THEME : ETUDE COMPARATIVE ENTRE l’AMELIORATION DES BRIQUES EN TERRE COMPRIMEE STABILISEE PAR LE CIMENT ET LA CHAUX ETEINTE MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU DIPLOME DE MASTER EN INGENIERIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT OPTION : GENIE CIVIL Présenté et soutenu par MAHAMAT SALEH IBRAHIM YACOUB Travaux dirigés par : Ismaïl GUEYE, Enseignant-Chercheur (Chef UTER-ISM) et Raffaele VINAI, Enseignant-Chercheur Promotion 2009/2010 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte REMERCIEMENTS Ce travail a pu être réalisé grâce à la collaboration de certaines personnes. Ainsi, je teins à remercier sincèrement tous ceux qui mon apporté leur contribution tout au long de cette projet. Je teins à témoigner ma gratitude à : - Monsieur Ismaël GUEYE et Monsieur Raffaele VINAI, qui ont bien voulus m’accepter dans ce travail de recherche, pour leur disponibilité, leur connaissance scientifique, leur soutien intellectuel, leur promptitude à donner des réponses aux difficultés rencontrées, leur soutien moral et matériel ; - Mr Kabore, responsable de laboratoire national de bâtiment et de travaux publics, aussi que son personnel technique trouvant l’expression de nos chaleureux remerciements pour le sérieux accordé à la réalisation des essais de compression. - Monsieur Zi MAMADOU, Madame Chantal NIKIEMA aussi que leur personnel, pour leur appui logistique et leur sérieux accordé à la confection des briques. - Monsieur Salif Kabore pour tous ses appuis lors des essais. - Ma gratitude est dirigée également vers tous mes enseignants et toute personne ayant aidé à l’élaboration de ce travail, à tous mes collègues de la promo. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE I Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte RESUME Depuis près de 10 000 ans la terre est l'un des principaux matériaux de construction utilisés sur notre planète. Plus d'un tiers des habitants du globe vit aujourd'hui dans des habitats en terre. Elle présente des nombreux avantages environnementaux, sociaux et culturels. La recherche porte sur l’étude comparative entre l’amélioration des briques en terre stabilisée par le ciment et la chaux éteinte. Les recherches ont été menées en partenariat avec deux entreprises CC3D et ZI MAMADOU. Les briques sont confectionnées au 2 entreprises, les briques standard à ZI avec une pression comprise entre 20 à 40bars et les briques en terre comprimée de 2éme génération à CC3D avec des pressions statique de 100bars. Aux deux laboratoires LNBTP et le laboratoire de 2IE pour l’identification des sols et les essais des compressions des briques. Le but de cette étude se porte sur la comparaison de la résistance mécanique des briques stabilisée par le ciment et la chaux éteinte selon les deux modes d’exécution. Ces essais permettent de mettre n évidence que l’ajout en quantité minimale de stabilisant peut apporter une amélioration notable dans la résistance de briques. La caractérisation et l’influence de la teneur de stabilisants a été étudiées avec plusieurs dosages ont été utilisés pour la stabilisation avec le ciment et la chaux. Les briques ont été soumises à une cure humide sous film plastique de 45 jours au maximum selon les périodes d’essai de compression fixés à 7, 14, 28 et 45 jours. Les mesures de la résistance à la compression étaient faites par la méthode d’écrasement des briques sèche (directement sortie de la conservation) et humides (immersion totale de 6heures). Les résultats obtenus sur les briques stabilisée au ciment, montrent que la résistance en compression sèche et humide croit progressivement en fonction du dosage et du temps. En revanche avec la stabilisation à la chaux, les caractéristiques de résistance montrent une tendance moins univoque. La résistance maximale sèche obtenue par les briques de la latérite C1 stabilisée à 12% de ciment est de 9,14MPa et celui de C2 à 12% est 12,50MPa. La stabilisation à la chaux donne 2,02MPa pour les briques de la latérite C1 à 12% et 5,09MPa pour C2 à 12%. La perte de résistance après immersion par rapport à la résistance sèche est : 30 à 50% pour les briques stabilisé au ciment et 50 à 60% pour la chaux. La stabilisation dépend de la granulométrie et du teneur en argile. Pour la stabilisation au ciment la terre doit contenir au environ 70 à 80% de sable et 20 à 30% d’argile et limon. Elle doit contenir au moins 45% d’argile pour la stabilisation à la chaux. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE II Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte En fin, quelques perspectives pour la présente étude ont été proposées dans la conclusion. Mots clés : Terre stabilisée au ciment, terre stabilisée à la chaux, brique de terre comprimée, résistance à la compression, Construction en terre, matériau. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE III Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte ABSTRACT Since nearly 10.000 years the earth is one of main construction materials used by mankind. More than one third of the inhabitants of the planet live currently in earth habitats. Earth construction has many environmental, social and cultural advantages. Our research has been carried out on the comparative study between the improvement of soil bricks stabilized by cement and extinct lime. This research was supported by two companies, CC3D and ZI MAMADOU, for the bricks preparation and by two laboratories, LNBTP and 2IE lab, for the soil properties definition and brick compressive strength study. The goal of this study is to make the comparison of the mechanical resistance of bricks stabilized by cement and extinct lime. It acts to show that the addition in minimal quantity of stabilizing can result in a notable improvement in the brick resistance. To characterize the influence of the content of stabilizing, several percentages were used for lime and cement stabilization. The bricks are subjected to a wet cure less than 45 days plastic film to the maximum according to the trial periods of compression fixed at 7, 14, 28 and 45 days. Measurements of the compressive strength were made on dry bricks (as per the stock conditions) and wet bricks (total immersion for 6 hours). As far as the resistance of bricks stabilized with cement is concerned, results appear consistent, with a gradual increase of the resistance in dry and wet conditions according to mixing ratios and curing time. The soil stabilization with lime shows less straightforward trends. Maximum dry resistance obtained for the C1 and C2 laterite stabilized with cement is 9,14MPa and it has been obtained 12,50MPa respectively. Soil stabilization with lime gives 2,02MPa for bricks of the C1 laterite and 5,09MPa for C2. The wet resistance, compared to dry resistance, shows a decrease of about 30 to 50% for cement treatment and 50 to 60% for lime treatment. Stabilizing parameters depend on the grain size distribution and on clay content. For the stabilization with the cement, the soil must contain approximately 70 to 80% of sand and 20 to 30% of clay and silt. The stabilization with lime is more indicated for soils containing at least 45% of clay. Some perspectives for the development of this study have been outlined in the conclusions. