Par Sarah Boukhames, Ph.D en ingénierie civil à l’Université du Québec à Chicoutimi
Dans le cadre du mois de septembre et de sa thématique « Je lis la science », le magazine Al13 présente chaque semaine un texte de la communauté universitaire du Centre de recherche sur l’aluminium REGAL.
Avec Sarah Boukhames, étudiante au doctorat à l’Université du Québec à Chicoutimi, on explore comment des résidus miniers, plus spécifiquement la bauxite qui reste après l’extraction de l’alumine. Et si on l’intégrait à l’asphalte pour la rendre plus résistante à nos conditions climatiques? L’idée est lancée, mais de la théorie à la pratique, le chemin est ardu, ce qu’explique très bien la chercheuse.
Houshang Alamdari
Directeur du Centre de recherche sur l’aluminium REGAL
Professeur titulaire
Département de génie des mines, de la métallurgie et des matériaux, Université Laval
[FR] Sarah Boukhames, doctorante en ingénierie à l’UQAC. Elle travaille sous la direction des professeurs Ahmed Rahem, Reza Jafari (UQAC) et Reda Shaiki (ÉTS), Sarah s’est également démarquée en recevant la bourse Mario-Fafard (2024-2025), qui reconnaît des étudiantes-chercheuses incarnant la relève du leadership féminin en ingénierie. Elle a également a triomphé sur la scène nationale en remportant à la fois le premier prix du jury et le prix du public de la compétition MT180, à l’issue de la finale nationale présentée le 13 mai 2026 à l’UQTR dans le cadre du 93e Congrès de l’Acfas.
[EN] Sarah Boukhames, a doctoral student in engineering at UQAC. Working under the supervision of Professors Ahmed Rahem, Reza Jafari (UQAC), and Reda Shaiki (ÉTS), Sarah has also distinguished herself by receiving the Mario-Fafard Scholarship (2024–2025), which recognizes female student-researchers who embody the next generation of leadership in engineering.
She also triumphed on the national stage by winning both the jury’s first prize and the audience award at the MT180 competition, following the national finals held on May 13, 2026, at UQTR as part of the 93rd Acfas Congress.
Des résidus de bauxite à la route : quand l’aluminium ouvre une nouvelle voie à l’économie circulaire
Et si les résidus issus de la production d’aluminium primaire pouvaient contribuer à construire les routes de demain?
Chaque jour, des milliers de véhicules circulent sur les routes québécoises sans que nous pensions à ce qui se trouve sous nos pneus. Pourtant, l’enrobé bitumineux qui compose nos routes est un matériau complexe, conçu pour résister à des conditions particulièrement exigeantes : charges répétées, variations importantes de température, cycles de gel et de dégel, eau, neige et opérations de déneigement.
Figure 1: Dégradation des chaussées au Quebec. (Source: Le journal de Montréal, 2025)
Dans un contexte où les infrastructures doivent être toujours plus performantes et durables, une question devient incontournable : peut-on concevoir autrement les matériaux qui composent nos routes? Mes travaux de recherche doctorale menés au Centre universitaire de recherche sur l’aluminium (CURAL) de l’Université du Québec à Chicoutimi explorent une avenue pour le moins inattendue : la valorisation des résidus de bauxite et de certains sous-produits de l’industrie de l’aluminium dans les enrobés bitumineux.
L’idée est simple à formuler : transformer une matière résiduelle en ressource.
La démonstration scientifique, elle, est beaucoup plus complexe.
Un résidu industriel qui pourrait devenir une ressource
La production d’aluminium primaire repose sur une chaîne industrielle complexe, dont l’une des premières étapes consiste à extraire l’alumine de la bauxite grâce au procédé de Bayer. Cette transformation génère d’importantes quantités de résidus de bauxite, communément appelés « boues rouges » en raison de leur coloration rougeâtre caractéristique.
Pendant longtemps, ces résidus ont principalement été considérés comme des matières à gérer et à entreposer. Mais une autre question s’impose aujourd’hui : peut-on leur donner une seconde vie?
C’est précisément le principe de l’économie circulaire : plutôt que de considérer un sous-produit industriel comme un déchet, chercher à comprendre ses propriétés et à identifier de nouvelles applications permettant de le réintroduire dans une chaîne de valeur.
Dans le cas présent, l’idée est particulièrement intéressante puisque les enrobés bitumineux sont eux-mêmes constitués en grande partie de matériaux minéraux. Les granulats et les fines minérales jouent un rôle essentiel dans la structure de l’enrobé, tandis que le bitume agit comme liant.
La question scientifique devient alors : les résidus de bauxite peuvent-ils remplacer une partie des matériaux conventionnels utilisés dans les enrobés tout en maintenant, voire en améliorant, leurs performances?
Figure 2: Site de disposition des résidus de bauxite (SDRB), Vaudreuil, Rio Tinto, 2022
Une question de recherche… et beaucoup d’essais
Ce projet de doctorat cherche à comprendre comment l’intégration de résidus de bauxite peut modifier le comportement de l’enrobé bitumineux. L’objectif n’est pas simplement de remplacer un matériau conventionnel par un résidu industriel.
