Les teneurs en éléments majeurs et trace, les isotopes Sr-Nd-Pb, les teneurs en H2O et l’isotope de l’O des phénocristaux de cpx des basaltes cénozoïques de 11 sites du Sud Est Chinois situés dans des contextes géodynamiques variables ont été mesurés pour identifier les différents composants faisant partie de leur source. Les basaltes Cénozoïques de Zhejiang se sont mi en place durant deux périodes, 20-27Ma et après 11Ma. Leurs teneurs en H2O varient de 1.3-2.6%. Les basaltes Cénozoïques du Fujian ont fait éruption il y a moins de 10 Ma. Le teneurs en H2O initial des basaltes de Shiheng s’étend de 1.3-2.4%; les diabases de Bailin ont des teneurs s en eau estimés de 1.9-2.1%, et ceux de Mingxi des teneurs es initiaux de 0.3-0.5%. Les teneurs en H2O des basaltes de sont de 1.3-2.6%. Les basaltes de Xilong (Zhejiang), Mingxi (Fujian) et Leihuling (Hainan) ont des sources mantelliques contaminées par de la croûte océanique recyclée, ceux de Gaoping et Shuangcai (Zhejiang), Shiheng, Bailin et Niutuoshan (Fujian) et Maanling, Dayang et Fujitian (Hainan) voient leurs sources mantelliques contaminées par à la fois des sédiments et la croûte océanique recyclés. Les matériaux recyclés diffèrent suivant l’âge et la localisation. En résumé, les basaltes cénozoïques SE chinois ont des signatures élémentaires et isotopiques marquées par la présence de matériaux océaniques recyclés dans leurs sources mantelliques. Les matériaux recyclés varient entre les différentes localités, tant dans leurs proportions que leur degré d’évolution. Nos résultats montrent que la plaque subductée Ouest Pacifique affecte probablement la composition du manteau sous continentale du Sud Est Chinois / The major and trace element contents, Sr-Nd-Pb isotope, H2O contents and the cpx phenocryst O isotope of Cenozoic basalts from 11 places with distinct geological backgrounds in SE China have been measured to decipher the relationship between the possible recycled components and mantle geochemical heterogeneities. Zhejiang basalts erupted in two stages, 20-27Ma and after 11Ma. Their H2O contents range from 1.3-2.6%. The estimated H2O contents of initial basaltic melts for the Shiheng basalts range from 1.3-2.4%; the Bailin diabases have “fake” basaltic melt water contents from 1.9-2.1%; and the Mingxi basalts have initial H2O contents of 0.3-0.5%, in Fujian. H2O content the basalts from Leihuling (LH), Dayang (DY) and Fujitian (FJT) areas in Hainan are 2.7 wt. %, 1.3 wt. %, and 2.6 wt. %. The Xilong basalts from Zhejiang, Mingxi basalts from Fujian and Leihuling basalts from Hainan involved recycled oceanic crust components in the mantle source, while the Gaoping and Shuangcai basalts from Zhejiang, Shiheng, Bailin, and Niutoushan basalts from Fujian as well as the Maanling, Dayang and Fujitian basalts from Hainan involved recycled oceanic sediments and crust components in their mantle source. Overall, the SE China Cenozoic basalts have involved the recycled oceanic materials in their mantle source. The recycled oceanic materials have different existential state and locations, when the geological history of SE China are considered. The subducted Pacific slab most likely effect the composition of mantle in SE China

Ce travail de thèse combine des approches expérimentales et théoriques visant à caractériser les propriétés mécaniques et de durabilité des bétons à base de granulats recyclés. La première partie est consacrée à la quantification de l'effet des granulats recyclés sur les propriétés mécaniques et de durabilité de ces bétons. Les résultats montrent que les propriétés mécaniques et de durabilité des bétons à base de granulats recyclés sont sensibles non seulement aux propriétés physiques des granulats recyclés mais aussi à leur quantité au sein de la microstructure. Par ailleurs, une caractérisation des propriétés mécaniques locales grâce aux essais de nano indentation et micro indentation a aussi été entreprise; ce qui a permis d'avoir accès aux propriétés mécaniques des phases telles que les zones d'interface ou encore l'ancien mortier. La deuxième partie est une approche consacrée à l'établissement des modèles multi-échelles en mesure de rendre compte des propriétés macroscopiques (mécanique et de diffusion) des bétons à base de granulats de démolition en tirant profit des informations recueillies sur la microstructure (observation au microscope, nano et micro indentation,...). Une prise en compte du caractère complexe des granulats recyclés a aussi été abordée dans ce développement théorique. Enfin, une comparaison des résultats des modèles avec ceux expérimentaux est présentée puis discutée dans ce travail / This thesis combines experimental and theoretical approaches to characterize the mechanical and durability properties of recycled aggregate concretes (RAC). The first part of the work is devoted to the quantification of the impact of recycled concrete aggregates on the mechanical and durability properties of RAC. The results show that mechanical and durability properties of recycled aggregate concretes depend not only on the physical properties of recycled concrete aggregates but also on their quantity in the microstructure. Furthermore, statistical indentation technique is used to capture the local mechanical properties of phases in the microstructure of RAC such as the interfacial transition zones and the attached mortar. The second part of this study deals with the multi-scale modeling of the mechanical and the durability properties of RAC. The main purpose of this theoretical work is to establish models capable to predict the macroscopic behaviour based on the available information on the microstructure (obtained by optical microscopy or through indentation technique). The established models take into account the complex structure of the recycled concrete aggregates. Finally, the results of the models are compared with experimental data for discussion

Ce travail de recherches se situe dans le cadre de l’ANR VBD2012-ECO-construction par le Recyclage du Béton (ECOREB). Il vise à lever certains verrous scientifiques afin de rendre possible l’utilisation des granulats issus de la démolition/déconstruction pour élaborer de nouveaux bétons pour le bâtiment. L’ANR ECOREB est en relation avec le PN RECYBETON. Les deux projets interagissent fortement.Cette étude a pour objectif d’évaluer la durabilité des bétons recyclés vis-à-vis du gel/dégel modéré sans sels de déverglaçage. Les bétons ont été élaborés en faisant varier : le taux d’incorporation des granulats recyclés (GR) l’état de saturation des gravillons tout en maintenant la même classe de consistance S4 et la classe de résistance de type C35/45. Un agent entraîneur d’air a été introduit afin d’obtenir des bétons conformes à l’EN 206-1 avec deux teneurs en air occlus 4% et 6%.Dans un premier temps, les propriétés physiques et mécaniques des granulats recyclés (GR) ont été étudiées et comparées à celles des granulats naturels (GN). Les GR manifestent une capacité d’absorption d’eau dix fois supérieure à celle des GN, une résistance mécanique deux fois inférieure et une résistance au gel deux fois inférieure. Cependant ils sont classés non gélifs de catégorie Fdéclaré.. Les faibles propriétés des GR comparées à celles des GN s’expliquent par la présence de l’ancienne pâte de ciment qui entoure les grains originaux et qui est caractérisée par une forte porosité et par un fort réseau de fissures connecté créé lors du concassage du béton parent.Les propriétés physiques (porosité et coefficient d’absorption d’eau) de transfert (conductivité thermique, résistivité électrique et perméabilité) et mécaniques sont fortement impactées par l’incorporation des granulats recyclés de part l’augmentation de la porosité capillaire essentiellement et du réseau des fissures présentes dans les gravillons recyclés. Les relations établies entre les propriétés mécaniques et les propriétés physiques et de transfert ont été établies. L’applicabilité des Euro codes égalementLes formulations avec un taux d’air occlus de 4% sont de classe C30/37 pour tous les taux d’incorporations alors qu’une diminution notable des résistances mécaniques à la compression est observée pour un taux d’air occlus de 6% : le béton de référence devient de classe C16/20. L’incorporation des GR affecte la résistance au gel/dégel des bétons. En utilisant les indicateurs préconisés par la norme NFP 424, le béton sans agent entraineur d’air atteint les critères recommandés au 75ème cycle lorsqu’il est élaboré avec 100% de GR et au 125ème cycle quand seuls les GN sont utilisés. L’entraineur d’air améliore la tenue au gel des bétons. Nous remarquons que les bétons C35/45 30R-30R (30% en volume d’incorporation) avec 4% d’air entrainé présentent le comportement ressemblant à celui du béton référence et respecte les critères de la résistance préconisé par la norme NF P 18-424 et l’EN 206-1.Ce travail a permis également de mettre en place d’autre indicateurs performantielles pour estimer la résistance au gel/dégel des bétons à granulats recyclés. / Development in many sectors has negative environmental effects. In construction sector, there are millions of tonnes of construction and demolition waste (CDW) every year. This CDW has a significant damage on the environment and may endanger its sustainability. To find a conceivable solution for CDW and to preserve the natural resources, particularly the non-renewable ones, worldwide researches on recycled aggregates have been increased in order to investigate their revalorization possibilities in concretes.As many developed countries, France also has introduced legislations and strategies to reduce the environmental effects of CDW. Corresponding to problem of CDW, there are two national project called PN-RECYBETON and ANR VBD2012-ECOREB that deal with how to provide concretes for building field using aggregates provided from CDW.This work aims to determine the durability of recycled aggregate concrete by freeze/thaw cycles. Four types of concrete were prepared by varying the replacement ratio of natural aggregates (NA) by recycled one (RA). The volumetric substitutions rates are respectively 0%, 33%, 55% and 100%, while the concretes mix design were adjusted in order to achieve the same consistency class of S4. Furthermore, we also studied the durability of these concretes varying the air content through an air entraining agent.After characterization of physical and mechanical properties of NA and RA, we found that the water absorption capacity of RA is 10 times greater than that of NA due to a low density. Moreover, the RA presents poor mechanical résistance by LA, MDE and freezing action.These poor performances of RA can be explained by the existence of pores and crack in old cement paste that provided during production process. The microstructure of RA was analyzed by SEM.Regarding to the influence of RA in mix design, with total substitution the density of hardened decrease 17% while the porosity become two times greater than those of natural concrete.In addition, the mechanical properties of studied concretes mix design decreases through the incorporation of RA. Regarding to the transfer properties, the gas permeability of the concrete 100% substitution is 2 times higher than that of reference one. On the other hand, the electric resistivity decreases with increasing of RA content.The Air-Entraining agent has a significant effect on the compressive and the splitting tensile strengths. It is observed that with 6% of air content the mentioned mechanical properties decrease drastically (a diminution higher than 50%). The increase of RAC content in the mixtures decreases their freezing/thawing resistance.The introduction of Air-Entraining agent improves the freezing/thawing resistance of concrete. The air-entrained concrete with 50% and 100% of RA present the poor performance than that of reference concrete via the studied durability indicators. Moreover, the air-entrained concrete C35/45 30R-30R with 4% and 6% of air content show the similar performance as air-entrained control concrete.