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE IV Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Key words: Soils stabilization with cement, soil stabilization with lime, compressed soil brick, compressive strength, earth construction materials. LISTE DES ABREVIATIONS ET SYMBOLES BLT : Bloc de latérite taillée BTC : Bloc ou Brique de terre comprimée BTS : Blocs de terre stabilisée C.S : Coefficient de sécurité C1 : Carrière C1 C2 : Carrière C2 CRATerre : Centre international de la construction en terre EAG : Ecole d’Architecture de Grenoble (France) Fcj : Resistance en compression après j jours de conservation GGBS : Ground Granulated Blastfurnace Slag ICI : Initiatives Conseil International Ip : Indice de plasticité H.R : Humidité relative LOCOMAT : Projet de promotion des matériaux locaux au Burkina-Faso ORAN : Organisation Régionale Africaine de Normalisation ONG : Organisation non gouvernementale Rcm : Résistance à la compression moyenne UEMOA : Union des Etats Monétaires de l’Afrique de l’Ouest Wl : Limite de liquidité Wop : Teneur en eau optimale (Proctor modifié) Wp : Limite de plasticité γd : Densité sèche maximale (Proctor modifié) MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE V Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte SOMMAIRE INTRODUCTION .................................................................................................................1 CHAPITRE I : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ET PRESENTATION ......................3 I. GENERALITE ....................................................................................................................................................... 3 I.1- L’utilisation de la terre au Burkina Faso (O.YAMEOGO, Al,200) ......................................... 3 I.1.1- La production.................................................................................................................................. 3 I.1.2- La construction............................................................................................................................... 3 I.2- Les blocs de terre comprimée......................................................................................................... 4 I.2.1- Définition ......................................................................................................................................... 4 I.2.2- cycle de production des blocs de terre comprimée............................................................. 4 I.2.3- Avantages des blocs de terre comprimée (H.Houben, Al, 1994) ....................................... 5 I.2.4- Situation des blocs de terre comprimée au Burkina-Faso .................................................... 6 I.3- LA LATERITE .................................................................................................................................... 8 I.3.1- définition........................................................................................................................................... 8 I.3.2- caractéristiques de latérites......................................................................................................... 8 I.3.3- utilisation des latérites au Burkina.............................................................................................. 9 I.4- Le ciment ..........................................................................................................................................10 I.4.1- définition.........................................................................................................................................10 I.4.2- processus de fabrication .............................................................................................................10 I.5- La chaux............................................................................................................................................11 I.5.1- Définition .......................................................................................................................................11 I.5.2- Caractéristiques de la chaux......................................................................................................12 I.5.3- cycle de la chaux...........................................................................................................................12 II. Stabilisation ........................................................................................................................................................ 12 II.2- objectif ..............................................................................................................................................13 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE VI Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte II.3- procédés...........................................................................................................................................13 II.4- Critères de convenance................................................................................................................14 II.5- Stabilisation au ciment...................................................................................................................16 II.6- Stabilisation à la chaux...................................................................................................................17 III. Résultats des Etudes de stabilisation faites par différentes hauteurs................................................. 18 CHAPITRE II : MATERIELS ET METHODES EXPERIMENTALES................... 21 I. INTRODUCTION........................................................................................................ 21 II. SITUATION DES CARRIERS............................................................................. 21 III. ESSAI D’IDENTIFICATION ............................................................................... 22 IV. RESULTATS DES ESSAIS .................................................................................. 23 V. Confection des briques............................................................................................ 25 VI. ESSAI DE COMPRESSION DES BRIQUES ................................................... 28 CHAPITRE III : RESULTATS ET INTERPRETATION........................................... 31 VI. Discussion.................................................................................................................. 42 Conclusion ........................................................................................................................... 46 BIBLIOGRAPHIE................................................................................................................. 47 ANNEXES............................................................................................................................ 48 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE VII Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte LISTE DES TABLEAUX ET FIGURES Liste des tableaux Tableau 1:Moyens de stabilisation de la terre remaniée ...................................................................................... 13 Tableau 2: Activité argileuse ................................................................................................................................ 15 Tableau 3 : Resistances en compression des briques de terres comprimée .......................................................... 15 Tableau 4:Composition chimique de la latérite .................................................................................................... 18 Tableau 5:Composition chimique de la latérite .................................................................................................... 19 Tableau 6:Composition chimique de la latérite .................................................................................................... 19 Tableau 7:Composition chimique de la latérite .................................................................................................... 21 Tableau 8: Caractéristique géotechniques des latérites ....................................................................................... 23 Tableau 9:Résultats des activités argileuses......................................................................................................... 23 Tableau 10:Dosage en matériau ........................................................................................................................... 26 Tableau 11: Dosage en Chaux et Ciment utilisé ................................................................................................... 26 Tableau 12:Analyse de prix de stabilisant des briques des la presse manuel....................................................... 