Il faut déterminer comment cette nouvelle matière interagit avec les constituants de l’enrobé, quelles propriétés elle modifie et dans quelles proportions son incorporation peut être pertinente. Plusieurs formulations d’enrobés sont donc étudiées, en faisant varier les proportions de résidus de bauxite.
Au laboratoire, nous cherchons notamment à répondre à des questions très concrètes : le matériau résiste-t-il aux déformations permanentes, comme l’orniérage, qui se manifeste par des affaissements longitudinaux de la chaussée sous l’effet du passage répété des véhicules lourds? Comment se comporte-t-il à basse température? Quelle est son évolution après vieillissement?
Pour y répondre, plusieurs techniques de caractérisation et d’essais sont utilisées, notamment la rhéologie, le vieillissement accéléré, la microscopie et différentes analyses physicochimiques et mécaniques.
Quand le laboratoire rencontre l’industrie
Une innovation scientifique ne prend véritablement son sens que lorsqu’elle peut sortir du laboratoire. C’est l’une des particularités qui rendent ce projet particulièrement stimulant : il repose sur une collaboration entre plusieurs expertises et plusieurs milieux.
Le projet rassemble notamment le Centre de recherche et de développement Arvida (CRDA) et les équipes de valorisation des sous-produits de Rio Tinto, le CURAL de l’UQAC, Inter-Cité Construction, les Industries MES ainsi que le ministère des Transports et de la Mobilité durable du Québec.
Les premiers travaux réalisés à l’UQAC avaient permis d’établir une preuve de concept en laboratoire. La suite logique consistait à franchir une étape supplémentaire : mettre le matériau à l’épreuve dans des conditions réelles.
C’est ainsi que la recherche a quitté progressivement les éprouvettes et les appareils de laboratoire pour prendre la route.
Du laboratoire à la rue
En octobre 2022, le projet a franchi une étape déterminante avec la réalisation de planches d’essai par Inter-Cité Construction.
Un enrobé incorporant les résidus de bauxite a notamment été mis en œuvre sur une portion de la rue Hall ainsi que dans le stationnement du CRDA, sur le Complexe Jonquière de Rio Tinto. Cette étape, notamment rapportée dans le magazine AL13 et par Radio-Canada, représente beaucoup plus qu’un simple projet de pavage.
Elle permet de confronter une formulation développée et étudiée au laboratoire aux contraintes réelles de sa fabrication et de sa mise en œuvre.
Car une route n’est pas une éprouvette. Elle doit composer avec la circulation, les intempéries, les variations thermiques et le temps.
Le terrain devient alors, lui aussi, un laboratoire.
Figure 3: Réalisation des planches d’essai du nouvel enrobé ( Source: Rio Tinto, 2022)
Une collaboration qui change la perspective
Pour une chercheuse, voir un matériau étudié au laboratoire être produit et mis en œuvre sur une véritable infrastructure est une étape particulièrement significative.
On change complètement d’échelle. Au laboratoire, on peut contrôler les paramètres, répéter les essais et isoler certains phénomènes.
Sur une route, le matériau est confronté à la réalité.
Cette transition permet également de mieux comprendre les défis qui ne peuvent pas toujours être observés à l’échelle expérimentale : la fabrication de l’enrobé, son transport, sa mise en œuvre, sa compaction et son comportement une fois exposé aux conditions environnementales.
C’est précisément ce dialogue entre la recherche fondamentale, l’ingénierie et l’industrie qui permet de faire progresser une innovation.
Perspectives d’avenir
Le succès de ce projet pilote repose sur une synergie entre le milieu académique et industriel. Plus qu’une simple technique de pavage, c’est une véritable démonstration de la capacité de l’écosystème de l’aluminium québécois à innover pour un avenir plus durable.
Les travaux se poursuivent pour confirmer la pérennité de cette solution face aux cycles de gel et de dégel, avec l’espoir de faire de la bauxite valorisée un standard de l’industrie routière de demain.
Mais ce projet illustre déjà une chose importante : l’innovation ne naît pas toujours de la création d’un matériau entièrement nouveau.
Elle peut aussi naître d’un changement de perspective. Regarder autrement une matière que l’on connaissait déjà. Faire dialoguer deux industries. Transformer une contrainte en question scientifique.
Et faire passer une idée du laboratoire au terrain.
La prochaine fois que nous roulerons sur une route, il sera peut-être intéressant de penser à tout ce qui se trouve sous nos pneus.
Des granulats, du bitume, des particules fines…
Et peut-être, demain, une petite partie de l’histoire de l’aluminium québécois.
Parce que parfois, la meilleure façon de donner une seconde vie à une matière est simplement de lui trouver une nouvelle route.
Pour en savoir plus sur les avancées de ce projet expérimental : Valorisation de la bauxite dans l’asphalte
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