L’objectif de ce travail est d’analyser l’influence d’un sable de fonderie chimique usé sur les propriétés mécaniques des matériaux cimentaires pour une meilleure valorisation de ce type de déchet dans les bétons. La caractérisation du sable de fonderie a mis en évidence les paramètres pouvant influer sur les propriétés mécaniques des matériaux cimentaires. L’effet du déchet sur leurs résistances en compression et en flexion a été déterminé à différentes échéances. Deux procédures originales basées sur le couplage des essais mécaniques avec la corrélation d’images numériques ont été développées pour déterminer l’influence de ce sable sur le module d’élasticité ainsi que le processus d’endommagement de mortiers. L’analyse de l’effet des paramètres influents a été réalisée à différentes échelles et concerne leur influence sur différentes propriétés physico-chimiques des matériaux cimentaires liées aux propriétés mécaniques : demande en eau, porosimétrie, hydratation et microstructure.