43 Tableau 12:Analyse de prix de stabilisant des briques des la presse hydraulique ............................................... 44 Liste des Figures Figure 1 : cycle de production des blocs de terre comprimée (V.HOUBEN et AL, 1994)...................................... 5 Figure 2: Zones et pôles d’utilisation de BTC au Burkina-Faso (Matériaux locaux, Urs Wyss 2005) .................. 7 Figure 3: Norme donnée par le traité de construction en terre (CRATerre, 1995) ........................................... 15 Figure 4: Situation des deux carrières.................................................................................................................. 21 Figure 5: Courbes granulométriques de C1 et C2................................................................................................ 24 Figure 6:Courbes granulométriques de C1 brouillé et corrigé .......................................................................... 24 Figure 7: Malaxeurs à axe rotatif vertical............................................................................................................ 27 Figure 8: la Presse hydraulique électrique et la Presse manuelle TERSTARAM................................................ 27 Figure 9: Stockage des briques............................................................................................................................. 28 Figure 10: Presse électrique LNBTP .................................................................................................................... 29 Figure 11: Resistance en compression et durée de cure des briques non stabilisées de C1et C3 ....................... 32 Figure 12: Resistance en compression et durée de cure des briques stabilisées au ciment (C1) ........................ 32 Figure 13:Resistance en compression et teneur en ciment des briques (C1)........................................................ 33 Figure 14: Resistance en compression et durée de cure des briques stabilisées au ciment (C2)...................... 34 Figure 15: Resistance en compression et teneur en ciment des briques (C3)....................................................... 34 Figure 16: Resistance en compression sèche et durée de cure des briques stabilisées à la chaux (C1).............. 35 Figure 17: Resistance en compression et teneur en chaux des briques (C1) ....................................................... 36 Figure 18: Resistance en compression sèche et durée de cure des briques stabilisées à la chaux (C2).............. 37 Figure 19: Resistance en compression et teneur en chaux des briques (C2) ....................................................... 37 Figure 20: Resistance en compression humide et durée de cure des briques stabilisées au ciment (C1)............ 38 Figure 21: Resistance en compression humide et durée de cure des briques stabilisées au ciment (C2)............ 39 Figure 22: Resistance en compression humide et durée de cure des briques stabilisées à la chaux (C1)........... 40 Figure 23: Resistance en compression humide et durée de cure des briques stabilisées à la chaux (C2)........... 41 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE VIII Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte INTRODUCTION GENERALE Depuis près de 10 000 ans la terre est l'un des principaux matériaux de construction utilisés sur notre planète. Plus d'un tiers des habitants du globe vit aujourd'hui dans des habitats en terre. On dénombre de très nombreux modes de construction qui traduisent l'identité des lieux et des cultures: adobes, pisé, torchis, façonnage, bauge, blocs comprimées, des blocs taillés... Les techniques de production en terre varient du procédé le plus rudimentaire, manuel, artisanal à celui le plus sophistiqué, mécanisé, industriel. De nombreuses méthodes de fabrication de briques en terre ont été mises en œuvre en Afrique et particulièrement au Burkina Faso, en relation avec le niveau de développement de l'habitat en milieu urbain et rural. Parmi celles-ci, les procédés de compactage et de stabilisation chimique de la terre par adjonction d’un stabilisant notamment le ciment, la chaux etc…confèrent à la brique des propriétés physiques et mécaniques déterminantes pour son comportement vis-à-vis des sollicitations qui lui sont imposées. Dans tous les cas, la texture et la structure de la terre, sa porosité et sa granulométrie sont des éléments essentiels du comportement de la brique par rapport à l'humidité de l'air et à l'action directe de la pluie. Bien que le problème de la résistance de la brique de terre ait toujours intéressé les ingénieurs en bâtiment, il reste encore difficile à résoudre dans un cadre général. En effet, ce travail de recherche se propose de faire une étude comparative de blocs de terre comprimée stabilisée d’une part par le ciment et d’autre part par la chaux éteinte. Ce travail de recherche se propose de comparer l’effet de stabilisation de ciment à celui de la chaux sur la modification de la résistance des blocs de terre comprimée. La comparaison porte essentiellement sur les résistances mécaniques des briques en fonction des durées de cure (7, 14, 28 et 45jours). Ce pendant, une bonne maîtrise des techniques d'identification des terres orientera les choix en matière de stabilisation. L’utilisation du ciment ou de la chaux dans la stabilisation de la terre en général est un domaine assez connu grâce aux importants travaux de laboratoire et réalisations sur le terrain. Ces travaux ont permis de connaître les mécanismes de réactions entre la terre et ces liants, leurs effets sur les propriétés de la terre. D’après ces études, il a été défini que la chaux convient plus à une terre avec un taux d’argile non négligeable et le ciment est plutôt meilleur avec une terre sableuse. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 1 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte L’ensemble de ces travaux devraient contribuer au développement des matériaux locaux en constituant une référence scientifique et technique pour valoriser la production des blocs de terre comprimée. Ce mémoire se compose de 3 parties : La première partie est consacrée à l’étude bibliographique, la présentation des matériaux et la stabilisation. Pour la stabilisation on va voir pourquoi, quand et comment faire la stabilisation du matériau, quel sont les principes, les moyens et le mécanisme à suivre pour atteindre l’objectif énoncé. La deuxième partie concerne l’ensemble des méthodes et techniques utilisées ainsi que les matériels et les moyens mis en œuvre les essais d’identification des matériaux, la production du BTC et la vérification de la résistance à la compression : il consiste donc à caractériser les terres des différentes carrières. L’identification correcte de la terre est essentielle pour décider de son utilisation ou de sa stabilisation. La reconnaissance de la terre s’effectue par des essais de terrain et des essais de laboratoire. En troisième partie nous étudions l’évolution de la Resistance à la compression de briques secs et humides, en donnant une interprétation pour les résultats obtenus. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 2 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte CHAPITRE I : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE ET PRESENTATION I. GENERALITE I.1- L’utilisation de la terre au Burkina Faso (O.YAMEOGO, Al,200) I.1.1- La production Le Burkina Faso recèle d’un large panel de ressources pouvant être utilisées pour la production de matériaux de construction, définis comme étant localement produits avec plus ou moins d’intrants importés additionnés aux matières premières du pays. Pierres granitiques, latéritiques, grès, marbres, terres, limons, clinker...Toutefois, la production des matériaux locaux est, principalement, le fait de petites structures qui relèvent essentiellement de l’artisanat et en majorité du secteur informel. La majorité de la production des matériaux locaux, quelle que soit sa qualité, ne passe pas par un lieu conventionnel de vente de matériaux de construction. Ils se négocient directement sur leur lieu de production, sur la base d’accords entre le producteur et les clients. Ce qui implique le plus souvent une production en fonction des commandes fermes réglées au préalable ; donnant ainsi aux producteurs la latitude de pouvoir investir sur les matières premières, les outils, voire les personnels nécessaires pour satisfaire à la demande dans les délais. La production des matériaux locaux est divisée en deux catégories d’unité de production : La production manuelle : Elle concerne les matériaux locaux traditionnels, les Adobes et le BLT. La production mécanisée et motorisée : Elle concerne les matériaux Tuiles, BTC, le Pavés… I.1.2- La construction A l’instar des producteurs, les constructeurs utilisant les matériaux locaux, relèvent pour la plupart du secteur informel. En effet, près de 60% du marché de la construction au Burkina Faso est détenu par le tâcheronnat. Si l’on restreint ce marché au seul secteur de l’habitat, la part prise par les tâcherons et le secteur informel passe au-delà de 85%. C’est le mode prédominant car plus flexible. Il permet au plus grand nombre de produire du logement MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 3 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte notamment sans la possibilité d’avoir recours à un financement conventionnel (prêt bancaire, micro crédit, hypothèque, ...). Les constructeurs utilisant les matériaux locaux peuvent être scindés en deux catégories : Formelle : Ceux qui travaillent avec l’Etat, les ONG ou les structures de promotion des matériaux locaux. Ils utilisent des matériaux ayant une norme technique. Non formelle : ces sont des entreprises qui travaillent avec les commerçants, les petits associations… ils utilisent tout les matériaux et même ceux qui dits matériaux traditionnels. I.2- Les blocs de terre comprimée I.2.1- Définition Le bloc de terre comprimée est une évolution moderne du bloc de terre moulée, plus communément dénommé bloc d’adobe. L’idée de compacter la terre pour améliorer la qualité et la résistance de bloc de terre moulée est pourtant ancienne et à l’aide de pilons de bois que l’on réalisait les premiers blocs de terre comprimée. Elle a été développée aux années 50 dans le cadre d’un programme de recherche sur l’habitat rural en Colombie. Le BTC est très régulier en forme et en dimension, ils sont pleins ou perforés ce qui permet de réaliser des travaux de maçonnerie très variés. Les blocs de terre comprimée, son fabriquées à partir de terre humide et compactée dans une presse. Le bloc de terre comprimée peut être stabilisé. Dans ce cas on parle alors de « bloc de terre comprimée stabilisée ». Stabiliser la terre, c’est modifier les propriétés d’un système terreeau-air pour obtenir des propriétés permanentes compatibles avec des applications particulières. I.2.2- cycle de production des blocs de terre comprimée Le cycle de la production de BTC est montré à la figure1. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 4 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Terre Extraction Stabilisant Eau Achat Achat Dosage Dosage Extraction carrière Stockage Préparation Séchage Tamisage Dosage sec Mélange sec Mélange Mélange humide Réaction Moulage Pressage Pressage Démoulage Cure humide Cure Séchage Stockage Stockage Figure 1 : cycle de production des blocs de terre comprimée (V.HOUBEN et AL, 1994) I.2.3- Avantages des blocs de terre comprimée (H.Houben, Al, 1994) économiques : - Réduction de la fuite des devises par une diminution des matériaux importés (ciment, acier et bois) - une production manuelle à haute intensité de main d’œuvre qui favorise l’économie locale. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 5 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte écologiques : - réduction d’émission de CO2, dont 5% de l’émission mondiale provient de la production de ciment, - réduction importante d’énergie consommée pour le transport du matériau de construction. disponibilité : - la terre est disponible en quantités quasiment illimitées dans la plupart des régions. - production possible de l’échelle artisanale à l’échelle industrielle, possibilité de produire directement sur le chantier, confort: - atténuation de l’amplitude et de la rapidité des variations climatiques à l’intérieur des bâtiments, grâce à une grande inertie thermique. - autorégulation du taux d'humidité à l'intérieur des réalisations grâce aux matériaux Qualité architecturale - produits aux dimensions standardisées, modulaires, réguliers et précis, - permet la réalisation des architectures aux murs apparents I.2.4- Situation des blocs de terre comprimée au Burkina-Faso La production de Blocs de Terre Comprimée (BTC) est localisée principalement dans la zone du centre du Burkina (Wyss 2005). Les villes ayant des infrastructures en BTC sont : Fada Ngourma, Kaya, Kongoussi, Koudougou, Tenkodogo, Ouahigouya et la zone de Ouagadougou (figure2). Dans ces villes, on retrouve des Petites et Moyennes Entreprises (PME) de production de BTC. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 6 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Figure 2: Zones et pôles d’utilisation de BTC au Burkina-Faso (Matériaux locaux, Urs Wyss 2005) Le marché de construction en BTC bénéficie, encore, en plus de LOCOMAT, de l’intervention et de l’appui de beaucoup d’autres organismes. ICI et BUCO qui interviennent dans le cadre du programme pour le développement des villes moyennes (PDVM) pour la construction et la production en matériaux locaux. La Coopération Suisse au Burkina finance actuellement un projet (phase 2008-2011) d’appui à la promotion des matériaux locaux de construction dont l’objectif est d’accompagner le Ministère de l’Habitat et de l’Urbanisme dans la promotion et la vulgarisation des matériaux locaux. L’un de ses objectives spécifiques est la mise en place d’un dispositif pou la normalisation, la promotion et le contrôle de qualité (Site DDC Burkina-Faso). Destiné initialement pour la population défavorisée, le BTC est aujourd’hui beaucoup plus devenu un matériau de luxe. Les difficultés de vulgarisation de ce produit au niveau de la population en général sont nombreuses mais le niveau élevé de prix dû aux exigences de production peut être un facteur principal. Dans certains cas le prix n’est considéré élevé. Selon CRATerre-EAG, (Wyss en 2005) << le prix du m2 de murs en blocs de terre comprimée stabilisée est supérieur à celui du m2 de murs en blocs de ciment mais le coût global de la construction reste très inférieur grâce à une économie faite avec l’absence de MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 7 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte poteaux - poutres en béton armé, l’absence d’enduit extérieur et l’utilisation du bloc de terre en toiture >>. I.3- LA LATERITE I.3.1- définition Venant du latin << later >> qui signifie << brique >>, la latérite désigne une roche rouge ou brune. Il s’agit d’une roche superficielle omniprésente sous le tropique (Buchanan en 1807). Au sens large, la latérite désigne l’ensemble des matériaux, meuble ou indurés riche en hydroxyde de fer ou d’aluminium, constituant des sols, des horizons superficiels, des horizons profonds de profil d’altération. I.3.2- caractéristiques de latérites Les latérites présentent plusieurs traits caractéristiques sur le plan morphologique, chimique et minéralogique. Morphologie : On trouve deux types de latérite sur le plan morphologique : Une latérite meuble servant aussi bien dans la construction des routes que la construction des maisons en bloc des terres comprimée. Hétérogène et discontinue, elle est généralement graveleuse et se retrouve dans les zones concrétionnés et gravillonneur. Une latérite indurée servant a la construction des maisons en blocs des terres taillée. Les latérites indurées présentent des formes extrêmement diverses. R.Maignien (1964) évoque la complexité du matériau en mettant en évidence des descriptions morphologiques faite par différents auteurs. Tout fois plusieurs traits se dégagent : Induration : le durcissement de la latérite