Prédire la résistance à la compression de l'éco

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 12149 (2023) Citer cet article

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Les pavés de sable en plastique offrent une alternative durable en utilisant des déchets plastiques et en réduisant le besoin de ciment. Cette approche innovante conduit à un secteur de la construction plus durable en favorisant la préservation de l'environnement. Aucun modèle ni équation n'a été conçu pour prédire la résistance à la compression de ces blocs. Cette étude a utilisé la programmation d'expression génique (GEP) et la programmation multi-expression (MEP) pour développer des modèles empiriques permettant de prévoir la résistance à la compression des pavés de sable en plastique (PSPB) composés de plastique, de sable et de fibres dans le but de faire progresser le domaine. La base de données contient 135 résultats pour la résistance à la compression avec sept paramètres d'entrée. Les valeurs R2 de 0,87 pour le GEP et de 0,91 pour le MEP pour la résistance à la compression révèlent une relation relativement significative entre les valeurs prévues et réelles. MEP a surpassé GEP en affichant un R2 plus élevé et des valeurs plus faibles pour les évaluations statistiques. De plus, une analyse de sensibilité a été réalisée, qui a révélé que la taille des grains de sable et le pourcentage de fibres jouent un rôle essentiel dans la résistance à la compression. On estime qu'ils ont contribué à près de 50 % du total. Les résultats de cette recherche ont le potentiel de promouvoir la réutilisation du PSPB dans la construction d’environnements verts, renforçant ainsi la protection de l’environnement et l’avantage économique.

Les plastiques sont un type de matériau synthétique artificiel qui est souvent utilisé dans de nombreuses applications. En raison de leur adaptabilité, les plastiques ont connu une croissance spectaculaire de la demande au cours des dernières décennies. Environ 300 millions de tonnes de déchets plastiques sont créées chaque année dans le monde, dont 8 millions finissent dans les mers1,2. Selon l'Association malaisienne des fabricants de plastique (MPMA)3, environ 2,03 millions de tonnes de déchets plastiques ont été fabriquées en Malaisie en 2018, la majorité étant destinée aux besoins d'emballage et le reste aux industries électriques et électroniques. En raison de leur biodégradabilité limitée, la production accrue de déchets plastiques a entraîné diverses difficultés environnementales4. Alors que de plus en plus de déchets plastiques sont rejetés négligemment dans l’environnement, ils contribuent à la pollution des terres et des mers et laissent derrière eux des produits chimiques nocifs5,6. Il est désormais généralement admis que les déchets plastiques contribuent de manière significative à la contamination de l’environnement, notamment dans les milieux marins et aquatiques, avec des conséquences négatives pour les animaux7,8. En raison de leur inertie et de leur capacité à polluer les rivières, les déchets plastiques ont suscité beaucoup d’attention ces dernières années9,10. Selon les recherches d’Alabi et al.6 et Pinto Da Costa et al.11, la propagation des déchets plastiques est corrélée à la croissance de la population humaine, des chiffres plus élevés se traduisant par une demande accrue de produits en plastique et, par conséquent, par une pollution accrue.

De nombreuses actions, notamment le recyclage et l’interdiction du plastique à usage unique, ont été prises pour réduire l’accumulation de déchets plastiques. Inefficace en raison du temps et des efforts nécessaires, moins de 10 % des déchets plastiques étaient recyclés dans la composition globale12. En raison de leur durabilité, les déchets plastiques ont été étudiés comme substitut possible aux matériaux de construction plus traditionnels13. De plus, les déchets plastiques peuvent améliorer la résistance à la compression, le taux d’absorption de l’eau et la longévité des matériaux de construction. Les déchets plastiques ont été utilisés dans diverses applications au sein de l’industrie de la construction14,15,16,17. Les recherches visant à valoriser les déchets plastiques comme matériaux alternatifs dans le secteur du bâtiment se sont multipliées au cours de la dernière décennie. De nombreux chercheurs ont récemment étudié la réutilisation des déchets plastiques comme composants de matériaux de construction18,19,20. Même si des recherches ont montré que les déchets plastiques peuvent être utilisés à la place des matériaux traditionnels, leur utilisation pratique reste limitée. Étant donné que la réutilisation des déchets plastiques dans les matériaux de construction pourrait réduire la résistance à la compression, il y a eu peu de consensus sur le sujet. Auparavant, des chercheurs avaient découvert que les déchets plastiques augmentaient la résistance à la compression du produit21,22,23. Il est donc important d’examiner les effets de l’incorporation de déchets plastiques dans les matériaux de construction du point de vue des caractéristiques physiques et de la résistance à la compression.