Brevet FR2944788A1 — publié le 20101029

PROCÉDÉS DE FABRICATION D'UN ÉCO-GRANULAT, D'UN BÉTON, ET BÉTON ASSOCIÉ. DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION [0001 ]L'invention se rapporte au domaine des bétons ou mortiers comprenant un éco-granulat contenant une poudre formée de produits ou déchets conchylicoles. [0002] Les produits visés par l'invention sont notamment définis dans la norme EN 206-1, tableau 4.1 page 45. [0003]Les produits ou déchets conchylicoles sont par exemple des coquilles d'huitres, de moules, ou autres éléments naturels calcaires issus du milieu aquatique. [0004]L' éco-granulat au sens de l'invention est donc une poudre comprenant un certain pourcentage de coquilles de produits conchylicoles broyés. [00051 Plus précisément un éco-granulat calcaire d'origine biologique et issu du milieu aquatique est fabriqué et utilisé selon l'invention. Ce type de produit est choisi pour être mélangé, ainsi que d'autres constituants, à un ciment classique pour former des bétons ou mortiers. [0006] La particularité de tels bétons est de favoriser le développement de la biodiversité marine, c'est à dire d'accueillir la faune et la flore sous marines lorsqu'ils sont immergés. ETAT DE LA TECHNIQUE ANTERIEURE [0007]Dans le document JP2004154100 on décrit la fabrication de blocs de béton destinés à être installés dans la mer pour y favoriser le développement d'algues sous-marines. Le béton utilisé dans ces blocs comporte des coquilles d'huîtres mélangées avec du fer, du ciment et des granulats d'origines diverses. Des taux spécifiques de chacun de ces constituants sont précisés et les blocs présentent une forme de croix. [0008]On connaît encore les documents JP2002335805 et JP2002335807 qui décrivent la fabrication de blocs de béton de forme tubulaire servant d'habitat pour les poissons, favorisant ainsi leur développement. Le béton utilisé pour ces blocs comporte des coquilles d'huîtres concassées utilisées comme agrégats. [0009] Les procédés décrits pour réaliser ces bétons comprennent généralement un traitement pour éliminer notamment les chlorures présents dans les coquilles concassées. Ce traitement lorsqu'il existe,est coûteux et/ou nocif pour l'environnement ; on utilise en effet des produits chimiques tels que de l'acétone, ou bien on chauffe les coquilles. [0010]De façon courante on élimine la matière organique des coquilles par combustion dans un four, à hautes températures , de l'ordre de 620° C. [0011]Un autre traitement connu pour éliminer les matières organiques consiste en un traitement par méthanisation et réaction anaérobie. [0012] Si aucun traitement n'est réalisé alors la présence de matières organiques dans les coquilles concassées diminue la qualité et les propriétés du béton formé. Sa durée de vie s'en trouve notablement diminuée. EXPOSE DE L'INVENTION [0013]L'invention vise à remédier aux inconvénients de l'état de la technique et notamment à produire un béton dans lequel l'élimination de toute matière organique est réalisé de façon simple, peu coûteuse et non nocive pour l'environnement . [0014]En d'autres termes, l'invention permet de réduire l'impact environnemental d'un traitement de la matière organique et des chlorures initialement présents dans les produits calcaires constitutifs du béton. De façon connue, ce traitement utilise des produits chimiques coûteux et nocifs pour l'environnement. [0015]Pour remédier à ces problèmes est proposé selon un premier aspect de l'invention un procédé de fabrication d'un éco-granulat calcaire à base de produits conchylicoles, comprenant une étape de dégradation aérobie des composés minéraux et organiques initialement présents dans les produits conchylicoles. [0016]Ainsi, I' éco-granulat obtenu est d'origine naturelle puisque issu de coquilles recyclées ; incorporé à un béton, il favorise la fixation de la faune et de la flore sur ledit béton si ce dernier est immergé. [0017].De façon plus précise, le procédé comprend les étapes suivantes : entasser les produits conchylicoles à l'air libre,créer un flux d'air et le faire passer à travers les produits entassés,maintenir le flux jusqu'à obtenir la dégradation de la partie organique et minérale desdits produits,broyer les produits jusqu'à obtenir une poudre,rincer la poudre à l'eau douce afin d'éliminer les traces organiques et les chlorures incluses dans ladite poudre. [0018]On élimine ainsi la matière organique par une � stabilisation � naturelle et peu coûteuse dont le concept est proche d'un � compostage � de matière organique , connu en lui même pour les matières végétales. [0019] De façon particulière, on fait passer le flux d'air pendant au moins 20 jours à travers les produits entassés. [0020]En outre,on broie les produits afin d'obtenir une poudre de granulométrie inférieure à 8 mm. [0021]La présente invention concerne par ailleurs un procédé de fabrication d'un béton comprenant le mélange d'un liant tel que du ciment avec un éco-granulat comprenant une poudre d'éléments calcaires d'origine aquatique préalablement traités. [0022]Plus spécifiquement, on forme ladite poudre à partir de déchets conchylicoles traités de façon aérobie. [0023]Avantageusement, le traitement de la poudre consiste à éliminer des traces de chlorures et/ ou de matériaux organiques. [0024] Par ailleurs, on forme l'éco-granulat en mélangeant de 1 % à 25 % de ladite poudre formée d'éléments calcaires d'origine aquatique, avec une poudre d'un autre type. [0025] L'invention vise en outre un béton comprenant un liant tel que du ciment et un granulat comprenant une poudre d'éléments calcaires d'origine aquatique caractérisé en ce que ladite poudre est issue d'un traitement aérobie réalisé avant son mélange avec d'autres constituants dudit granulat. [0026]Ainsi, la poudre est exempte de matière organique et présente un taux de chlorure inférieur à 0,5 % du poids du ciment , ce qui représente environ 1,5 kg/m3 de béton ou mortier. [0027]L'invention permet donc de ne pas utiliser de granulats fossiles ou minéraux extraits de carrières, pour la fabrication d'un béton ; d'où des économies et une simplification du processus de fabrication dans son ensemble. En outre un avantage d'ordre environnemental est réalisé car l'extraction de calcaire dans des carrières représente une destruction environnementale prépondérante. [0028]De façon plus précise, ladite poudre traitée constitue de 1 à 25 0/0 dudit granulat utilisé pour former le béton ; elle comprend des produits conchylicoles et présente préférentiellement une granulométrie inférieure à 8 mm. DESCRIPTION DETAILLEE D'UN MODE DE REALISATION [0029]La présente invention est basée sur l'incorporation d'une poudre issue du concassage de produits et/ou de déchets calcaires d'origine aquatique dans un béton. La présence d'une telle poudre favorise le développement de la faune et de la flore à la surface du béton lorsqu'il est immergé. [0030]Les produits et/ou déchets calcaires utilisés sont par exemple des coquilles d'huîtres, de moules ou d'autres coquillages aquatiques que l'on traite d'une façon particulière afin d'éliminer la matière organique qui s'y attache initialement, ainsi que des composés minéraux. [0031]Un procédé de fabrication d'un éco-granulat calcaire est prévu selon l'invention, et il comprend une étape de dégradation aérobie des composés minéraux et organiques initialement présents dans les coquilles calcaires. Une fois la dégradation obtenue, on procède à l'élimination de ladite matière organique et des chlorures formés grâce à un rinçage à l'eau douce. Le procédé selon l'invention est de mise en oeuvre particulièrement simple et économique. [0032] De façon plus précise, le procédé comprend les étapes suivantes : - entasser les produits conchylicoles à l'air libre, - créer un flux d'air et le faire passer à travers les produits entassés, - maintenir le flux jusqu'à obtenir la dégradation de la partie organique et minérale desdits produits, - broyer les produits jusqu'à obtenir une poudre, - rincer la poudre à l'eau douce afin d'éliminer les traces organiques et les chlorures incluses dans ladite poudre. [0033]Lorsque les produits conchylicoles sont mis en tas à l'air libre, la dégradation de la partie externe organique initialement attachée à eux se fait naturellement, avec un dégagement d'ammoniac qui entretient la réaction. [0034]Afin de maintenir cette réaction de dégradation aérobie ( due à des bactéries spécifiques ) le tas est aéré par des courants d'air. Ces flux d'air sont maintenus pendant un certain temps, jusqu'à obtenir la dégradation complète de la partie organique des produits. [0035]Préférentiellement cette phase dure au minimum vingt jours. Pendant cette phase les coquilles subissent une � maturation � pendant laquelle une altération des composés minéraux et organiques se produit. [0036]A l'issue de cette phase les coquilles sont broyées jusqu'à obtenir une poudre dont la granulométrie finale est choisie inférieure à 8 mm. Selon la norme NF EN 12620, une telle poudre se classe dans la catégorie des sables à gros grains . [0037] La phase suivante consiste à rincer à l'eau douce la poudre ainsi obtenue, afin d'en éliminer les chlorures et les traces de matière organique dégradée. [0038]Cette poudre est avantageusement utilisée pour entrer dans la composition d'un éco-granulat c'est à dire d'un granulat comprenant un pourcentage plus ou moins important de poudre calcaire obtenue selon le procédé défini ci-avant. [0039] Une application intéressante de l'invention réside dans la fabrication d'un béton incorporant une telle poudre. [0040] Il a été trouvé que le taux de chlorure apporté par un calcaire aquatique dans un béton doit être compris dans une limite donnée afin d'éviter toute altération dans le temps du béton. Plus précisément un taux de chlorure inférieur à 0,5 % du poids de ciment, soit environl,5 kg/m3 de béton ou mortier. [0041] C'est ainsi qu'il est préféré selon l'invention d'avoir un écogranulat contenant de 1% à 25% de poudre de coquillages concassés. II s'agit de former un éco-granulat dont la part des coquilles concassées vis-à-vis de la part totale des granulats formant le béton, est comprise entre 10/0 et 25%. [0042] Un tel éco-granulat peut être adjoint