est mise en place ou alors acquis par exposition a l’air. Tout le degré d’induration sont presque observable ; on passe ainsi d’une roche en pleine cohérente a une roche plus dure difficilement cassable au marteau. Structure : elle est extrêmement variée et se résume à trois modes d’assemblages : Les éléments durcis et forment un squelette cohérent et continu ; Les éléments durcis sont des concrétions ; MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 8 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Les éléments durcis cimentent les matériaux préexistants. Couleur : elle est variée ; on observe des couleurs qui parte du roseau brun en passant par l’ocre et le rouge. Densité : elle dépend de la composition chimique et varie entre 2,5 à 3,6.elle augment avec la teneur en fer et diminue avec la teneur en alumine. Chimique et minéralogique : On retrouve trois constituants majeurs dans les latérites qui jouent un rôle important dans le processus d’induration de ces dernières. Il s’agit de : Le fer se trouve sous forme d’hématite de formule chimique Fe2O3 qui confer à la latérite sa couleur rouge mais aussi sous forme de goethite de formule (αFe2O(OH)) ; L’aluminium, sous forme d’alumine dont la formule chimique est Al2O3dans les latérites ; La silice de formule chimiqueSiO2 est souvent sous forme combiné dans les latérites : kaolinites (Al2Si2O5(OH)4). I.3.3- utilisation des latérites au Burkina L’utilisation des blocs des latérites au Burkina Faso remonte à l’époque de la colonisation : de nombreuses écoles et églises construites en ce matériau sont encore intactes actuellement. Des nos jours, les latérites sont utilisés soit dans la construction routière, soit dans la construction des bâtiments : La latérite meuble est la plus exploitée et sert à produire des blocs de terre (cuits, comprimés), des tuiles pour la construction des habitations mais aussi dans les travaux publics où elle joue un grand rôle dans les remblais, les couches de fondation et de base dans le cas des routes revêtues ou tout simplement de couche de roulement dans le cas des routes en terre mais aussi dans les petits barrages en terre, digues dans certaines régions du Burkina Faso. La latérite indurée n’est pas aussi utilisée que la latérite meuble. Son utilisation dans le bâtiment est fréquente dans les pays comme le Burkina Faso et surtout l’Inde. On la retrouve comme maçonnerie de remplissage des murs des bâtiments mais quelquefois en mur de soutènement. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 9 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte I.4- Le ciment I.4.1- définition Le ciment est un liant hydraulique qui se présente généralement sous forme d’une poudre grise. Il sert à fabriquer du béton et du mortier : additionné d’eau, le ciment durcit pour former une masse solide, résistante et notamment sous l’eau (puisqu’il s’agit d’un liant hydraulique). I.4.2- processus de fabrication Les matières premières essentielles sont la roche calcaire et l'argile. Elles sont broyées et éventuellement additionnées de produits secondaires. Le mélange obtenu s'appelle le cru et est composé d'environ 80 % de calcaire et d'environ 20 % d'argile. Dans le procédé dit à voie sèche, le plus courant aujourd'hui, le cru est préchauffé (et donc séché) dans un précalcinateur. Il est ensuite introduit dans un four cylindrique et tournant, aujourd'hui toujours horizontal (légèrement incliné). Leur longueur varie de 30 à 110 mètres. Un brûleur chauffe l'intérieur du four entre 1 400 et 1 500 °C. Le composant principal des ciments industriels actuels est le clinker, appelé aussi "scorie". Le clinker résulte de la cuisson à 1 450° C de 80 % d’un mélange de calcaire et de 20 % d’argile, appelés " crus ".Cette formule classique est celle du ciment dit Portland. D'autres types de ciments sont obtenus par adjonction de différents constituants secondaires. L'argile, composée principalement de silicates d'alumine, se fragmente sous l'effet de la chaleur en ses constituants : silice et alumine. Ceux-ci se combinent ensuite à la chaux provenant du calcaire pour donner des silicates et des aluminates de chaux. Au cours de la cuisson, de profondes modifications chimiques des constituants du cru se produisent. En premier lieu apparaît une émission de ferro-aluminate tétra calcique, de consistance pâteuse ou liquide. Lorsque le fer est épuisé par cette réaction, il se forme de l'aluminate tricalcique fondu. Ces deux corps fondus constituent le liquide des fours à ciment. Celui-ci dissout la silice et la chaux qui se combinent alors et cristallisent sous forme de silicates de chaux. Ce phénomène progressif constitue la "clinkérisation". Le clinker obtenu est ensuite moulu dans des broyeurs à boulets : grands cylindres métalliques horizontaux, rotatifs, et à moitié remplis de boulets d'acier. Le clinker est broyé, après ajout de gypse (de 3 à 5 %), pour donner le ciment. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 10 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte I.5- La chaux I.5.1- Définition Le calcaire est une pierre d’origine naturelle comportant des niveaux élevés de carbonates de calcium et/ou de magnésium. Le terme « chaux » désigne les produits dérivés du calcaire, notamment la chaux vive, la chaux éteinte et la chaux hydraulique. L’utilisation des produits à base de chaux et de calcaire remonte à la préhistoire. Utilisés depuis plus de 12000 ans, il s’agit des plus anciens matériaux utilisés par l’humanité dans toutes sortes d’applications : en art et en architecture, dans les matériaux de construction, la préparation des aliments, les soins de toilette personnels, les produits chimiques industriels et bien plus. Les trois grandes familles de chaux (chaux aérienne, chaux naturelles et chaux hydrauliques) se différencient par la composition de leur matière première, le calcaire, et leur manière de faire prise. Les chaux aériennes : fabriquées à base de calcaire pur, ces chaux font prise et durcissent au contact du gaz carbonique contenu dans l'air. Cette prise très longue limite le retrait et développe une faible résistance à long terme. La chaux vive (CaO) C’est le premier produit de la cuisson de la pierre à chaux (calcaire).C’est un matériau très avides d’eau. La chaux vive en contact de l’eau produit des explosions et sa température peut dépasser 150° (réaction très exothermique). La chaux éteinte(CaOH2) Elle est obtenue par hydratation de la chaux vive. Cette opération qui permet le passage de la chaux vive à la chaux éteinte s’appelle Extinction. Elle s’accompagne d’une augmentation de volume du produit (foisonnement). Les chaux naturelles : fabriquées à base de calcaire siliceux, elles débutent leur prise au contact de l'eau et finissent de durcir au contact de l'air. Plus réactive, leur résistance augmente dans le temps. Les chaux hydrauliques sont des chaux recomposées avec différents liants. Elles suivent le même processus de prise, dans des proportions différentes liées au pourcentage des matériaux qui les composent. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 11 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte I.5.2- Caractéristiques de la chaux La chaux est un liant naturel et écologique. Elle offre des avantages tel que : Un pouvoir assainissant et désinfectant Une esthétique que l’on peut obtenir avec un autre liant ; Une participation à la respiration de l’ouvrage ; Une élasticité ; Une tenue dans le temps encore inégalité ; Une absorption des CO2 lors de la carbonisation. I.5.3- cycle de la chaux Les produits dérivés du calcaire (CaCO3) possèdent la capacité unique d’être transformés et de reprendre leur forme originale. Le cycle de la chaux consiste à cuire le calcaire pour former la chaux vive (CaO). La chaux éteinte (Ca(OH)2) peut alors être produite en ajoutant de l’eau à la chaux vive. Le dioxyde de carbone contenu dans l’atmosphère peut alors réagir avec la chaux éteinte pour la reconvertir en calcaire. II. Stabilisation La stabilisation des sols au ciment et à la chaux a connu un progrès important durant les trente dernières années. Ce progrès a été marqué par la connaissance des mécanismes des réactions entre terre – ciment et terre – chaux, par l’importance et la qualité des travaux au laboratoire et surtout par les expérimentations et les réalisations sur le terrain. Cette technique permet donc l’utilisation en couche de forme des chaussées. Dans le domaine de la construction en terre, le stabilisant le plus utilisé est le ciment. Mais ce dernier s’adapte mal aux argiles, sa fabrication nécessite beaucoup des installations importantes et son importation coute cher; le recours à la chaux comme stabilisant apparait de ce fait intéressant, mais sa fabrication demeure toujours archaïque au Burkina. II.1- Définition : La stabilisation est l’ensemble des procédés permettant d’améliorer les caractéristiques d’une terre, a fin de créer un matériau permettant la fabrication des blocs de terre comprimée. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 12 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte II.2- objectif En stabilisant, nous intervenons sur la texture et structure de la terre. Cinq opérations possibles sont : La réduction de volume de vide entre les particules ; La fermeture des vides qui ne peuvent être supprimés ; L’augmentation des liens entre les particules. Améliorer les caractéristiques mécaniques de la terre (résistance à la compression, cohésion) en réduisant les vides entre les particules, en améliorant ou en créant des liaisons entre les particules. Réduire la sensibilité a l’eau (gonflement, retrait) et la perméabilité en bouchant les vides entre les particules. II.3- procédés Trois procédés permettent de stabiliser la terre : 1) Stabilisation mécanique : le compactage de la terre modifie se densité, sa résistance mécanique ainsi que sa compressibilité, sa perméabilité et sa porosité. 2) Stabilisation physique : les propriétés d’une terre peuvent être modifiées en intervenant sur sa texture, c'est-à-dire en mélangeant judicieusement des fractions de grains de taille différentes. 3) Stabilisation chimique : d’autres matériaux au des produits chimiques peuvent être ajoutés à la terre. Les liants (ciment et chaux éteinte) crées entre les grosses particules du sol des liaisons mécaniquement résistantes même si le matériau se trouve ensuite en présence d’eau. Tableau 1:Moyens de stabilisation de la terre remaniée (CRATerre,1995) Stabilisant Nature Sans apport de stabilisant Procédé Moyens Principe Créer un milieu dense Mécanique Densifier qui bloque les pores et les canaux capillaires. Avec apport de stabilisant Stabilisants inertes Minéraux physique MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE Armer 13 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Créer une armature omnidirectionnelle qui réduit le mouvement Fibres Enchainer Créer un squelette inerte qui s’oppose à tout mouvement Liants Liaisonner Stabilisants physico- Former des liaisons chimiques stables entre les cristaux d’argile Chimique Entourer les grains de terre d’un chimiques imperméabiliser film imperméable et boucher les pores et canaux Hydrophobants Eliminer Hydrofuger l’absorption au maximum et l’adsorption d’eau II.4- Critères de convenance Bien que théoriquement on puisse traiter au ciment et à la chaux tous les types de sols un certain nombre de conditions doivent être respecté, l’efficacité du traitement amène à définir des critères permettant de juger de l’aptitude du matériau. a) Critères sur le matériau Les bonnes performances des terres stabilisées ou non dépendent largement de la granulométrie (CLIFTON, 1977-1979) pour qu’une terre donne des briques ayant de bonnes caractéristiques mécaniques, elle doit contenir une quantité d’argile et de limon non négligeable. Une bonne terre doit contenir environ 70% à 80% de sable et 20% à 30% de limon et d’argile pour les briques non stabilisée ou stabilisée par le ciment (CLIFTON, 1978). Pour le cas de stabilisation par la chaux la teneur maximal en argile est de l’ordre de 45%. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 14 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Figure 33: Norme donnée par le traité de construction en terre (CRATerre, 1995) b) Teneur en argile Tableau 2: Activité argileuse (MARIOTTI, 1982) Caractéristiques recommandées Caractéristiques acceptables 200 ≤ f x IP ≤ 400 170 ≤ f x IP ≤ 500 8 ≤ IP ≤ 15 7 ≤ IP ≤ 20 f = Pourcentage d’élément passant à 0,08mm IP = indice de plasticité c) Essais de résistances à la compression Dans le traité de construction en terre (H. Houben et H. Guillaud, 1995) on trouve des valeurs indicatives sur les caractéristiques mécaniques des blocs de terre stabilisée. Tableau 3 : Resistances en compression des briques de terres comprimée (CRATerre, 1995) Blocs de terre comprimés Latérites stabilisée 12 à Stabilisé à 8% de 19 % de chaux, Comprimé à ciment, comprimé à 300 bars, Caractéristiques 20 bars comprimé à 20étuvés à 95% H.R sous 40 bars pression à 90°C >120 bars Resistance à la compression Environ 20 20 à50 bars bars sèche à 28 jours >20 bars >20 bars Resistance à la compression 0 à 5 bars humide à 28 jours (24h dans l’eau) MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 15 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte II.5- Stabilisation tabilisation au ciment a) Mécanisme de stabilisation MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 16 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Dans la terre, le ciment hydraté réagit de deus façon (H .Hauben et H.Guillaud, 1995) la réaction avec lui-même : formation d’un mortier de ciment pur hydraté et la réaction avec le squelette sableux. Réaction avec l’argile selon trois phases : L’hydratation provoque la formation de gels de ciment à la surface des agglomérats d’argile. La chaux libérée pendant l’hydratation du ciment réagit aussitôt avec l’argile. La chaux est vite consommée et l’argile entame une dégradation. Progression de l’hydratation qui active la désagrégation des agglomérats d’argile ; ceux-ci sont pénétrés en profondeur par les gels de ciment. Interpénétration intime des gels de ciment et des agglomérats argileux. L’hydratation persiste mais plus lente. b) Efficacité et Dosage Les dosages dépendent de la texture et de la structure et du mode de mise en œuvre. 4 à 12% du poids de la terre sèche donne de bons résultats. Certaines n’exigent que 3% et d’autre, au même dosage, se comportent moins bien qu’avec le ciment. En générale il faut au moins 6% de ciment pour obtenir des résultats satisfaisants. La résistance en compression reste très dépendante du dosage. (Blocs de terre comprimée : normes régionales) II.6- Stabilisation à la chaux a) Mécanisme de stabilisation Les théories de la stabilisation à la chaux suggèrent cinq mécanismes de bases (H .Hauben et H.Guillaud, 1995) : - Absorption d’eau : plus remarquable en cas d’utilisation de la chaux vive. La chaux subit une réaction d’hydratation qui abaisse la teneur en eau du mélange. Pour 1% de chaux vive ajouté, on peut constater, après 2 heures, une diminution de la teneur en eau de 1 à 1 ,5%. - Echange cationique : L’addition de la chaux à une terre humidifiée correspond à un apport important d’ions de calcium. Par un phénomène d’échange cationique, ces ions de calcium se substituent aux cations échangeables (magnésium, sodium, hydrogène…) de la terre. La capacité d’échange cationique de la terre est déterminante dans ce phénomène. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 17 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte - Floculation et agglomération : l’échange cationique et l’augmentation de la quantité d’électrolytes dans l’eau interstitielle conduisent à la floculation et agglomération des particules fines de la terre. Ainsi, il y a augmentation de la taille des agrégats de la fraction fine de la terre. La structure et la texture de la terre changent. - Carbonatation : la chaux ajoutée à la terre réagit avec le dioxyde atmosphérique pour former du carbonate de calcium. Cette réaction consomme une partie de la chaux disponible pour les réactions pouzzolaniques. - Réaction pouzzolanique : C’est le mécanisme le plus important influençant la stabilisation à la chaux. Les propriétés de résistances du matériau sont dues essentiellement à une dissolution des minéraux argileux dans un environnement alcalin produit par la chaux et à la recombinaison de la silice et de l’alumine des argiles avec le calcium pour former des silicates d’aluminium et de calcium qui ciment les grains entre eux. b) Efficacité et Dosage Pour la stabilisation ordinaire à la chaux éteinte, on pratique en général de dosage de 4 à 12% équivalents à ceux pratiqués avec le ciment (CRATerre 1995). Mais on notera que pour la chaux, il existe une quantité optimale pour chaque terre. La stabilisation à la chaux est particulièrement bien adaptée au procédé de production de BTC. III. Résultats des Etudes de stabilisation faites par différentes hauteurs De nombreuses informations trouvées dans plusieurs publications pour la stabilisation des briques comprimée sont compilées. Tableau 4:Composition chimique de la latérite Auteurs Années A.HAKIMI (L'laboratoire public d'essai Matériel Eprouvette 1998 cylindrique (ciment) et d'étude) SOLOMO BTS AYED ciment Pierre Thèse BTS Menkana 2004 ciment avec avec Essais Résultats Pourcentage Durée (jours) Rcm(MPa) Résistance en 4% 21 2,2 21 4,92 en 8% 28 3,5 compression simple 4% 28 2 en 6% 7 4 8% 7 3,8 compression simple 10% le Résistance le Résistance compression MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 18 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte simple 10% 7 5,3 6% 28 5,2 8% 28 6,5 10% 28 8 Résultats obtenus par J.E. OTI (2009) sur la stabilisation à la chaux. OTI (2009) a trouvé que la résistance à la compression des briques d’argile stabilisée à la chaux pour un mélange de GGBS-LOC (LG1 et LG2) et un mélange de GGBS-LOC (PG1 et PG2) sont montrée dans le tableau Suivant : Tableau 5:Composition chimique de la latérite Auteurs Années Matériel Essais J.E. OTI, J.M. 2009 Kinuthi BTC stabilisée à la chaux Résultats Echantillons Résistance en LG1 compression LG2 simple RCm PG1 PG2 7 jours 2,8 2,4 1,7 28 jours 3,8 3,7 3,4 56 jours 6,5 5,6 5 90 jours 7,4 6 5,5 1,5 3,3 4,8 5,1 Le travail montre que la résistance à la compression des briques stabilisée à la chaux augmente en fonction de temps de conservation. PG1 et PG2 sont des briques stabilisée par la chaux hydraulique ont montrés une faible résistance à la compression en fonction de l’âge de cure, avec une valeur minimale de 1,5MPa. Mais contrairement à la chaux hydraulique, les éprouvettes de LG1 et LG2 ont été stabilisée par la chaux éteinte, ont montés une augmentation progressive de la résistance à la compression. Résultats obtenus par Alfred B. Ngowi sur la résistance des blocs stabilisée au ciment et à la chaux Tableau 6:Composition chimique de la latérite Auteurs Alfred Années B. 1997 Matériels Résistance en compression sèche BTC stabilisée au Ciment MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE Chaux 19 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Ngowi ciment et à la Dosage chaux MPa Pourcentage MPa 1,84 4,55 5,9 6,8 8,5 0% 1,8 4,98 6,02 8,12 10,64 0% Sol Mahalapye 0% 5% 8% 10% 15% 5% 8% 10% 15% 1,84 2,65 3,14 3,85 5 Sol Tsabong 0% 5% 8% 10% 15% 5% 8% 10% 15% 1,8 2,16 3,1 3,23 3,73 Ngowi et Al (1997) ont montré l’effet de la résistance à la compression des briques stabilisée à la chaux et au ciment. Les résultats d’essais ont montrés que la résistance des briques stabilisée au ciment est deux fois plus supérieure que la résistance des briques stabilisée à la chaux. Les résultats ont montrés aussi que un sol contenant plus de sable est moins d’argile est plus approprié à la stabilisation au ciment, alors que un sol contenant un taux d’argile plus élevé est meilleur pour la stabilisation de chaux. Il a montré aussi qu’un sol qui a un taux de sable élevé résiste plus à absorption et l’érosion d’eau, une fois stabilisée avec un teneur de 5% en ciment. Mais le brique stabilisée à la chaux résiste mal à l’effet d’absorption et d’érosion. L’augmentation du contenu de chaux augmente l’absorption d’eau dans les briques. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 20 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte CHAPITRE II : MATERIELS ET METHODES EXPERIMENTALES I. INTRODUCTION Cette partie décrit l’ensemble des méthodes et techniques utilisées dans le cadre de cette étude ainsi que le matériel et les moyens mis en œuvre. Elle est structurée de façon chronologique. Ainsi, après les prélèvements des échantillons en carrière, on a tour à tour procédé identification, à la caractérisation physique, ainsi qu’à la caractérisation chimique et minéralogique, ensuite à la préparation des différents traitements, à leur application sur les échantillons puis à la caractérisation mécanique des échantillons traités y compris des échantillons témoins. II. SITUATION DES CARRIERS Les terres utilisée proviennent de deux carriers, carrière C1 et carrière C2. Ces carriers sont situés à quelque kilomètre de Ouagadougou ; dans l’axe OuagadougouPabré (Tableau7 et figure4). Tableau 7:Indication géographique des carrières Carrière Coordonnées Observation Latitudes Longitudes C2 12°29’59,3’’ 1°33’12,2’’ Carrière en exploitation C1 12°28’53,6’’ 1°33’17,2’’ Carrière en exploitation Figure 4: Situation des deux carrières MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 21 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte III. ESSAI D’IDENTIFICATION La première étape consiste à connaitre la terre locale. L’identification correcte de la terre du site est essentielle pour décider de son utilisation ou de sa stabilisation. La reconnaissance de la terre s’effectue par des essais de terrain et des essais de laboratoire. Pour être utilisable la terre doit répondre aux critères de convenance établis par l’expérience. Les critères de convenance spécifiques aux terres destinées à la production de BTC sont précisés eu égard aux caractéristiques de texture, de plasticité et de compressibilité. III.1- ANALYSES DE TERRAIN Nous avons pratiqué sur le terrain quelques essais simples permettant d’apprécier certaines caractéristiques de la terre de chaque carrière. - Essai visuel : il permet d’apprécier la taille des grains qui la composent. Dans la carrière de C1, nous constatons que la terre est composée de fraction fine et graviers mais les cailloux sont inexistants. Au niveau de la carrière C2 la fraction fine est très importante tandis que les cailloux et les graviers sont inexistants. - Essai de toucher L’essai de toucher complète l’examen visuel. La terre est triturée entre les doigts, la perception tactile nous renseigne sur la grosseur des grains. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 22 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte A l’état sec, la terre des carrières de C1 et C2 présentent des mottes résistantes à l’écrasement ; mouillée, elle colle légèrement aux doigts. Nous somme donc en présence d’une terre légèrement argileuse. III.2- ESSAIS DE LABORATOIRE Les essais d’identification au laboratoire (granulométrie, sédimentomètrie, poids spécifiques, limites d’Atterberg, bleu de méthylène VSB et Proctor modifié) sont réalisés sur les deux échantillons prélevés dans les différentes carrières (C1 et C2) après une identification visuelle. IV. RESULTATS DES ESSAIS L’analyse granulométrique et sédimentométrique ont montré que les échantillons du carrier de C1 sont des sols latéritiques (d’environs 56% de sable, de 30% de limons et 14% d’argileux). Les teneurs en particules colloïdales (< 2 mm) sont d’environ 13%. Les résultats de l’analyse granulométrique sont exprimés sous forme d’une courbe appelée courbe granulométrique qui donne le pourcentage cumulé d’éléments de dimension inférieure à chaque diamètre. Nous constatons sur ces courbes que les plus gros grains du sol C1 à une taille d’environ 16mm et pour le sol C2 à une taille d’environ 25mm. Les résultats des essais sont récapitulés sur le tableau ci-dessous. Tableau 8: Caractéristique géotechniques des latérites Granulométrie