Le béton de liège : Optimisation de la formulation et des performances thermiques

Abstract

L’étude présentée dans ce mémoire vise à formuler et optimiser la performance d’un béton biosourcé à base de granulats de liège. L’une des principales contributions de l’étude réside dans l’utilisation d’un nouveau type de liège : le liège mâle, qui présente un nombre d’applications limité du fait qu’il ne présente aucune valeur commerciale. Afin d’arriver à notre objectif, le travail expérimental s’est focalisé autour de trois points essentiels : Le premier point concerne l’optimisation du mode de malaxage. Pour ce faire, sept bétons contenant 50% de liège (en volume total des granulats) sont confectionnés en faisant varier l’ordre d’introduction des constituants, le temps de malaxage et la nature du malaxeur de malaxage. Le deuxième point est dédié à l’évaluation de la performance de bétons de liège dont le mode de malaxage a été optimisé. Dans cette partie, quatre bétons de liège contenant 25, 50, 75 et 100% de liège sont évalués en termes de consistance, propriétés physiques, conductivité thermique, microstructure et propriétés mécaniques. Le dernier point consiste à étudier l’incidence de l’eau efficace sur les performances précitées du béton de liège. A ce propos, neuf bétons ont été formulés en considérant trois différents niveaux d’absorption de liège ainsi que trois pourcentages de liège (25, 50 et 75%). La première étape a montré l’impact de varier le protocole de malaxage sur la qualité du béton à l’état durci mais surtout sur son homogénéité à l’état frais. A l’issu de de cette première étape, nous avons conclu que le protocole de malaxage adéquat pour la formulation des bétons de liège consiste à (i) utiliser un malaxeur à axe verticale, (ii) introduire les granulats de liège avant la pâte cimentaire et (iii) malaxer le béton pendant 8 minutes. Pour tous les pourcentages de liège testés, les bétons de liège ont montré une bonne homogénéité et une masse volumique permettant de les classifier comme étant des bétons légers. Le béton à base de 25% de liège a révélé une conductivité thermique qui le qualifie comme béton de structure. En revanche ceux contenant 50% de liège et plus ont montré des conductivités thermiques et des performances mécaniques qui les prédestinent à l’isolation. Le BL100 a montré une performance thermomécanique qui rivalise avec celle des bétons biosourcés existants. Malgré leur bonne performance thermomécanique, l’interface entre le liège et la matrice cimentaire constitue un point de faiblesse pour les bétons de liège mâle étudiés. Les résultats relatifs à la dernière partie ont montré l’effet de considérer différents niveaux d’absorption de liège sur la performance du béton. En effet, Quel que soit le niveau considéré, la prise en compte de l’absorption en eau des granulats de liège permet d’améliorer la consistance du béton à l’état frais ainsi que sa performance hygrothermique à l’état durci. Aussi, pour des pourcentages de liège d’au moins 50%, il est clair qu’un niveau d’absorption correspondant à la saturation produit des bétons ayant une performance hygrothermique fortement améliorée. Cependant, il peut compromettre leur homogénéité et leur résistance à la compression. En somme, la considération d’un niveau correspondant à 2 heures d’absorption permet de combiner entre une performance hygrothermique améliorée et une bonne homogénéité