre les variations de la porosité de fractures présente dans le béton et les propriétés du béton les plus significatives pour son recyclage, revelant ainsi la possibilite de concevoir un procede de valorisation des dechets de béton en manipulant la texture du béton. En etablissant que le chauffage microonde permet de modifier la porosite de fractures du béton, ce travail conclut que le chauffage du béton par microondes est une technologie prometteuse pour concevoir un procede de recyclage du béton. Au-dela du seul objectif du recyclage du béton, la demonstration de l’existence de relations de causalite entre les proprietes de texture du béton et les criteres de performance associes a sa fragmentation ouvre des perspectives nouvelles pour analyser et concevoir des procedes de broyage des minerais. / This thesis is concerned with the development of efficient concrete recycling technology. Concrete is the most used manufactured material on the planet and as a consequence uses more natural resources than any other industry and is responsible for 7% of the world’s carbon dioxide production, 50% of that originating from the decarbonisation of limestone. Given the magnitude of materials used and the waste produced the recycling of concrete would be a major environmental boon and should be made a priority. The main obstacle to the development and implementation of a concrete recycling process is the necessity of separating concrete components, aggregate and cement paste before recycling. Microwave heating stands as an ideal candidate due to its capacity to selectively heat different phases in a multiphase material, thus producing phase boundary fracture and increasing the liberation of the component phases. The effects of microwave heating on concrete samples were investigated with the intent of concluding on the possibility of deriving a microwave-based recycling process for concrete. The effects were measured using standard macroscopic techniques and found a strong correlation between heating, increased porosity and decreased mechanical strength for concrete. In order to better understand the changes measured at the macroscopic scale, a dedicated image analysis technique was developed using electron microscopy to investigate local microscopic changes in concrete texture. Local investigation of the changes of heat treated concrete identified the presence of fracture porosity, which has significant explanatory power for observed changes in concrete properties most relevant to recycling. Textural analysis of concrete subjected to microwave heating showed the growth of two different networks of fractures throughout the cement paste matrix, whose development is associated with the microwave settings. These textural fracture properties correspond directly to the observed changes in mechanical properties as well as the observed liberation of aggregate particles. Textural analysis shows that phase boundary fracture growth occurs rapidly in the early stages of microwave treatment and that the absolute value of textural liberation is significantly higher than that of physical liberation. This highlights the importance of choosing an appropriate comminution method to make efficient use of phase boundary fracture. Moreover, the work established causal relationships between variations in fracture porosity and changes in properties of concrete most relevant to recycling, revealing the possibility of designing a concrete waste beneficiation process through manipulating concrete texture. Since microwave heating was found to be able to manipulate the form taken by the fracture porosity, this work concludes that microwave heating of concrete is a promising technology for designing a concrete recycling scheme. Moreover, through demonstration of causal links between textural properties and processing performance criteria, this work opens the possibility of an alternative approach for analysing and designing comminution process for minerals.