Nanotechnology is all about making products from very small constituents, components or subsystems to gain greatly enhanced material properties and functionality. Nanocrystalline anatase TiO₂ was prepared by a facile sol–gel route at a temperature of 50°C under mild conditions. Titanium tetraisopropoxide (TTIP) was used as a titanium precursor, and 2-propanol was used as a solvent. XRD, TEM, SEM, FT-IR and BET were applied to characterize the crystal phase. The Crystalline size of TiO₂ powder has been obtained with diameter < 30 nm for anatase at 500°C using an acid.

Few studies focus on the co-valorization of river dredging sediments (DS) and residual waste glass (RWG) in alkali-activated binders. This study investigates the use of DS as an aluminosilicate source by substituting a natural resource (metakaolin (MK)), while using RWG as an activator (sodium silicate source). Suitable treatments are selected to increase the potential reactivity of each residue. The DS is thermally treated at 750 °C to promote limestone and aluminosilicate clays’ activation. The RWG (amorphous, rich in silicon, and containing sodium) is used as an alkaline activator after treatment in 10 M NaOH. Structural monitoring using nuclear magnetic resonance (²⁹NMR and ²⁷NMR), X-ray diffraction, and leaching is conducted to achieve processing optimization. In the second stage, mortars were prepared and characterized by determining compressive strength, water absorption, mercury porosimetry and Scanning Electron Microscopy with Energy Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS). Results obtained show the great advantage of combining RWG and DS in an alkali-activation binder. The treated RWG offers advantages when used as sodium silicate activating solution, while the substitution of MK by calcined sediments (DS-750 °C) at 10%, 20%, and 30% leads to improvements in the properties of the matrix such as an increase in compressive strength and a refinement and reduction of the pore size within the matrix.

Le génie civil consomme une quantité non négligeable de ressources naturelles non renouvelables et génère aussi beaucoup de déchets, comme ceux liés à la déconstruction des bâtiments. Une des pistes pour réduire l’impact environnemental du secteur consiste à valoriser des sous-produits industriels et déchets dans des matrices de construction. Ce travail de thèse s’intéresse à la co-valorisation de deux types de déchets. Les premiers sont des sédiments de dragage de nature fluviale caractérisés par une teneur en éléments organiques très élevée et par l’existence de phases minérales primaires (argiles, quartz, kaolin, etc.). Les deuxièmes déchets sont des déchets résiduels issus d’un centre de valorisation de déchets de verre. Ils contiennent des matériaux minéraux (fragments de porcelaine, sable, etc.). Dans un premier temps, les sédiments ont été caractérisés et, dans certains cas, traités par calcination. Ils ont ensuite été incorporés comme additif dans une matrice cimentaire. Les résultats ont montré une activité pouzzolanique comparable à d’autres additions minérales comme le métakaolin ou les fumés de silice. Les déchets de verre ont quant à eux subi une activation alcaline avant d’être introduits dans une matrice géopolymère. Ce travail a permis de prouver que les déchets de verre pouvaient jouer le rôle d’une source de silicates de soude, éléments essentiels pour la réaction géopolymère. Enfin, les deux types de déchets ont été utilisés ensemble pour des applications en technique routière et dans des matrices de construction. Les résultats se sont montrés encourageants par rapport au cahier des charges techniques et aux normes en vigueur pour ces applications.