Cette étude consiste à analyser les propriétés du béton destiné aux applications résidentielles dans lesquelles une partie des granulats naturels (GN) sont remplacés par des granulats recyclés (GR). On analyse les impacts sur la résistance, la durabilité et la microstructure du béton en fonction du taux de remplacement. Trois différents types des GR sont étudiés. Les essais de caractérisation des granulats recyclés, tels que la densité, l’absorption, la granulométrie, la teneur en impuretés, en matières organiques et en ions chlorure sont effectués. Les essais réalisés sur les bétons se résument essentiellement aux essais de la résistance à la compression, du retrait de séchage, de la résistance aux cycles de gels-dégels, de la perméabilité aux ions chlorure et de la résistivité électrique. Dans le but d’identifier l’effet des granulats fins recyclés sur le comportement des bétons, les analyses thermogravimétriques (ATG) et le pH des mortiers à base des granulats recyclés sont également déterminés. Les bétons évalués dans le cadre de cette étude de classes d’exposition « F-2 » et « R » sont destinés pour la construction résidentielle et des petits bâtiments. Compte tenu de critère de résistance plus sévère, le béton choisi pour les essais est de classe F-2 selon la classification de la norme CSA A23.1-14 (annexe 1 et 40). La norme prévoit que le béton soit soumis aux cycles de gels-dégels dans des conditions non saturées, mais ne soit pas exposé aux ions chlorure. À titre d’exemples, on peut nommer les murs et les poteaux extérieurs. La norme CSA établit les propriétés minimales pour un béton de classe F-2 (annexe 2). Ainsi, la formulation vise un rapport eau/liant (E/L) de 0.55 et une teneur en air de 4 à 6% selon le diamètre maximal du gros granulat utilisé (annexe 3). Les formules des bétons sont déterminées par la méthode des volumes absolus (CAN-A23.1-94 et ACI 211.1-74). Dans cette étude, le liant utilisé est le ciment de type GU, le ciment binaire à base de laitier et les ciments ternaires à base de laitier et fumée de silice ou à base de cendres volantes et fumée de silice. Les GR sont composés de gros granulats et de granulats fins. Le remplacement du GN par le granulat recyclé est effectué de la manière suivante : une proportion des granulats fins recyclés remplace le sable et une partie des gros granulats recyclés remplace les gros granulats naturels. Les proportions massiques des granulats naturels dans le mélange sont effectuées suite à une optimisation granulaire des matériaux par rapport à la courbe visée de Fuller et Thompson (Gagné et Aïtcin, 2014). Bien que certaines propriétés des bétons aux GR et ciment GU soient plus faibles, comparativement aux propriétées des bétons aux granulats naturels, il est possible d’obtenir la résistance à la compression minimale de 25 MPa à 28 jours, recommandée par la norme CSA A23.1-14 (bétons de classe F2), en optimisant le taux de remplacement des granulats recyclés de 15% pour un béton formulé avec du ciment GU et de 45% pour un béton formulé avec du ciment binaire au laitier. Mots-clés : Béton résidentiel, ciment binaire, ciment de type GU, ciment ternaire, durabilité, granulats recyclés, méthode des volumes absolus, optimisation des granulats, résistance.

