Présentation
English
Auteur(s)
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Pierre ROSSI : Docteur en géologie. Responsable géotechnique de l’unité « Grands Travaux de Terrassement (Razel) »
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Ludovic GAVOIS : Directeur du service géotechnique de VINCI Construction – Terrassement
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Guy RAOUL : Ingénieur de l'École spéciale des Travaux publics ; ancien Directeur de GTM Construction - Actuellement Président de la Commission française de normalisation « Terrassements »
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Lire l’articleINTRODUCTION
Les cendres volantes sont les résidus de la combustion du charbon dans les centrales thermiques.
Les exposés sur les cendres volantes font l’objet de trois articles :
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le présent article Utilisation des sous-produits industriels – Les cendres volantes- Origine, production et caractéristiques[C 5 373] qui expose la nature et les propriétés de ces sous-produits industriels en vue de leur utilisation, pertinente, ainsi que des données sur les sites de production ;
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l’article [C 5 374] à suivre, qui porte sur les possibilités d’emploi très diversifiées de ces matériaux ;
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l’article [C 5 375] qui sera consacré à des rapports techniques et des exposés sur des chantiers réalisés récemment, ayant employé des cendres volantes.
Ici sont décrits en premier lieu les processus de fonctionnement des centrales et de récupération des cendres qui déterminent les différentes catégories de cendres produites dans l’optique de leur utilisation. Nous abordons ensuite les sites de production.
L’importance des productions de cendres dépend de la politique énergétique du pays concerné. Les sous-produits industriels, que constituent les cendres volantes, sont disponibles en grandes quantités dans le monde, mais dans des proportions beaucoup plus faibles en France.
Dans le monde, le charbon – dont les réserves sont encore extrêmement importantes – constitue la première ressource utilisée pour la production de l’électricité.
En France, la production d’électricité n’est fournie actuellement qu’à hauteur de 4 %, environ, par les centrales thermiques à flammes fonctionnant au charbon. Depuis l’épuisement des ressources françaises, le charbon est importé pour ces besoins depuis différents pays.
Les enjeux économiques ne doivent pas, pour autant, occulter ceux de l'environnement qui sont primordiaux. La modernisation des centrales thermiques, les techniques nouvelles, dites de « charbon propre », participent à réduire les effets polluants de la combustion des charbons.
Les cendres volantes ont des caractéristiques remarquables comme le pouvoir pouzzolanique que nous décrivons en fin d’article. Ces propriétés en font des produits très intéressants pour la construction (comme nous l’exposons dans l’article suivant [C 5 374] ).
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Caractéristiques géotechniques des cendres volantes
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6. Caractérisation physico-chimique des cendres volantes de charbon
6.1 Pouvoir pouzzolanique des cendres
La nature minéralogique et chimique des cendres leur confère un pouvoir pouzzolanique (voir encadré 1) qui se traduit par un phénomène de prise en augmentation les caractéristiques mécaniques du mélange des cendres avec des ciments ou liants (même processus dans les mélanges routiers pour assises de chaussées).
La propriété pouzzolanique est connue depuis la plus haute antiquité. Vitruve rapporte dans ses écrits que, si on mélange avec de la chaux des matériaux d'origine volcanique extraits aux environs de Pouzzoles au pied du Vésuve, on constate que le mélange obtenu durcit aussi bien sous l'eau qu'à l'air. C'est ainsi que sont construits notamment le Panthéon romain, le Colisée, la Basilique de Constantin, le Pont du Gard (consulter le Guide Predis d'où ce texte est extrait).
Le pouvoir pouzzolanique des cendres est déterminé par l'essai de réactivité des cendres volantes silico-alumineuses à la chaux (norme NF P 98-111).
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Manifestation de l'effet pouzzolanique des cendres volantes
Les courbes de la figure 8 montrent l'amélioration des caractéristiques mécaniques lorsqu'on ajoute des cendres aux ciments.
L'effet pouzzolanique est un phénomène commun aux différents types de cendres.
6.2 Différents types de cendres volantes
Nous avons présenté au paragraphe 5 les différents types de cendres volantes. Les caractéristiques de ces produits sont variables suivant leur origine et les sites de production. Des indications...
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Caractérisation physico-chimique des cendres volantes de charbon
ANNEXES
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À lire également dans nos bases
BERTHIER (J.) - Professeur à l' ENPC, Président du BCEOM. « Granulats et liants routiers » - Comité Technique AIPCR des terrassements – Drainage, couche de forme, matériaux légers pour remblais. Traité de Construction [C 903] (1997).
LALLEMAND (A.) - Production d'énergie électrique par centrales thermiques - [D 4 002] (2005).
DARIE (G.) - Réhabilitation des centrales thermiques - [BM 4 189] (2005).
...
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