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Les cimenteries rejettent un gaz concentré en CO2 et à haute température. La capacité des granulats de béton recyclés (GBR) à fixer du CO2 par carbonatation pourrait permettre de réduire ces émissions de CO2. De plus, la carbonatation diminue l’absorption d’eau des GBR améliorant ainsi leur recyclabilité. Cette étude a pour objectif de clarifier l’effet de la température entre 20 et 80°C sur la séquestration du CO2 afin de sélectionner la température optimale pour carbonater les GBR avec des gaz rejetés par les cimenteries. Le model « shrinking-core » avec un contrôle diffusif est utilisé pour prédire la vitesse de carbonatation d’un granulat de rayon 10 mm. Les résultats montrent que la température augmente la diffusion gazeuse dans le grain, et par conséquent la carbonatation principalement grâce à la baisse du degré de saturation en eau., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 40 No 2 (2022): Special Issue - NoMaD 2022

Dans le cadre de la réglementation énergétique RE2020, le secteur du bâtiment français se se doit de produire des bâtiments à énergie positive et bas carbone en prenant en compte l'analyse du cycle de vie des matériaux (de la conception des bâtiments à leur démolition). Avec cette nouvelle approche, tout laisse à penser que les structures en béton armé sont impactées négativement puisque les émissions de gaz à effet de serre se situent entre 300 et 400 kg en éq. CO2/m3 de béton (de la fabrication du ciment à la mise en œuvre du béton sur chantier). Si de multiples leviers sont possibles pour réduire l'impact environnemental comme, par exemple, l'utilisation de ciments à faible teneur en clinker ou la réduction du volume des éléments de structure en favorisant l'utilisation de béton à haute performance, il existe un autre levier sur lequel il est également possible de réduire leur empreinte environnementale : le piégeage du CO2 par carbonatation naturelle du béton tout au long de la durée de vie de l'ouvrage. Si la carbonatation reste un phénomène inducteur de corrosion pour les structures en béton armé, elle permet en revanche le piégeage d'une certaine quantité de CO2 atmosphérique. Le bâtiment présenté dans cette étude de cas est une résidence universitaire, nommée AZIYADE, totalement préfabriquée en usine. Les éléments porteurs verticaux et horizontaux ont été assemblés à sec sur le chantier. Les parois extérieures et les intérieures sont en béton brut, matricé ou poli. La carbonatation atmosphérique de ce bâtiment a été modélisée à l'aide du modèle proposé par la fib, et aussi avec le guide de calcul proposé sur la norme européenne NF EN 16757 en vue de calculer le piégeage de CO2 par carbonatation naturelle. La masse de CO2 piégé a été évaluée à partir des profondeurs de carbonatation prévues pour les différents éléments de construction. Pour une durée de vie de 50 ans, ce bâtiment devrait être capable de stocker entre 23 et 32 tonnes eq. CO2, ce qui représente au plus 12 % des émissions de CO2 dues à la décarbonatation du calcaire émis pour sa construction., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 40 No 3 (2022): Special Issue - FastCarb 2022

La carbonatation des granulats de béton recyclés avec un gaz riche en CO2 pourrait être un procédé efficace pour accélérer le piégeage de ce gaz à effet de serre par des ouvrages en béton en fin de vie. Un tel procédé soulève nombre de questions qui sont étudiées ici aux moyens de simulations numériques. Le modèle utilisé est basé principalement sur les équations de conservation du CO2 et de l’eau. Une première étude s’intéresse à la carbonatation à l’air libre des granulats après concassage. Les simulations ne montrent pas d’impact majeur de la carbonatation naturelle pendant 90 jours de stockage sur le piégeage de CO2 par carbonatation accélérée a posteriori. Une seconde étude s’intéresse à l’influence de différents paramètres sur le procédé : la porosité, le degré de saturation en eau, la teneur en éléments carbonatables et le diamètre du granulat. Il ressort des simulations que la teneur en éléments carbonatables a une influence majeure sur la quantité de CO2 fixé. Le diamètre et le degré de saturation ont des effets couplés. Proche de la saturation en eau, la carbonatation est contrôlée par la diffusion gazeuse : le piégeage dépend beaucoup du diamètre du granulat. Loin de la saturation, ce dernier a peu d’influence : la carbonatation devient homogène dans le grain car contrôlée par les cinétiques chimiques., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 40 No 3 (2022): Special Issue - FastCarb 2022