Dans le domaine automobile, intégrer de plus en plus de matériaux composites recyclés tout en améliorant les performances initiales et en diminuant les masses emportées devient un compromis auquel il faut répondre. Par ailleurs, les pièces de structures en matériaux composites destinées au crash sont souvent soumises à des conditions environnementales, notamment des températures modérément élevées, pouvant produire une dégradation physico-chimique progressive. Ainsi, pour assurer une meilleure conception et une durabilité des pièces, il est primordial de bien cerner l’influence du vieillissement thermique sur les propriétés dynamiques des matériaux. Dans ce but, ce travail vise à coupler la physique de la cinétique de dégradation par oxydation et le comportement mécanique multi-échelles d’un nouveau matériau composite totalement issu du recyclage à renfort carbone et matrice à base polypropylène. Le premier axe de l’étude est dédié à l’élaboration, la caractérisation physicochimique, microstructurale et mécanique de plusieurs formulations de composites. Une fois le composite optimal sélectionné, une méthodologie hybride, expérimentale et numérique, visant à caractériser les propriétés dynamiques rapides allant jusqu’à des vitesses de déformation de 100 s-1 est développée. Le deuxième axe de ce travail est focalisé sur l’étude de l’influence de la thermo-oxydation sur les propriétés physico-chimique et mécaniques à différentes vitesses de sollicitation du composite optimal et sa matrice. L’ensemble des données expérimentales issues du vieillissement a permis l’identification d’un modèle cinétique basé sur un schéma mécanistique de l’oxydation des matériaux vieillis. D’autre part, une étude qualitative et quantitative de l’effet du vieillissement sur les mécanismes d’endommagement a été réalisée à l’échelle microscopique visant à mettre en place une loi d’endommagement reliant, pour une déformation imposée donnée, le taux d’endommagement local à la concentration des produits d’oxydation. Les résultats de cette étude mettent en évidence la possibilité de développer des lois de comportement affectés par les paramètres de modèles cinétiques décrivant l’évolution de l’état physico-chimique du composite au cours du vieillissement. / In the automotive sector, integrating more and more recycled composite materials while improving the initial performance and decreasing the carried masses becomes a compromise that needs to be addressed. Moreover, structural parts made of composite materials intended for crash are often subjected to environmental conditions, including moderately high temperatures, capable of causing gradual physico-chemical degradation. Thus, to ensure better design and durability of parts, it is important to understand the influence of thermal aging on the dynamic properties of materials. To this end, this work aims to couple the physics of oxidative degradation kinetics and the multi-scales mechanical behavior of a new fully recycled composite based on a polypropylene matrix and carbon fibers. The first axis of the study is dedicated to the elaboration, the physicochemical, microstructural and mechanical characterization of several formulations of composites. Once the optimal composite is selected, a hybrid experimental and numerical methodology is s is developed in order to characterize the dynamic properties at high strain rates reaching 100 s-1. The second axis of this work is focused on the study of the influence of thermo-oxidation on the physicochemical and mechanical properties at different strain rates of the optimal composite and its matrix. The resulting experimental has allowed the identification of a kinetic model parameters based on a mechanistic scheme. Furthermore, a qualitative and quantitative study of the effect of aging on the damage mechanisms has been carried out at a microscopic scale in order to establish a damage law linking, for a given imposed strain, the local damage density to the concentration of the oxidation products. The results of this study highlight the possibility of developing behavioral laws affected by the parameters of kinetic models describing the evolution of the physicochemical state of the composite during aging.

Devant le besoin croissant de ressources en matériaux de construction ainsi que les exigences en terme de préservation de l’environnement dans une vision de développement durable, il est devenu nécessaire d'étudier toutes les possibilités de réutilisation et de valorisation des déchets et des sous-produits industriels, notamment dans le domaine de la construction et des travaux publics.Les mortiers et bétons confectionnés à partir de granulats recyclés ont fait l’objet de nombreuses études. Toutefois, aucune règle générale n’a encore été dégagée pour quantifier l’influence de telles substitutions sur leurs propriétés rhéologiques et mécaniques. L’élargissement de l’utilisation des bétons comportant des granulats recyclés, dont les propriétés physico-chimiques sont différentes des bétons à base de granulats naturels, est inévitablement cautionné par une maitrise accrue, d’une part, de leurs propriétés mécaniques et d’autre part, de leur mise en œuvre.L’objectif de ce travail est de quantifier l’influence de la nature et du dosage des gravillons et du sable recyclé sur les propriétés rhéologiques et mécaniques.Pour y parvenir, une campagne d’essais a été menée sur des bétons confectionnés avec différents taux de substitutions (sur le sable et les granulats) et avec différents couples ciments/adjuvants. En ce qui concerne les propriétés rhéologiques, les paramètres mesurés sont les suivants : le seuil de cisaillement, la viscosité plastique, l’ouvrabilité, la teneur en air et la masse volumique. De plus, afin de suivre l’évolution de ces propriétés dans le temps les essais ont été réalisés à différents âges (à la sortie du malaxeur, 30 minutes, 60 minutes et 90 minutes après la fin du malaxage). En ce qui concerne les propriétés mécaniques, des essais de compressions ont été effectués à 1 jour, 7 jours et 28 jours. Les propriétés des bétons ainsi confectionnés ont été comparées à un béton témoin.Les résultats montrent que les propriétés des bétons et des MBE (Mortier de Béton Equivalent) à base de granulats recyclés dépendent du couple ciment/adjuvant et du dosage de substitution