Le professeur agrégé Viet effectue des recherches sur les matériaux de béton à base de boues d'épuration et de cendres volantes.

Le professeur agrégé Dr. Huynh Trong Phuoc (Université de Can Tho ) a participé à la recherche sur les matériaux de type béton à partir de boues d'épuration et de cendres volantes appliqués au nivellement.

Le professeur agrégé Huynh Trong Phuoc (35 ans) vient de recevoir le Golden Globe Award 2023 pour ses réalisations exceptionnelles dans le domaine de la recherche et de la formation scientifiques , parmi lesquelles la création de matériaux à partir de boues résiduaires est l'un des projets les plus remarquables.

Le professeur agrégé Phuoc a indiqué que ces recherches avaient été menées il y a sept ans, dans le cadre de son doctorat à l'Université nationale des sciences et technologies de Taïwan. À l'époque, une entreprise de traitement des eaux usées de Taipei avait commandé une étude sur l'utilisation des boues disponibles sur le site de l'usine comme matériau pour une décharge interne.

Le Dr Phuoc et son équipe de recherche ont mis au point une formule permettant de mélanger des sédiments avec des cendres volantes, une petite quantité de ciment et d'autres additifs afin de créer un matériau à faible résistance contrôlée (CLSM). Le ciment et les additifs ajoutés créent un environnement favorable aux réactions chimiques entre les cendres volantes et les sédiments, formant ainsi un matériau CLSM capable de supporter des charges.

Le professeur agrégé Huynh Trong Phuoc (deuxième à partir de la gauche) lors de ses études et recherches à Taïwan. Photo : NVCC

Il a expliqué que les boues des stations d'épuration contiennent une quantité relativement importante de dioxyde de silicium (SiO2) et d'oxyde d'aluminium (Al2O3), une composition similaire à celle des cendres volantes des centrales thermiques au charbon. La densité et la granulométrie de ces deux matériaux étant très proches, ils se prêtent parfaitement au mélange pour la fabrication de matériaux CLSM. « En fonction des besoins spécifiques du client, la teneur de chaque composant peut être ajustée afin d'obtenir un produit conforme aux exigences d'utilisation », a-t-il précisé.

L'équipe de recherche a mis au point un procédé permettant de créer des matériaux CLSM à partir de boues et de cendres prélevées directement des sources d'émission au laboratoire et utilisées directement sans traitement supplémentaire.

Le professeur agrégé Phuoc a indiqué que, selon les conditions, il est possible de mélanger directement avec de l'humidité ou à sec (les matériaux doivent être séchés avant utilisation). Pour les matériaux CLSM destinés à la décharge, l'équipe a opté pour le mélange humide afin de réduire les coûts de traitement.

Processus de collecte des boues à l'usine à des fins de recherche. Photo : NVCC

Après de nombreux essais en laboratoire, l'équipe a optimisé la formule afin que le produit réponde aux exigences d'utilisation. Cette étape, la plus complexe et la plus longue, a nécessité des calculs de conception et des mélanges. L'équipe a dû procéder à de nombreux essais, car chaque modification, même minime, des ingrédients entraînait des changements importants des propriétés du produit. Par ailleurs, la méthode et le procédé de mélange, ainsi que le type d'équipement utilisé, ont également eu une incidence majeure sur les résultats de la recherche.

Comparativement aux matériaux de remplissage traditionnels à base de sable, le professeur associé Phuoc a indiqué qu'il s'agit de deux méthodes totalement différentes. Le remplissage au sable conventionnel repose sur la puissance du rouleau compresseur pour compacter le matériau jusqu'à la densité requise. Le CLSM, quant à lui, est un matériau à faible résistance contrôlée, comparable à un type de béton dont les propriétés sont conçues pour répondre à différents besoins, ce qui signifie qu'il peut être entièrement adapté à l'utilisation prévue. Plus les exigences de qualité sont élevées, plus les coûts de production augmentent.

Ce matériau présente un fort potentiel pour les applications pratiques en matière de décharge. Cependant, le professeur associé Phuoc a indiqué que, pour une utilisation à grande échelle comme matériau de décharge courant, il est nécessaire d'analyser les coûts de production réels et d'évaluer l'impact environnemental à long terme. « Des normes et réglementations spécifiques relatives aux exigences techniques de construction et à la réception des déchets sont indispensables », a-t-il déclaré. Par ailleurs, l'approvisionnement en boues et cendres volantes doit être assuré par une source stable et de qualité suffisante pour constituer d'importantes réserves permettant une production industrielle à grande échelle et, par conséquent, une application concrète.

Image au microscope confocal (CLSM) de l'équipe de recherche. Photo : NVCC

Les travaux de recherche de l'équipe ont été très appréciés et une décharge pilote a été mise en place sur le site d'une station d'épuration des eaux à Taipei. Les premières évaluations réalisées immédiatement après la mise en place ont démontré la grande applicabilité du matériau conçu. L'équipe effectue un suivi et des prélèvements périodiques afin d'évaluer les performances à long terme de ce matériau et d'optimiser ainsi les méthodes de conception et de construction pour le CLSM.

Des études ont été menées au Vietnam sur l'utilisation des cendres volantes et des boues comme matériaux de nivellement, mais peu ont fait l'objet de publications scientifiques. Pour une application au Vietnam, il est nécessaire d'élaborer un ensemble de normes techniques servant de base au calcul des caractéristiques des matériaux, applicables aux projets de ponts et de routes financés par le budget de l'État.

De plus, l'approvisionnement en matières premières doit garantir stabilité et continuité pour la réalisation de projets d'envergure. Les cendres volantes peuvent répondre à la demande, mais selon le professeur associé Phuoc, il est difficile de satisfaire la demande en boues, car les stations d'épuration ne sont draguées que tous les un à deux ans. Il a indiqué que ce problème pourrait être résolu en étudiant l'utilisation d'autres ressources pour remplacer les boues ou en modifiant la formule afin d'ajuster la proportion de matières premières tout en respectant les exigences. « Actuellement, des entreprises de travaux publics ont soulevé la question des projets pilotes à petite échelle, puis ont proposé d'établir des normes techniques, des études d'impact environnemental et d'autres procédures pour une mise en œuvre à grande échelle », a déclaré le professeur associé Phuoc.

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