Dans le contexte du projet Fastcarb, cet état de l’art vise à apporter un éclairage sur les différents mécanismes physico-chimiques gouvernant le processus de carbonatation en température. Trois paramètres, tous impactés par l’augmentation de la température, sont abordés de manière découplée : les transferts et équilibres hydriques, le transport de CO2 et l’évolution des propriétés de solubilité du CO2 et des phases hydratées. Concernant les transferts hydriques, il en ressort que les propriétés physiques de l’eau et les propriétés de transport (perméabilité et diffusivité) évoluent de manière à favoriser les transferts sous forme gazeuse. De fait, si la diffusion gazeuse du CO2 est intrinsèquement peu impactée par la température, la baisse avec la température de degré de saturation en eau du matériau à l’équilibre à une humidité relative donnée, va augmenter fortement la diffusivité. La température affecte aussi la solubilité des réactifs. Dans le cas de l’eau pure, le CO2 et les principaux hydrates (portlandite et CSH) sont moins solubles à haute température. Dans le cas d’une eau chargée comme l’eau interstitielle du béton, l’effet de la température sur les solubilités est en revanche beaucoup plus complexe du fait du couplage entre les différents phénomènes de dissolution gazeuse et solide., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 40 No 3 (2022): Special Issue - FastCarb 2022

International audience; Rising greenhouse gas emissions are causing increasing worldwide impacts and changes on climate patterns, sea level, food production, human lives and livelihoods. Maintaining or improving the ability of coastal aquatic ecosystems and oceans to remove CO2 from the atmosphere is a crucial aspect for climate mitigation. The vegetated coastal ecosystems are able to catch and to sequestrate carbon, the so-called Blue Carbon. These ecosystems are key exchange zones that mediate the biogeochemical cycles across the continent, the ocean and the atmosphere. Given the importance of these ecosystems in biogeochemical cycles and their sensitivity to natural and anthropogenic pressures, the carbon cycle within and between compartments (e.g. pelagos, benthos…) and across the interfaces (e.g. atmosphere, ocean…) need to be addressed. On a regional scale, in the extended urban area of La Rochelle located on the French Atlantic coast (La Rochelle metropolitan area), lack in situ measurements within the wetlands and littoral zone make very uncertain their role as a sink or a source of CO2 to the atmosphere. We will first present a vast research project “La Rochelle Territoire Zéro Carbone” project (https://www.agglo-larochelle.fr/projet-de-territoire/territoire-zero-carbone), that target the ambition of carbon neutrality in La Rochelle metropolitan area by 2040 through a holistic approach (from measuring CO2 to raising people's awareness and assessing the impact of exogenous natural factors). Second, we will present some first results on the Blue Carbon dynamics within the freshwater and salt marshes, and seagrasses.

Dans le cadre du Projet National PERFDUB, un vaste programme expérimental a été lancé sur des corps d’épreuve en béton armé positionnés dans différents milieux naturels. Un suivi du vieillissement du béton et de la corrosion des aciers est prévu sur 20 ans. Les objectifs de l’étude sont multiples : caractériser les performances des bétons en carbonatation et/ou en milieu marin, constituer une base de données sur différentes compositions, évaluer les modèles de prédiction de la durabilité des bétons et de la propagation de la corrosion, évaluer des méthodes d’auscultation non destructive des structures en béton armé. L’article présente le programme expérimental ainsi que les premiers résultats., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 40 No 1 (2022): Special Issue - RUGC 2022

