Formulation de géopolymères aluminosilicatés : optimisation, caractérisation et applications

Abstract

Cette thèse a pour objectif l’optimisation de la formulation de géopolymères performants destinés aux applications dans les domaines de construction et de traitement des eaux en utilisant la méthodologie des plans d’expérience. La première partie du travail s’est concentrée sur l'application du plan composite centré pour optimiser le développement de géopolymères à base de métakaolin. L’objectif est de formuler des géopolymères dotés d’excellentes performances mécaniques dans un premier axe et d’optimiser la formulation de géopolymères présentant de bonnes propriétés d’adsorption pour l'élimination des colorants organiques des milieux aqueux dans un second axe. Les résultats statistiques et d'optimisation ainsi que les propriétés structurales et morphologiques des géopolymères optimisés (MKGP5 et MKGP6) sont présentés et discutés. La deuxième partie du travail s’est focalisée sur l’application du plan de mélange pour l'optimisation des propriétés mécaniques des géopolymères ainsi que leur capacité d'adsorption pour l'élimination des colorants organiques cationiques. Les trois variables étudiées étant les proportions du kaolin, du métakaolin et des cendres volantes en tant que précurseurs aluminosilicatés. Des méthodes statistiques et d'optimisation ont été adoptées pour déterminer la combinaison optimale des trois composants afin de développer des géopolymères optimisés présentant les propriétés recherchées. Les caractéristiques structurales et microstructurales des géopolymères optimisés (GPO et GPO) ainsi que de leurs précurseurs constitutifs ont été analysées.