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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Classification géotechnique des cendres volantes suivant le GTR
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7. Caractéristiques géotechniques des cendres volantes
7.1 Granularité
Le matériau se présente sous la forme d'une poudre dont la granulométrie est comprise entre 0,5 et 315 µ .m. La finesse Blaine (surface spécifique) est élevée puisqu'elle est, en général, supérieure à 2 000 cm2/g (ce qui n'est pas éloigné des ciments classiques), et même supérieure à 10 000 cm2/g, dans le cas de certaines cendres de LFC.
Dans le cas des cendres silico-alumineuses, il est à noter que, pour pouvoir être utilisées en technique routière, les passants à 40 et 80 µ.m (cf. norme XP P 18-545 Mars 2008 qui remplace la norme expérimentale XP P 18-545, édition de février 2004, le fascicule NF X 11-640 est toujours d'actualité) doivent être respectivement supérieurs à 40 et 70 % (cf. norme NF EN 14 227 – Partie 3, Février 2005 qui remplace la NF P98-116).
HAUT DE PAGE7.2 Perméabilité
Les cendres volantes sont relativement perméables par comparaison avec une argile. Le coefficient de perméabilité des cendres compactées est de l'ordre de 1 · 10−5 à 1 · 10−7 m/s, analogue à celui des sables fins pollués et des limons.
HAUT DE PAGE7.3 Angle de frottement interne
L'angle de frottement interne des cendres volantes, non tassées et à des teneurs en humidité moyennes de 25 à 30 %, est de 20° ce qui correspond à une cohésion faible.
Après compactage, il peut atteindre 25 à 30°.
HAUT DE PAGE7.4 Sensibilité à l'eau
Les cendres volantes sont hydrophiles : elles peuvent absorber des quantités d'eau notables (jusqu'à 20, voire 25 %) sans perdre leur stabilité mécanique. Mais, dès que la teneur en eau atteint une valeur voisine de 60 %, les cendres forment une boue liquide.
Elles sont sensibles à l'eau : l'excès d'eau réduit la résistance et...
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Caractéristiques géotechniques des cendres volantes
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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