Dans un environnement urbain, les pièges à carbone naturels et artificiels peuvent être des leviers intéressants pour tendre vers la neutralité carbone d’un territoire. Cette étude s’intéresse au potentiel de piégeage de CO2 d’un stock de granulats recyclés, fabriqués sur une plateforme de recyclage à partir de déchets inertes du BTP, entre deux campagnes de concassage. Grâce au développement d’une cellule de carbonatation naturelle et d’une cellule de diffusion de O2 en laboratoire, la quantité de CO2 piégé par un stock de 2000 m3 pendant 4 mois est estimée à plus de 630 kg, soit 0,2 kg de CO2/t de GR en stock. Cette faible valeur montre que même si le potentiel de piégeage de CO2 à l’échelle du grain est estimé à 23 kgCO2/t de GR, la capacité réelle d’un stock de GR à en piéger en condition atmosphérique est très dépendante du process de fabrication, du stockage sur plateforme et des conditions météorologiques., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 40 No 1 (2022): Special Issue - RUGC 2022

Cette étude est relative à la détermination des cinétiques de précipitation/dissolution des principaux minéraux constitutifs du Géocorail, un éco-matériau formé à partir d’un dépôt calco-magnésien et destiné au renforcement des ouvrages côtiers et à la lutte contre le recul du trait de côte. Pour ce faire, la dissolution d’une poudre de Géocorail, constituée d’un mélange de brucite, d’aragonite et d’une faible quantité de calcite, dans une solution d’eau de mer naturelle pendant 5 jours a été modélisée à partir du code PHREEQC Version 3. Les résultats obtenus ont été ensuite ajustés à partir des données expérimentales issus d’une étude antérieure afin d’obtenir un modèle cinétique fidèle au procédé en conditions réelles. L’analyse comparative des résultats découlant de cette démarche met en évidence une différence notable avec les paramètres cinétiques issus de la littérature. Une bonne concordance est cependant obtenue avec les données expérimentales et permet de déduire les constantes cinétiques de chaque minéral ainsi que le rapport de concentration Mg/Ca au-delà duquel l’aragonite précipite au détriment de la calcite. Ces cinétiques doivent néanmoins être validées sur des temps plus courts., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 38 No 1 (2020): Special Issue - RUGC 2020 Marrakech

Les granulats recyclés sont des matériaux de construction obtenus par concassage et criblage des déchets inertes du BTP sur des plateformes de recyclage. Ce sont des matériaux complexes et majoritairement composés de matière minérale, telles que les bétons de démolition. En raison de cette spécificité cimentaire, ces travaux de recherche se sont focalisés sur la capacité de fixation du CO2 par carbonatation minérale de sable recyclé compacté. Des éprouvettes cylindriques ont été placées dans quatre enceintes à humidité relative contrôlée, incluant une condition de carbonatation accélérée (53±5% HR, 95±5% HR, 65±5% HR et 65±5% HR avec 3% de CO2). Les résultats montrent que ce sable recyclé compacté fixe jusqu’à 58 kgCO2 par m3 de sable recyclé compacté en 1 an et que cette capacité de fixation est d’autant plus importante que l’humidité relative est faible ou que la concentration en CO2 est élevée. Les granulats de béton contenus dans les granulats recyclés sont donc encore en mesure de se carbonater même s’ils sont issus de la démolition., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 38 No 1 (2020): Special Issue - RUGC 2020 Marrakech

Une solution pour réduire les émissions de CO2 des structures en béton est d’utiliser la capacité des granulats de béton recyclés (GBR), produits par concassage du béton de démolition, à piéger du CO2 par carbonatation accélérée. Dans l’étude présentée ici, nous cherchons à évaluer, à l’échelle d’un GBR, l’influence de différents paramètres sur la vitesse de piégeage du CO2. Cette évaluation est faite à l’aide d’un modèle numérique simulant la carbonatation d’un grain de géométrie sphérique., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 38 No 1 (2020): Special Issue - RUGC 2020 Marrakech

