Thèse Transformer les Terres Excavées en Ressources pour les Bétons Bas-Carbone Etude des Interactions Physico-Chimiques et de la Compatibilité Entre Terres Excavées et les Ressources Secondaires H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : IMT Nord Europe École doctorale : ENGSYS Sciences de l'ingénierie et des systèmes Laboratoire de recherche : LGCgE - Laboratoire Génie Civil & Géo-Environnement Direction de la thèse : Rachid ZENTAR ORCID 0000000223535396 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-08-15T23:59:59 La valorisation des terres excavées et des déchets inertes du BTP constitue un levier important pour réduire l'empreinte carbone du secteur de la construction et limiter la consommation de ressources naturelles.
Les terres excavées, les déblais, les granulats issus de bétons de démolition, les fines recyclées, les sables et gravillons recyclés, les déchets de briques de terre cuite ainsi que les mélanges de déchets inertes représentent des ressources secondaires prometteuses pour la formulation de bétons bas-carbone.
Toutefois, leur utilisation reste limitée par leur forte variabilité, leur hétérogénéité et les incertitudes liées à leur comportement au contact des liants cimentaires et des adjuvants. Cette thèse porte sur l'étude de la compatibilité physico-chimique entre les terres excavées, les ressources alternatives du BTP, les ciments bas-carbone et les systèmes d'adjuvants utilisés dans les bétons.

L'objectif est de mieux comprendre les mécanismes d'interaction entre ces différents constituants afin d'identifier les paramètres clés permettant de formuler des bétons performants, durables et adaptés aux contraintes de mise en oeuvre sur chantier.
Une attention particulière sera portée à l'influence des terres excavées et des matériaux recyclés sur la demande en eau, la rhéologie, la stabilité de l'ouvrabilité, la cinétique d'hydratation, la prise, les résistances mécaniques et les indicateurs de durabilité.

Cette thèse visera également à développer des méthodes rapides et opérationnelles permettant d'évaluer la compatibilité entre les terres excavées, les ressources secondaires, les liants cimentaires et les adjuvants.

Ces outils devront faciliter le choix des combinaisons les plus pertinentes et sécuriser l'utilisation de terres excavées et de matériaux recyclés variables selon les gisements.

Ce projet de thèse abordera les approches scientifiques suivantes :

- La caractérisation représentative de plusieurs gisements de terres excavées et de ressources secondaires issues du BTP afin d'évaluer leur potentiel de valorisation dans les bétons bas-carbone.
- L'étude des interactions physico-chimiques entre les terres excavées, les liants cimentaires et les superplastifiants, ainsi que de leur influence sur les mécanismes d'hydratation.
- L'analyse des interactions entre matériaux recyclés, ciments bas-carbone et additions minérales.
- L'identification des paramètres gouvernant la réactivité et la compatibilité des terres excavées avec les ciments à empreinte carbone réduite, les additions minérales et les différents systèmes d'adjuvants.
- Le développement de méthodes rapides, robustes et opérationnelles permettant d'évaluer la compatibilité entre terres excavées, ressources secondaires, liants bas-carbone et adjuvants, en vue d'une aide à la formulation.
- L'établissement de recommandations scientifiques et techniques pour sécuriser la valorisation des terres excavées et des ressources secondaires dans les bétons bas-carbone et favoriser leur déploiement à l'échelle industrielle.
À terme, cette recherche contribuera à lever les verrous liés à l'intégration de terres excavées dans les bétons bas-carbone. Elle permettra de proposer une méthodologie fiable de caractérisation, de compatibilité et de formulation, en faveur d'une utilisation maîtrisée, durable et opérationnelle de ces ressources secondaires dans le secteur de la construction.
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