Le professeur associé Viet étudie les matériaux en béton à partir de boues d'épuration et de cendres volantes

Le professeur associé Dr Huynh Trong Phuoc (Université de Can Tho) a participé à la recherche de matériaux de type béton à partir de boues résiduaires et de cendres volantes appliqués au nivellement.

Le professeur associé 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, dont la création de matériaux à partir de boues résiduaires est l'un des projets les plus remarquables.

Le professeur associé Phuoc a déclaré que la recherche avait été menée alors qu'il faisait son doctorat à l'Université nationale des sciences et technologies de Taiwan il y a 7 ans. À cette époque, une entreprise de traitement des eaux usées de Taipei a commandé une étude visant à utiliser les boues disponibles à l'usine comme matériau pour la décharge interne du campus.

Le Dr Phuoc et son équipe de recherche ont développé une formule permettant de mélanger des boues avec des cendres volantes et une petite quantité de ciment et d’autres additifs pour créer un matériau à faible résistance contrôlée (CLSM). Le ciment et les additifs ajoutés créeront un environnement favorable pour que les cendres volantes et les sédiments participent aux réactions chimiques, formant un matériau CLSM avec une capacité de charge.

Le professeur associé Dr Huynh Trong Phuoc (2e à partir de la gauche) pendant ses études et ses recherches à Taiwan. Photo : NVCC — Le professeur associé Dr Huynh Trong Phuoc (2e à partir de la gauche) pendant ses études et ses recherches à Taiwan. Photo : *NVCC*

Il a déclaré que les boues des stations d'épuration contiennent une teneur assez élevée en dioxyde de silicium (SiO2) et en oxyde d'aluminium (Al2O3), similaire à la composition des cendres volantes des centrales thermiques au charbon. La densité et la composition des particules de ces deux matériaux ne sont pas très différentes, ils sont donc très adaptés au mélange pour fabriquer des matériaux CLSM. « En fonction des besoins spécifiques de l'unité de commande, le contenu de chaque composant matériel peut être ajusté pour obtenir un produit répondant aux exigences d'utilisation », a-t-il déclaré.

L'équipe de recherche a développé un procédé permettant de créer des matériaux CLSM en utilisant des boues et des cendres prélevées directement des sources d'émission jusqu'au laboratoire et utilisées directement sans traitement supplémentaire.

Le professeur associé Phuoc a déclaré que selon les conditions spécifiques, il peut être mélangé directement avec de l'humidité ou mélangé à sec (les matériaux doivent être séchés avant utilisation). Pour les matériaux CLSM utilisés pour l’enfouissement, le groupe a choisi la méthode de mélange humide pour économiser sur les coûts de traitement.

Étape de collecte des boues à l'usine à des fins de recherche. Photo : NVCC — Étape de collecte des boues à l'usine à des fins de recherche. Photo : *NVCC*

Après de nombreux tests en laboratoire, évaluations et ajustements, l’équipe a optimisé la formule pour que le produit réponde aux exigences d’utilisation. C'est également l'étape la plus difficile et la plus longue, nécessitant des calculs de conception et de mélange. L'équipe a dû le tester encore et encore, car chaque fois qu'elle ajustait une petite quantité d'un ingrédient, les propriétés du produit changeaient radicalement. De plus, la méthode et le processus de mélange ainsi que le type d’équipement utilisé influencent également grandement les résultats de la recherche.

Par rapport aux matériaux de remplissage de sable traditionnels, le professeur associé Phuoc a déclaré qu'il s'agissait de deux méthodes complètement différentes. Lors du remplissage avec du sable normal, il s'appuie sur l'énergie de roulement pour compacter le matériau à une densité de conception avant acceptation. Le CLSM est un matériau à faible résistance contrôlée, comme un type de béton conçu avec des propriétés pour servir à différentes fins, ce qui signifie qu'il peut être entièrement ajusté en fonction des exigences d'utilisation. Plus les exigences de qualité sont élevées, plus les coûts de production seront élevés.

Le matériau a un grand potentiel dans les applications pratiques pour les décharges, cependant, le professeur associé Phuoc a déclaré que pour pouvoir le mettre en œuvre en masse comme matériau d'enfouissement courant, il est nécessaire d'analyser les coûts de production réels et d'évaluer les impacts environnementaux à long terme. « Il faut des normes et des réglementations spécifiques sur les exigences techniques de construction et une acceptation séparée », a-t-il déclaré. De plus, la source de boues et de cendres volantes doit disposer d'une source de collecte stable en termes de qualité, fournissant de grandes réserves pour que l'échelle de production industrielle ait une base pour une application pratique.

Image de microscopie matérielle CLSM de l'équipe de recherche. Photo : NVCC — Image de microscopie matérielle CLSM de l'équipe de recherche. Photo : *NVCC*

Les recherches de l’équipe ont été très appréciées et une décharge expérimentale a été déployée dans les locaux d’une usine de traitement des eaux à Taipei. Les évaluations préliminaires réalisées immédiatement après la mise en œuvre ont démontré la grande applicabilité de la forme matérielle conçue. L'équipe de recherche surveille et échantillonne périodiquement pour suivre les performances à long terme de ce matériau afin d'optimiser les méthodes de conception et de construction des matériaux CLSM.

Certaines études ont été menées dans le pays sur l’utilisation de cendres volantes et de boues comme matériaux de remplissage, mais peu d’entre elles ont été publiées dans des articles scientifiques. Pour être appliqué au Vietnam, il est nécessaire d'élaborer un ensemble de normes techniques servant de base au calcul des normes matérielles, à inclure dans les projets de ponts et de routes utilisant le capital du budget de l'État.

De plus, la source des matières premières doit assurer la stabilité et la continuité pour mener à bien des projets de grande 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 systèmes de traitement de l'eau n'ont besoin d'être dragués qu'une fois tous les 1 à 2 ans. Il a déclaré que ce problème peut être résolu en recherchant l’utilisation d’autres ressources pour remplacer les boues ou en modifiant la formule pour augmenter ou diminuer la proportion de matières premières tout en répondant aux exigences. « Actuellement, il existe des entreprises de construction de transport qui ont proposé de mener des projets pilotes à petite échelle, puis d'établir des normes techniques, des évaluations d'impact environnemental et d'autres procédures pour une mise en œuvre à grande échelle », a déclaré le professeur associé Phuoc.

Ha An

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