La durabilité d’un ouvrage en béton est en grande partie liée à l’aptitude de ses matériaux poreux constitutifs à résister à la pénétration des agents agressifs. Les mécanismes de dégradation des matériaux cimentaires impliquent très souvent un processus de transport d’espèces agressives en phase gazeuse, tels que le dioxyde de carbone et l’oxygène. Par conséquent il est primordial de considérer le coefficient de diffusion de ces espèces dans le réseau poreux du matériau cimentaire comme l’un des propriétés fondamentales (indicateurs de durabilité) pour l’évaluation et la prédiction de son comportement vis-à-vis de divers processus de dégradation. Le présent travail décrit une méthode pour évaluer expérimentalement le coefficient de diffusion effectif de l’oxygène dans des échantillons de pâte de ciment (disques de 4 cm de diamètre, 0,3 cm d’épaisseur). La méthode d’essai repose sur l’accumulation de la concentration d’O2 gazeux dans un compartiment aval d’une demicellule de diffusion à l’intérieur d’une chambre climatique (compartiment amont), jusqu’à l’état stationnaire. L’effet de la cure et de la saturation en eau sur le coefficient de diffusion effectif de l’oxygène a été étudié sur des pates d’OPC : celui varie sur quatre ordres de grandeur, de 10-6.à 10-10 m2/s-1., Academic Journal of Civil Engineering, Vol 35 No 1 (2017): Special Issue - RUGC 2017 Nantes