Limites d’Atterberg %<2,5mm %<2mm %<80µm %<15µm %<2µm Wl Wp Ip % % % Matériaux C2 72,17 69 57 40 31 33 24 10 Compactibilité C1) 63,51 61 52,07 40,3 35 45 27 18 γd g/cm 3 Wopm % Bleu de Méthylène VBS g/100g 1,54 15 0,4 1,52 16,6 1,2 Tableau 9:Résultats des activités argileuses Matériaux IP F x IP A C1 10 365,5 0,30 C2 18 375,6 0,58 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 23 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Les deux matériaux conviennent à la fabrication des blocs de terre comprimée. Les critères complémentaires f x IP sont vérifiés. Activité, A = IP/%<2 m CAILLOUX GRAVIER GROS SABLE SABLE FIN Poucentage tamisats cumulés 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 LIMON ARGILE EC2 EC1 100 10 Ouverture des tamis 1 0,1 0,01 0,001 Dimensions [mm] sédimentométrie 0,0001 Equivalent Figure 5: Courbes granulométriques de C1 et C2 A la phase de préparation de C1, la terre était brouillée pour éliminer et les gros cailloux. Mais après brouillage, la courbe granulométrique sort du fuseau recommandé pour la fabrication de BTC. Une lithoo-stabilisation était faite en ajoutant 25% 5% de sable pour corrigé la granulométrie (figure6). CAILLOUX GRAVIER GROS SABLE SABLE FIN Poucentage tamisats cumulés 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 LIMON ARGILE Corrigé Brouillé 100 10 Ouverture des tamis 1 0,1 Dimensions [mm] sédimentométrie 0,01 0,001 0,0001 Equivalent Figure 6:Courbes granulométriques de C1 brouillé et corrigé MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 24 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte V. Confection des briques 1- Préparation de la terre Les opérations de préparation de la terre vont avoir un rôle déterminant sur la qualité finale des blocs. Elles vont parfois rendre possible, par la correction de granularité qu’elles apportent, l’utilisation de la terre qu’on ne pourrait employer brutes. La préparation est presque indispensable pour les blocs stabilisés afin de garantir une bonne répartition du stabilisant qui ne peut agir efficacement si la terre est en mottes. Même pour des blocs non stabilisé, les mottes ou nodules de terre empêcheront une compression homogène et seront des points faibles à l’intérieur des blocs. La préparation va aussi permettre de corriger les éventuels défauts de granularité. Pour avoir un mélange homogène des constituants minéraux, de l’eau, du stabilisant, il faut briser les mottes jusqu’à Ø >200mm. Car il faut avoir au moins 50% de grains de Ø <5mm. 2- Tamisage et brouillage La fabrication faite à l’entreprise C2 est le système de tamisage manuel. Un treillis métallique de 5mm de diamètre fixé sur un cadre est maintenu obliquement par des jambes rigides. On jette la terre au sommet du tamis, incliné à environ 50°. En jouant sur son inclinaison on peut augmenter ou diminuer les refus. 3- Dosage des stabilisants Le dosage du stabilisant se fait grâce à une mesure connue, selon le pourcentage désiré. Le matériau que nous avons utilisé est un mélange de latérite et sables avec C1 et de la latérite simple avec C2. Avec la terre de C1, un mélange de granulométrie optimale était préparé (75% de latérite et 25%de sable) à la teneur en eau optimal (Tableau10). MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 25 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Tableau 10:Dosage en matériau Entreprise/dosage Latérite (%) Sable (%) C1 75 25 C2 100 0 Le dosage en ciment et la chaux correspondent à un pourcentage en poids de matériau sec. Nous avons fabriqué des blocs sans ajout de stabilisant et avec ajout de stabilisant. Tableau 11: Dosage en Chaux et Ciment utilisé Dosage en ciment (%) Dosage en chaux (%) 0% 6% 7% 8% 9% 10% 11% 12% 4% 5% 6% 7% 8% 9% 10% 11% 12% 4- Le malaxage Le malaxage est la préparation sont des opérations importantes dans la fabrication de BTC. La répartition de stabilisant doit être homogène pour que son effet soit égal pour tout le mélange. Cette homogénéité est conditionnée par le malaxage. Plus il sera homogène et plus le taux de stabilisation pourra être réduit soit une baisse de coût pour une persistance de qualité. Le mélange se fait d’abord à sec s’il faut ajouter à la terre des matériaux secs (chaux, ciment, sable). L’eau nécessaire au mélange ne sera ajoutée en pluie ou pulvérisation qu’en fin de malaxage, après une phase nécessaire de malaxage à sec. Elle sera ajoutée progressivement jusqu’à l’obtention d’un mélange homogène à la teneur en eau optimale. Le malaxage peut s’effectuer à l’aide des machines spéciales ``malaxeurs’’. Le temps entre le malaxage et moulage a été très réduit, afin d’évité la prise anticipée de stabilisant et la création des concrétions qui seront néfastes à la résistance mécanique des blocs. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 26 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Figure 7: Malaxeurs à axe rotatif vertical 5- Pressage et Moulage Le pressage est l’action qui consiste à resserrer les grains. Cette densification s’obtient par la mise en œuvre d’efforts de resserrement, statique ou dynamique. Les paramètres qui définissent le contacte inter granulaire sont la texture et la structure de la terre. Le contact de la texture dépend du choix granulaire, mais le contact de la structure dépend de la densité de la terre. L’amélioration de la densité c'est-à-dire la diminution de la porosité de la terre est obtenue en comprimant la terre avec une presse. On a utilisé deux presses différentes pour la fabrication. La presse manuelle pour la latérite C2 et la presse hydraulique électrique pour la latérite C2. Figure 8: la Presse hydraulique électrique et la Presse manuelle TERSTARAM MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 27 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 6- CONDITION DE CURE Les conditions de conservation des briques dans le temps jouent un rôle très important dans l’évolution de leur résistance. Des soins apportés dans la fabrication et la conservation peuvent éviter des baisses et des dispersions important des résistances. Pour les blocs stabilisés au ciment et à la chaux éteinte, la présence d’eau à l’intérieur des blocs est indispensable pour que le stabilisant atteigne sa résistance maximale, une température élevée va également contribuer. Les blocs doivent non seulement abrités du soleil et du vent, mais aussi les maintenus en ambiance humide et chaux : risque de dessèchement trop rapide en surface pouvant provoquer la formation de fissure de retrait. Pour notre cas, les briques stabilisés sont stockés à l’ abri, humidifiés par recouverte d’un film de plastique qui maintient une élévation bénéfique et donnant une humidité relative proche à 100%. La durée de cure est de 28 jours au maximum. Après cette période les briques sont laissées à l’air libre. Les essais d’écrasement en compression se font dans l’intervalle de 7 à 48 jours d’âge. Figure 9: Stockage des briques VI. ESSAI DE COMPRESSION DES BRIQUES L’essai de résistance à la compression doit être réalisé en un moment convenable qui soit représentatif de la qualité du matériau. C’est pourquoi on mesure la résistance à la compression finale de blocs stabilisé au ciment et à la chaux après 28jours et 45jours de cure. Les essais de résistance à la compression sont réalisés sur des blocs confectionnés par la MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 28 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte presse hydraulique pour la carrière C1 et par la presse manuelle pour la carrière C2. Ces blocs sont écrasés à plat, dans la même position qu’ils occupent dans la construction. La presse utilisée pour cet essai est la presse électrique de Laboratoire National de Bâtiments et de Travaux Publics offert par l’UEMOA. Figure 10: Presse électrique LNBTP 1- ESSAI ET MESURE Les essais mécaniques s'appliquent indifféremment sur les blocs de terre comprimée secs ou ayant subi un essai de remontés capillaires ou d'immersion. On remarque que les résultats sont étroitement liés aux chemins de sollicitations pendant la fabrication et la cure des matériaux. