STAGE - CARACTERISATION DES MATERIAUX EXCAVES AU TUNNELIER AVEC L’OBJECTIF DE REEMPLOI BAS CARBONE EN TERRASSEMENT

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Les projets d’infrastructures produisent des volumes importants de déblais dont le réemploi en terrassement reste parfois limité par leur teneur en eau, leur plasticité, leur hétérogénéité ou leur comportement mécanique. Les matériaux issus du creusement mécanisé des tunnels, couramment appelés marins ou verses de tunnelier, constituent un exemple emblématique : ils sont remaniés, souvent très humides et peuvent contenir des résidus de conditionnement tels que mousses, polymères ou bentonite.

L’étude portera notamment sur les marins de tunnelier, car ces matériaux sont produits en grandes quantités lors des grands projets souterrains (Metro de Grand Paris Express, CIGEO, etc.), alors qu’ils sont encore fréquemment considérés comme des déblais à évacuer. Leur valorisation en terrassement permettrait de réduire les mises en dépôt, les transports, le recours aux matériaux de carrière et, par conséquent, l’empreinte environnementale des projets.

Traditionnellement, le remploi des sols fins en ouvrage de terrassement repose principalement sur l’usage de la chaux et/ou de liants hydrauliques pour corriger leur teneur en eau en vue de les compacter ou pour modifier leurs caractéristiques (sensibilité à l’eau, résistance mécanique, …). Ces solutions sont performantes, mais leur impact carbone et la nécessité de préserver les ressources conduisent aujourd’hui les acteurs du terrassement à rechercher des solutions complémentaires, plus sobres et adaptées aux matériaux disponibles localement.

Dans ce contexte, GEOS souhaite approfondir les connaissances sur des matériaux et procédés alternatifs de traitement, susceptibles de favoriser le réemploi de déblais en ouvrage de terrassement (remblais méthodiquement compacté, remblais techniques, couches de forme …). L’enjeu est donc de développer des protocoles fiables de caractérisation, de traitement et de contrôle permettant de démontrer leur aptitude au réemploi.

Cela contribuerait à une économie circulaire des terrassements, tout en garantissant la performance et la durabilité des ouvrages. Les pistes étudiées pourront inclure, selon la disponibilité des données et des matériaux : les adaptations physiques (séparation des fractions, corrections granulométriques par incorporation de matériaux recyclés, ..) ; les liants hydrauliques à teneur réduite en clinker ; les liants ternaires à base de laitier, métakaolin ou filler calcaire ; les argiles activées et liants bas carbone ; les géopolymères et matériaux aluminosilicatés activés ; les sous-produits industriels valorisables ; les procédés de bio-cimentation ou de stabilisation enzymatique ; les traitements ou procédés permettant de maîtriser la teneur en eau et d’améliorer l’aptitude au compactage.