Die zurzeit verwendeten Methoden zur Untersuchung des Karbonatisierungs-widerstandes von Beton basieren auf der direkten Bestimmung des pH-Wertes der oberflächennahen Betonrandzone, die zuvor einer bestimmten Prüflagerung ausgesetzt war (relative Luftfeuchte, spezifische CO2-Konzentrationen). Diese Methoden sind jedoch entweder sehr zeitaufwändig (natürliche Karbonatisierung) oder von fraglicher Praxisnähe (beschleunigte Karbonatisierung). Der physikalisch-chemische Karbonatisierungsprozess beinhaltet zwei Hauptmechanismen: die Diffusion von gasförmigem CO2 in das poröse Netzwerk des Betons und dessen Auflösung und Reaktion mit CaO der ausgehärteten Zementsteins. Die meisten Modelle zur Vorhersage der Karbonatisierungstiefe erfordern den effektiven CO2-Diffusionskoeffizienten und die Menge an karbonatisierbarer Masse als Eingabeparameter. Ziel dieser Arbeit ist es, zwei einfache und zuverlässige Testmethoden zu entwickeln, um diese beiden Eigenschaften zuverlässig und kostengünstig zu bestimmen.Nach Entwicklung und Validierung einer geeigneten Testmethode zur Messung von Sauerstoffdiffusionskoeffizienten (De,O2), wurden diese an neun verschiedenen Zementproben gemessen, die bei unterschiedlichen relativen Luftfeuchten vorkonditioniert wurden. Anschließend wurden 44 verschiedene Betonmischungen geprüft. Bei diesen wurde die Hydratationsdauer und der Wasserbindemittelwert variiert. Die Abhängigkeit des Sauerstoffdiffusionskoeffizienten De,O2 von der getesteten Betonprobendicke wurde im trockenen Zustand und nach Konditionierung bei 93% relativer Luftfeuchtigkeit untersucht. Der Sauerstoffkoeffizient De,O2 wurde vor und nach der vollständigen Carbonisierung von sechs Betonmischungen bestimmt, die zuvor bei unterschiedlicher relativer Luftfeuchtigkeit vorkonditioniert worden waren. Eine zweite Testmethode wurde entwickelt, um die momentane CO2-Bindekapazität und die Menge an karbonatisierbarer Masse aus pulverförmigen Zementhydratpasten und synthetischen wasserfreien Produkten und Hydraten zu bestimmen. Die Proben wurden zunächst in offenen Systemen bei einer CO2-Konzentration in der Umgebung und einer kontrollierten relativen Luftfeuchtigkeit gegeben, um danach dann in eine geschlossene Konfiguration umzuwechseln. So konnte man die CO2-Aufnahme über einen kurzen Zeitraum nachverfolgen. Die Testmethode ermöglicht die Messung der Karbonatisierungsreaktionsrate und –kapazität in Abhängigkeit der Zeit unter verschiedenen relativen Luftfeuchten der Umgebungsluft. Es wurde eine gute Übereinstimmung zwischen den Ergebnissen der Testmethode und der thermogravimetrischen Analyse festgestellt, was die Zuverlässigkeit und Genauigkeit der entwickelten Untersuchungsmethodik unterstreicht.Die Ergebnisse beider Tests wurden als Input für Vorhersagemodelle für den zeitabhängigen Karbonatisierungsfortschritt von Beton verwendet. Es wurde eine Korrelation zwischen der gemessenen Karbonatisierungstiefe an verschiedenen Beton- und Zementhydratmischungen mittels Phenolphthaleinlösung untersucht, wobei u. a. Karbonatisierungstiefen bestimmt nach natürlicher Lagerung mit berechneten/vorhergesagten Karbonatisierungstiefen, die mithilfe der vorgestellten Modellierung und Inputdaten aus Test miteinander verglichen wurden., The current standardized methods used to investigate the carbonation performance of concrete are based on the direct determination of the pH variation on the surface of a concrete specimen exposed to ambient or higher CO2 concentration. These methods are either time-consuming (natural carbonation) or of a questionable accuracy (accelerated carbonation). The carbonation physicochemical process involves two major mechanisms: gaseous CO2 diffusion into the cementitious material’s porous network and its dissolution and reaction with CaO of the hardened cement paste. Most carbonation depth prediction models require the CO2-effective diffusion coefficient and the amount of carbonatable products as input parameters. Hence the aim of this work is to develop two simple and reliable test methods to determine these two properties in a reliable and cost-effective manner.First we developed and validated a test method to determine the oxygen-effective diffusion coefficient (De,O2) of nine different hardened cement pastes preconditioned at different relative humidity levels, and 44 concrete mixtures. The influence of the hydration duration, water-per-binder ratio, accelerated carbonation, and binder type on the oxygen diffusivity was investigated. The dependence of the De,O2 on the tested concrete specimen thickness was investigated at the dry state and after conditioning at 93%RH. The De,O2 was determined before and after full carbonation of six concrete mixtures previously conditioned at different RH. A correlation between oxygen permeability and diffusivity is investigated on 44 concrete mixtures.A second test method is developed to determine the instantaneous CO2 binding rate and the amount of carbonatable products of powdered hydrated cement pastes and synthetic anhydrous and hydrates. The samples were carbonated in open systems at ambient CO2 concentration and controlled relative humidity, and then the system switches into a closed configuration while the measurement of the CO2-uptake is performed over a short period of time. The test method allows for the measurement of the carbonation reaction rate and capacity; and their evolution as function of time under different RH. The developed method shows advantages for being nondestructive, allowing the samples to carbonate at controlled CO2 concentration and humidity, and providing measurements with low cost equipment. A good agreement between the test method results and thermogravimetric analysis was observed, which highlights the reliability and accuracy of the developed test method.The results obtained from the gaseous diffusion coefficient and carbonatable products test methods were used as inputs for carbonation depth prediction models. A correlation was investigated between the measured carbonation depth on different concrete and hydrated cement pastes mixtures by means of phenolphthalein solution under both natural and accelerated exposure. The results were compared with the calculated carbonation depth using our experimental results., Actuellement, les méthodes d’essais normalisées, couramment utilisées pour étudier la carbonatation du béton, s’appuient sur l’évaluation de la chute du pH (