à un ciment classique afin de former un béton dont une caractéristique intéressante est de favoriser le développement de la faune et de la flore en milieu aquatique. En d'autres termes un éco-granulat selon l'invention, d'origine aquatique puisque issu de produits conchylicoles concassés permet de favoriser la fixation de la faune et de la flore sur un béton destiné à être immergé. [0043]Pour rappel, une coquille d'huitre est formée de microcristaux de carbonate de calcium sous deux formes cristallines en majorité la calcite et l'aragonite. Sa teneur en magnésium est très faible. Une matrice organique (protéines et mucopolysaccharides) joue le rôle de ciment au sein du réseau carbonaté. [0044] En lui-même, le procédé de fabrication d'un béton incorporant un tel éco-granulat est classique : il s'agit de mélanger de 1 à 25 % d'une poudre formée d'éléments d' origine calcaire aquatique avec du sable et/ ou du gravier pour obtenir un éco-granulat auquel on adjoint un liant tel que du ciment ; puis on incorpore de l'eau et on malaxe le mélange jusqu'à ce que le béton ou mortier soit homogène. [0045] L'avantage technique essentiel de l'invention réside dans sa simplicité. [0046] L'invention présente en outre un coût de mise en oeuvre très bas puisque on utilise préférentiellement des déchets, coquilles vides, qui autrement seraient totalement inexploitées. L'invention consiste donc en un recyclage de produits naturels, en vue notamment de l'élaboration d'un nouveau béton dont l'usure et les propriétés mécaniques sont par ailleurs identiques à celles d'un béton traditionnel . [0047]L' utilisation d'une poudre à base de calcaire d'origine aquatique évite soit d'utiliser un calcaire d'origine fossile soit de fabriquer un calcaire de synthèse. [0048] Un calcaire d'origine fossile requiert une extraction coûteuse ainsi qu'un transport depuis le lieu de l'extraction jusqu'au lieu de fabrication du béton ; en outre au niveau environnemental les extractions de calcaire posent un réel problème. [0049] Un calcaire de synthèse requiert des installations chimiques onéreuses. [0050]Par ailleurs, vis-à-vis des traitements connus équivalents (méthanisation, combustion .. ) l'invention est nettement moins coûteuse. [0051]Le béton fabriqué selon l'invention peut avantageusement être utilisé pour aménager des fonds marins côtiers ou d'eaux continentales en habitats artificiels de production, en tant que nouveau support pour l'écosystème. Elle permet d'intégrer ces aménagements à l'écosystème et au socio-système de la pêche artisanale côtière. Le béton marin selon l'invention peut avantageusement constituer un habitat pour la faune et la flore, adapté à l'environnement côtier.5 REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'un éco-granulat calcaire à base de produits conchylicoles caractérisé en ce qu'il comprend une étape de dégradation aérobie des composés minéraux et organiques initialement présents dans les produits conchylicoles. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: entasser les produits conchylicoles à l'air libre, créer un flux d'air et le faire passer à travers les produits entassés, maintenir le flux jusqu'à obtenir la dégradation de la partie organique et minérale desdits produits, broyer les produits jusqu'à obtenir une poudre, rincer la poudre à l'eau douce afin d'éliminer les traces organiques et les chlorures incluses dans ladite poudre. 3. Procédé selon la revendication 2 caractérisé en ce que l'on fait passer le flux d'air pendant au moins 20 jours à travers les produits entassés. 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3 caractérisé en ce que l'on broie les produits afin d'obtenir une poudre de granulométrie inférieure à 8 mm. 5. Procédé de fabrication d'un béton comprenant le mélange d'un liant tel que 25 du ciment avec un éco-granulat comprenant une poudre d'éléments calcaires d'origine aquatique préalablement traités, ladite poudre étant obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. 6. Procédé selon la revendication 5 caractérisé en ce que l'on forme ladite 30 poudre à partir de déchets conchylicoles traités de façon aérobie.20. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que le traitement de la poudre consiste à éliminer des traces de chlorures et/ ou de matériaux organiques. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 caractérisé en ce que l'on forme l'éco-granulat en mélangeant de 1 % à 25 % de ladite poudre formée d'éléments calcaires d'origine aquatique, avec une poudre d'un autre type. 9. Béton comprenant un liant tel que du ciment et un granulat comprenant une poudre d'éléments calcaires d'origine aquatique obtenue par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que ladite poudre est ensuite mélangée avec d'autres constituants dudit granulat. 10. Béton selon la revendication 9 caractérisé en ce que ladite poudre traitée constitue de 1 % à 25 % dudit granulat. 11. Béton selon l'une quelconque des revendications 9 ou 10 caractérisé en ce que ladite poudre traitée comprend des produits conchylicoles et présente 20 une granulométrie inférieure à 8 mm.