Mâchefers d'incinération de déchets non dangereux : gisement stratégique de substitution de granulats routiers classiques

Les materiaux etudies dans ce travail sont des Mâchefers d'Incineration de Dechets Non Dangereux (MIDND) composes de particules fines accompagnees de granulats de diametres allant jusqu'a 25 mm. L'etude de la faisabilite d'un reemploi en techniques routieres de ces types de sous-produits industriels est l'objectif vise en couplant experimentations et modelisation. Un modele numerique tridimensionnel de grave routiere traitee au ciment CEMI 42,5R a ete mis en place dans des Volumes Elementaires Representatifs des differentes phases du materiau composite. Le modele numerique est base sur une strategie de modelisation dite « multi-echelle » hierarchique. Pour alimenter ce modele numerique avec des proprietes intrinseques aux materiaux etudies, une campagne experimentale originale a ete menee. Pres de 70 % des particules etudiees ont une masse volumique apparente inferieure a 2 g/cm3. Cela a permis de classer les MIDND dans la categorie des granulats legers contrairement aux granulats naturels dont la masse volumique est superieure a 2 g/cm3. La composition chimique des granulats etudies est conforme a celle fournie dans la litterature. Les modules elastiques ont ete determines avec des tests d'indentation jamais menes jusqu'a maintenant sur ces types de granulats particuliers dans leur texture et leur composition. Les valeurs de modules elastiques obtenues varient de 15 a 68 GPa. Elles mettent en evidence l'heterogeneite particuliere qui caracterise la rigidite dans un granulat de MIDND. Toutefois, une valeur de 20 GPa a ete retenue pour le module d'Young homogeneise prenant en compte les differentes phases solides et la porosite dans un granulat de MIDND. Avec la modelisation developpee, le « laboratoire virtuel » a permis de determiner les parametres mecaniques caracterisant la grave traitee a 3 % de ciment. L'angle de frottement interne eleve de 76° confere une bonne capacite portante au materiau. Les angles de dilatance obtenus sont compris entre 6 et 10°. Ils sont proches des angles de dilatance du sable et du gravier. La classification de la Grave Traitee au Liant Hydraulique (GTLH) en classes mecaniques 3 et 4 lorsque le module d'Young des particules de mâchefers varie de 20 a 80 GPa prouve la faisabilite d'un reemploi de ce type de Sous-Produits Industriels dans ce secteur d'activites.