en granulats recyclés. Cela signifie qu'il existe effectivement une influence du granulat recyclé sur la compatibilité (équilibre physico-chimique) du couple ciment/adjuvant. Cette influence est plus remarquable sur le sable que sur les gravillons. Les résultats montrent aussi que pour des bétons à base de granulats recyclés, plus le pourcentage de substitution est élevé et plus le seuil de cisaillement et la viscosité plastique augmentent, la résistance à la compression, quant à elle, diminue.Mots clés : béton, gravillons recyclés, sable recyclé, rhéologie, maniabilité. / With the growing need of building material resources and requirements in terms of environmental protection in a vision of sustainable development, it has become necessary to explore all possibilities for the reuse and recycling of and industrial waste products, especially in the field of construction and public works.Mortars and concrete made from recycled aggregates were the subject of numerous studies. However, no general rule has been identified to quantify the influence of such substitutions on their rheological and mechanical properties. Expanding the use of concrete containing recycled aggregates whose physicochemical properties are different from concrete with natural aggregates, is inevitably backed by increased mastery, on the one hand, of their mechanical properties, and secondly their implementation.The objective of this work is to quantify the influence of the nature and dosage of recycled gravel and sand on the rheological and mechanical properties.To do so, a test campaign was conducted on concrete made with different percentages of substitutions (on the sand and aggregates) and with different combination cements / admixtures. Regarding the rheological properties, the measured parameters are: shear threshold, plastic viscosity, workability, air content and density. Furthermore, in order to follow the evolution of these quantities in the time the tests were carried out at different ages (at the outlet of the mixer, 30 minutes, 60 minutes and 90 minutes after the end of mixing). Regarding the mechanical properties, compression tests were performed at 1 day, 7 days and 28 days. The properties of these concretes were compared to a control concrete.The results show that the properties of recycled concrete aggregates and ECM (Equivalent Concrete Mortar) depend on the couple cement / admixture and the level of substitution on recycled aggregates. This means that there is indeed an influence of recycled aggregate on the compatibility (phisico-chemical equilibrium) of the couple cement / admixture. This influence is most notable on the sand than on gravel. The results also show that for concrete based on recycled aggregate, the higher the percentage of substitution increases, the higher the yield stress and plastic viscosity and the lower the resistance to compression.Keywords: concrete, recycled aggregates, recycled sand, rheology, workability.

Le béton est le deuxième matériau le plus consommé au monde après l'eau. Les professionnels de la construction, de plus en plus confrontés aux questions liées à la préservation de l'environnement, font face depuis quelques années à des difficultés d'approvisionnement en matière première. D'autre part, le secteur du bâtiment produit une quantité très importante de déchets, qui sont encore trop souvent déposés en installation de stockage. La valorisation de ces déchets devient un enjeu environnemental majeur. Leur réutilisation sous forme de granulats destinés à la fabrication de nouveaux bétons permettrait la préservation des ressources naturelles, mais également une limitation de la pollution par enfouissement.Le travail de doctorat présenté dans ce manuscrit a pour objectif d'améliorer la compréhension du comportement des bétons de granulats recyclés soumis à des températures élevées. En effet, lorsque le béton est soumis à des températures élevées, lors d'un incendie par exemple, le matériau subit de nombreuses altérations - dilatation des granulats, retrait de la pâte de ciment, augmentation de la pression de vapeur au sein du matériau, ou encore différentes contraintes thermiques qui peuvent conduire à des phénomènes de fissuration et d'écaillage. De par leur composition, les granulats recyclés présentent des caractéristiques différentes des granulats naturels qui peuvent influencer les caractéristiques physiques, mécaniques et thermiques du béton. Nous comprenons qu'il est primordial d'être en mesure d'anticiper le comportement du béton recyclé à haute température afin de permettre son utilisation dans le bâtiment.Les recherches présentées ici consistent en une approche expérimentale. Deux sortes de granulats recyclés sont testées, un « granulat recyclé de laboratoire » issu d'un béton naturel formulé, coulé et concassé au laboratoire, et un « granulat recyclé industriel » issu d'un chantier de démolition. Les bétons incorporant ces granulats sont formulés avec deux types de matrices cimentaires : une matrice ordinaire, avec un rapport E/C de 0.6 et une matrice hautes performances, avec un rapport E/C de 0.3. Les bétons sont soumis à des cycles de chauffage – refroidissement jusqu'à 150°C, 300°C, 450°C et 750°C, à vitesse lente afin d'assurer l'homogénéité de la température au sein des échantillons. A l'issue de chaque traitement thermique, l'évolution des propriétés thermiques, mécaniques et microstructurales est analysée. L'enjeu de ces travaux est également de comprendre l'interaction entre les granulats et les matrices de compacité variable, à température élevée. / In the past decade, constructions sites have been growing more than ever, and the aggregate production and importation are not sufficient any more to cover the needs in construction materials. The goal set in France is to re-use 20 more Mt each year of waste as recycled material for building sites before 2020.The objective of this experimental study is to assess the high temperature behavior of ordinary and high performance concrete made with recycled coarse aggregates (RCA). Concrete behavior at high temperature -expansion of aggregates, withdrawal of cement paste, increase of vapor pressure, chemical transformations...- can lead to several phenomena such as spalling, and a dramatic loss of mechanical properties. As aggregates occupy a large volume of concrete, around 60-80%, they play a major role in the heat and mass transfer into concrete during fire. Recycled coarse aggregates (RCA) being different from natural coarse aggregates (NCA) in many ways – higher porosity, double interfacial transition zone – it is essential to study recycled aggregate concrete behavior when submitted to high temperature.Two types of recycled coarse aggregates are used. An industrial one, obtained from a building demolition site and a laboratory one was obtained from a parent concrete (PC) mixed, cast and crushed in the laboratory. From both recycled aggregates, normal concrete (w/c = 0.6) and high performance concrete (w/c = 0.3) are cast. The four recycled concretes are compared to reference concretes, with the same formulation, made with silico-calcereous coarse natural aggregates. Concretes cylinders are subjected to heating/cooling cycles, up to 150, 300, 450 or 750°C. The heating rate is 0.5°C/min, and is followed by a 2 hours stage once the target temperature is reached, to insure an homogeneous temperature inside the cylinder. Cracks of concrete specimen are observed by optical microscopy, then their residual mechanical performances are measured (compressive strength, splitting tensile strength and dynamic young modulus). Their thermal behavior (conductivity, diffusivity, specific heat, thermal gradient during heating), and the evolution of their microstructure (loss of weight, porosity) are also studied.The study is completed with a Life Cycle Analysis were the life cycle of 1m3 of concrete is studied according three options. A scenario without recycling, a scenario were demolition waste are recycled into aggregates in-situ, a scenario were demolition waste are recycled into aggregates and transported to another construction site.

L‟élimination de certains déchets est un enjeu important en Côte d‟Ivoire. Une des solutions proposée est d‟envisager l‟utilisation de ces déchets comme granulats dans les bétons. Les travaux présentés dans ce document portent sur l‟incorporation de quatre différents déchets.La première étude porte sur un béton confectionné avec trois types de déchets : du verre concassé, du ciment durci concassé et des pneus découpés. Elle a été réalisée en deux phases. Dans la première ces déchets ont été incorporés à du béton pour remplacer 100% des graviers (substitution totale). Dans la seconde une substitution (massique) partielle de gravier a été réalisée dans les proportions suivantes 5, 10, 15, 20, 25 et 30 %, la matrice mortier et le rapport eau-ciment restant identiques. Après une maturation de 28 jours leurs résistances en compression ont été déterminées. Ces résultats montrent que les bétons de recyclât ont une résistance inférieure à celui des bétons de concassé de gravier. Toutefois, la résistance mécanique baisse avec l‟augmentation de la substitution. Une loi donnant la résistance en fonction du taux de recyclât a été établie. De plus, la spécificité des granulats de caoutchouc (résistance à la fissuration) est remarquée.Par ailleurs, les résistances des bétons de recyclât ont permis d‟établir une loi donnant la résistance en fonction des caractéristiques des agrégats et de leur fraction volumique. Une modélisation analytique a été proposée pour prédire la résistance des bétons en fonction de la taille et du volume des granulats recyclés.Les granulats issus du concassage des bétons frais (retour de toupie) utilisés comme substituant des granulats naturels a été menée pour évaluer leur potentiel. Un plan d‟expériences statistique à deux variables (% de recyclât dans le sable et % de recyclât dans le gravier) a été utilisé pour réduire le nombre de mesures. Les proportions de remplacement utilisées sont : 0%, 50% et 100%. Les propriétés mécaniques ont été déterminées par différentes méthodes destructives (résistance à la compression et à la traction) et non destructives (ondes ultrasonores pour évaluer l‟élasticité du matériau). De même, les propriétés physiques telles que la porosité accessible à l‟eau, la masse volumique ont été mesurées. Ces résultats montrent une bonne corrélation entre le pourcentage de remplacement et les propriétés physiques et mécaniques de ce béton / Waste management is an important issue for Côte d‟Ivoire. Among many possibilities, recycling wastes as aggregates for concrete is a solution that deserves to be evaluated. In this study four recycled aggregates are tested: crushed glass, tire cut rubber, hardened cement and fresh concrete waste. There properties are compared to those of natural aggregates.A first study is realized in Côte d‟Ivoire on glass, rubber and hardened cement. Concrete is realized and tested in compression (cylindrical 16x32 specimens). A mix with an increasing quantity of coarse aggregates is tested for each recycled material (20 %, 25 %, 30 % and 50 % in mass of fine and coarse aggregates). It is shown that the strength decreases with the replacement rate and that the decrease depends on the replacing material. The materials ranged in the following increasing order: rubber, glass, hardened cement and natural aggregates. A power law is established which gives the compressive strength as function of the mix and the materials characteristics. Analytical modeling was proposed for predincting the strength with respect to recycled aggregates size and volume.Another experiment is also made on glass and rubber, where partial replacement in increasing percentage is tested. Natural aggregates are partially replaced in the mix with the ranges of 5, 10, 20, 25 and 30 % by rubber and glass. The compressive strength is determined and a decrease is observed for the two materials. In the case of rubber a high decrease in observe with the replacement. In the case of glass a decrease occurs between 0 and 5 % replacement then the strength remains constant with the replacement rate. The third experiment is made with partial replacement of fresh recycled concrete (excess of ready-mixed concrete from concrete mixing plant which is hardened and then crushed). A plan of experiments is made which allows a polynomial law to be drawn giving the strength as a function of the recycled proportion. Other properties (Young modulus, P wave velocity, porosity, density, etc) have been determined and their relation with replacement rate computed.

Les matériaux au contact des aliments (MCDA) constituent un enjeu majeur pour les industriels européens de l’alimentation et de l’emballage d’autant que les MCDA doivent être produits selon les bonnes pratiques de fabrication et être en accord avec les règlementations, notamment le règlement cadre européen 1935/2004. Les MCDA constituent une source potentielle de contamination des aliments car ils peuvent transférer des constituants aux aliments par migration. Parmi les MCDA, les matériaux papiers-cartons sont les plus utilisés après les matériaux plastiques et leur taux de recyclage en Europe était de 72% en 2015 et il ne cesse d’augmenter. En plus des substances dites intentionnelles (SI), des substances non intentionnelles (SNI) peuvent migrer du MCDA vers l’aliment ; elles peuvent être des impuretés, des produits de dégradation, des contaminants provenant des matériaux recyclés etc. Actuellement, de nombreuses SNI ne sont pas identifiées. La présence potentielle de SNI et la nature complexe de ces matériaux rendent difficile l’étude des MCDA papiers-cartons recyclés. Ce projet de thèse a pour objectif d’évaluer le danger lié de ces matériaux. Pour cela, des papiers-cartons recyclés ont été prélevés le long d’une chaine de production (du papier-carton à recycler de début de chaine au papier-carton issu du processus de recyclage), extraits dans l’eau puis lyophilisés. Des analyses chimiques ont été réalisées par spectrophotométrie et par des méthodes chromatographiques (HPLC, GC-MS, LC-MS, ICP-MS). Ces analyses ont montré la présence d’un plus grand nombre de substances dans le papier-carton de début de chaine par rapport au papier-carton de fin de chaine de recyclage. Parmi les composants détectés, des substances naturelles ont été identifiées dans les deux extraits étudiés, provenant notamment du bois qui est la matière première utilisée pour la fabrication du papier (polymères de cellulose, d’hémicellulose et de lignine, acides gras, sucres, acides résiniques ou encore des phénols). D’autres substances identifiées comme additifs ou contaminants ont été caractérisées dans les extraits étudiés, dont bisphénols, des molécules appartenant à la famille des phthalates, des amines aromatiques ou encore des hydrocarbures saturés d’huiles minérales. Il est à souligner qu’une grande partie des substances identifiées dans le produit de début de chaine étaient absentes du produit de fin de chaine. En parallèle des analyses chimiques, des biotests ont été réalisés afin d’identifier des mécanismes d’action et des potentiels effets « cocktail ». Grâce à une batterie de biotests, les effets des extraits sur des cibles toxicologiques ont été étudiés sur différentes lignées cellulaires humaines (deux lignées hépatiques HEpG2 et HepaRG, la lignée hERα-HeLa-9903 et la lignée MDA-kb2): cytotoxicité, génotoxicité et potentiel perturbateur endocrinien. A la plus forte concentration testée, seul l’extrait de produit de fin de chaine a entrainé un effet cytotoxique sur la lignée MDA-kb2. Cependant, les mêmes conditions de test ont montré que les produits de départ et de fin de chaine pouvaient entrainer un stress oxydant dans les lignées hépatiques utilisées. L’évaluation de la génotoxicité a montré des effets génotoxiques des deux papiers-cartons étudiés. Cependant, contrairement aux lésions du matériel génétique induites par le produit de départ, les dommages de l’ADN dus au produit de de fin de chaine pourraient ne pas être réparables pas les systèmes de réparation cellulaires et entrainer des mutations chromosomiques. Enfin, l’étude du potentiel perturbateur endocrinien a mis en évidence des activités oestrogéniques et antiandrogéniques dose-dépendantes des extraits étudiés. Ainsi, la mise en corrélation des résultats d’analyses chimiques et toxicologiques permet d’offrir une stratégie pertinente pour l’évaluation du danger lié aux MCDA, afin d’aider les industriels dans l’évaluation du risque des potentiels NIAS présents dans ces matériaux. / Food contact materials (FCM) are a major issue of concern for European packaging and food companies as FCM must be produced in accordance with the good manufacturing practices and be in compliance with European Regulation 1935/2004/UE. FCM could be a potential source of food contamination because they could release chemicals by a phenomenon called migration. Among FCM, paperboards are the most common materials after plastics and the recycling rate of paperboards is high and was 72% in Europe in 2015. In addition to started substances also called Intentionally Added Substances (IAS), Non-Intentionally Added Substances (NIAS) such as impurities, degradation products, contaminants from recycled materials etc, are also able to migrate from the FCM to food and many of them are not always fully characterized. Assessing the risk of recycled paperboards FCM is difficult because of NIAS and as recycled paperboards can be complex mixtures of substances. This thesis project uses a methodology combining chemical analysis and in vitro bioassays to evaluate the potential hazard of recycled food contact paperboard extracts. For this study, recycled