L'objectif de cette étude doctorale était de mieux comprendre le comportement d'un ajout cimentaire alternatif à haute teneur en alcalis comme le verre broyé (VB) face au phénomène de la réaction alcalis-silice (RAS). Ainsi, des systèmes cimentaires binaires et ternaires composés de ciments de différentes teneurs en alcalis (0.63 à 1.25% Na₂Oeq), de VB (10 - 30%) et d'un des ajouts cimentaires suivants : fumée de silice (FS) (5 - 10%), métakaolin (MK) (5 - 15%), cendre volante (CV) (15 - 30%) ou laitier de hauts fourneaux (LHF) (20 - 40%), ont été utilisés pour la fabrication de prismes de béton et de pâtes cimentaires. Les prismes de béton incorporant un calcaire hautement réactif (Spratt) ont été conditionnés à 38°C avec une H.R.>95% et leur changement dimensionnel suivi pour une période de deux ans. Les échantillons de pâtes cimentaires ont été, quant à eux, conservés dans des contenants hermétiques à 38°C et leur solution interstitielle extraite sous pression et analysée après 28 et 182 jours de conditionnement pour en déterminer la concentration en Na⁺ et K⁺. Contrairement à ce qui est attendu en fonction des connaissances actuelles, les résultats des analyses chimiques indiquent que le sodium du VB n'est pas relâché dans la solution interstitielle en proportion de son contenu original (>13% Na₂O), du moins pour les systèmes ternaires étudiés. L'ajout de VB réduit la [K⁺] de manière plus importante que ne le ferait une simple dilution du ciment, alors que la [OH⁻] est modestement influencée par l'ajout de VB. L'expansion des éprouvettes fabriquées à partir des mélanges ternaires étudiés n'est pas fonction du pourcentage de VB dans le système; d'ailleurs, de nombreux mélanges se trouvent de part et d'autre de la limite de 0.040% de deux ans préconisée par la Pratique Normalisée CSA A23.2-28A. La nature et la proportion de FS/MK/CV/LHF a un impact plus important que la quantité de VB. L'ajout de NaOH au mélange, tel que recommandé pour fins d'accélération lors des essais réalisés en laboratoire, semble réduire l'expansion de nombreux mélanges ternaires incorporant du VB. / The aim of this Ph.D. project was to deepen the understanding of the behaviour of a high-alkali Supplementary Cementitious Material (SCM) like Ground Glass (GG) on Alkali-Silica Reaction (ASR). Thus, binary and ternary cementitious systems made of 1) cements of different alkali contents (0.63 to 1.25% Na₂Oeq) 2); GG (10 - 30%) and 3) one of the following supplementary cementitious materials: Silica Fume (SF) (5 - 10%), Metakaolin (MK) (5 - 15%), Fly Ash (FA) (15 - 30%) or Blast Furnace Slag (BFS) (20 - 40%), were used to manufacture concrete prisms and cement pastes. Concrete prisms incorporating a highly reactive limestone (Spratt) were stored at 38°C with a R.H.>95% and their dimensional change monitored for a period of two years. Cement paste samples were stored at 38°C in sealed containers and their pore solution was extracted under pressure and analyzed for their concentration of Na⁺ and K⁺ (28 and 182 days). To the contrary of the expectations based on actual knowledge, the results of the chemical analysis suggest that the sodium of the GG is not released into the pore solution proportionally to its original content (13% Na₂O), at least for the cementitious systems studied. The addition of GG reduces the [K⁺] more significantly than would do a simple cement dilution, while the [OH⁻] is modestly influenced by the addition of GG in the system. The expansion of the prisms cast from the ternary mixtures studied is not a function of the percentage of GG in the system and many expansion results of mixtures are found on either side of the 0.040% two-year limit proposed by CSA Standard Practice A23.2-28A. The nature and proportion of FS/MK/CV/LHF in the system is more significant that the GG content. The addition of NaOH to the mixture, as recommended for acceleration purposes in laboratory tests, appears to reduce the expansion of many ternary mixtures incorporating GG.

L'urbanisation est en croissance et empiète sur les terres agricoles, il est donc impératif de trouver de nouvelles méthodes de production. Les toits verts, utilisés pour pratiquer l'agriculture urbaine, gagnent en popularité. Cependant, les substrats de culture pour les toitures végétalisées doivent respecter plusieurs critères et leur composition a un impact sur les végétaux. Dans une optique de développement durable et d'économie circulaire, l'objectif de ce projet était de développer des substrats de culture faits de matériaux recyclés pour la production horticole sur toitures. Les essais ont eu lieu sur le toit vert expérimental de l'Université Laval où des substrats à base de brique concassée, de verre cellulaire et de paillis minéralisé, avec ou sans perlite, avec une base de sable et de mousse de tourbe, ont été évalués et comparés aux substrats commerciaux pour les toitures végétalisées ou un substrat horticole. Le rendement de la laitue, tomate, basilic et mini pak-choï a été comparé et l'évolution des paramètres physiques, chimiques et biologiques des substrats a été caractérisée dans le temps. Globalement, les rendements des cultures sur substrats à base de briques et de verre cellulaire ont été comparables ou supérieurs à ceux du substrat commercial pour toiture, à l'exception de la laitue en 2023. La présence de perlite dans le mélange à base de brique n'a pas eu d'effets sur les rendements pour toutes les cultures. Le substrat à base de verre cellulaire utilisé seul a surpassé le substrat à base de verre cellulaire et perlite en 2022 pour la tomate, la laitue et le basilic. Les substrats composés de paillis minéralisés n'ont généralement pas bien performé, probablement dû à leur pH élevé qui a pu affecter la disponibilité des nutriments. Ainsi, l'intégration de matériaux recyclés comme la brique concassée et le verre cellulaire dans les substrats de culture horticole pour les toits semble être une option prometteuse, offrant une stabilité et une bonne porosité en air. Le verre a également l'avantage d'être léger et a tendance à garder le substrat plus frais. / Urbanization is expanding and encroaching on agricultural land, making it crucial to discover new production methods. Green roofs, which are becoming increasingly popular, serve as a means of practicing urban agriculture. However, the composition of roof growing media has a significant impact on plant growth and productivity, and they must meet several criteria. The objective of this project was to develop growing media made from recycled materials for horticultural production on rooftops. The experiment was conducted on the green roof at Université Laval using growing media made of crushed brick, foamed glass, and mineralized mulch, with or without perlite, compared with commercial rooftop and horticulture growing media. The study compared the yield of lettuce, tomato, basil, and tiny bok choy, and characterized the evolution of physical, chemical, and biological parameters of the growing media over time. Overall, the yields in growing media made from bricks and foamed glass were comparable or superior to those of the commercial roof growing media, except for lettuce in 2023. The presence of perlite in the brick-based mix had no effect on yield for all crops. The foamed glass growing medium used alone outperformed the foamed glass and perlite growing medium in 2022 for tomato, lettuce, and basil. Growing media made of mineralized mulch did not perform well, likely due to their high pH, which might have affected nutrient availability. Therefore, incorporating recycled materials like crushed brick and cellular glass into horticultural substrates for roofs seems to be a promising option. These materials offer stability, good air porosity, and foamed glass is also lightweight, keeping the growing media cooler.