paperboards have been sampled at different steps a food packaging production chain (the starting paperboard of the beginning of the production chain and the end paperboard issued from the recycling process), extracted with water and the dry matter content was recovered by freeze-drying. Chemical analysis of the extracts was performed by spectrophotometry and by chromatographic methods (HPLC, GC-MS, LC-MS and ICP-MS). Chemical analysis showed the presence of a higher number of substances in the starting paperboard than the end paperboard issued from the recycling process. Among these substances, several natural substances were detected in both extracts such as wood extractives (polymers of cellulose, hemicellulose and lignin, fatty acids, sugars, resin acids and phenols). Other substances identified as additives and contaminants were characterized in both extracts such as bisphenols, phthalates, aromatic amins or mineral oil saturated hydrocarbons. It is important to precise that a large number of the substances of the starting paperboard were not detected in the end paperboard. In parallel to chemical characterization, bioassays were used as relevant tools to identify mechanisms of action and potential “cocktail effects”. A battery of bioassays has been performed using different human cell lines (two hepatic cell lines HepG2 and HepaRG, the hERα-HeLa-9903 cell line and the MDA-kb2 cell line) to check toxicological endpoints which are relevant to low exposure: cytotoxicity, genotoxicity and potential endocrine disruption. No cytototoxic effects of both extracts were observed on both human hepatic cell lines HepG2 and HepaRG neither on the HeLa 9903 cell line; whereas the end paperboard extract had cytotoxic effects on MDA-kb2 cells at the highest tested concentration. However, in the same conditions, the starting and the recycled end paperboard extracts were able to induce oxidative stress in the used cell lines. The results of the genotoxicity study showed genotoxic effects of the starting paperboard and the end paperboards. The DNA damage induced by the starting paperboard in the used cellular models might be repaired by cell repair systems. In contrast, data of this study suggest that the end paperboard was able to induce DNA damage that might turn into chromosomal mutations. Data of the endocrine disruption potential showed that the tested FCM paperboard extracts induced significant agonist and dose dependent estrogenic and antiandrogenic activities in the used cell lines. The correlation of the results of the in vitro toxicological study and chemical analysis offers a relevant strategy for hazard assessment of FCM in order to help manufacturers to manage the risk of NIAS.

L‟élimination de certains déchets est un enjeu important en Côte d‟Ivoire. Une des solutions proposée est d‟envisager l‟utilisation de ces déchets comme granulats dans les bétons. Les travaux présentés dans ce document portent sur l‟incorporation de quatre différents déchets.La première étude porte sur un béton confectionné avec trois types de déchets : du verre concassé, du ciment durci concassé et des pneus découpés. Elle a été réalisée en deux phases. Dans la première ces déchets ont été incorporés à du béton pour remplacer 100% des graviers (substitution totale). Dans la seconde une substitution (massique) partielle de gravier a été réalisée dans les proportions suivantes 5, 10, 15, 20, 25 et 30 %, la matrice mortier et le rapport eau-ciment restant identiques. Après une maturation de 28 jours leurs résistances en compression ont été déterminées. Ces résultats montrent que les bétons de recyclât ont une résistance inférieure à celui des bétons de concassé de gravier. Toutefois, la résistance mécanique baisse avec l‟augmentation de la substitution. Une loi donnant la résistance en fonction du taux de recyclât a été établie. De plus, la spécificité des granulats de caoutchouc (résistance à la fissuration) est remarquée.Par ailleurs, les résistances des bétons de recyclât ont permis d‟établir une loi donnant la résistance en fonction des caractéristiques des agrégats et de leur fraction volumique. Une modélisation analytique a été proposée pour prédire la résistance des bétons en fonction de la taille et du volume des granulats recyclés.Les granulats issus du concassage des bétons frais (retour de toupie) utilisés comme substituant des granulats naturels a été menée pour évaluer leur potentiel. Un plan d‟expériences statistique à deux variables (% de recyclât dans le sable et % de recyclât dans le gravier) a été utilisé pour réduire le nombre de mesures. Les proportions de remplacement utilisées sont : 0%, 50% et 100%. Les propriétés mécaniques ont été déterminées par différentes méthodes destructives (résistance à la compression et à la traction) et non destructives (ondes ultrasonores pour évaluer l‟élasticité du matériau). De même, les propriétés physiques telles que la porosité accessible à l‟eau, la masse volumique ont été mesurées. Ces résultats montrent une bonne corrélation entre le pourcentage de remplacement et les propriétés physiques et mécaniques de ce béton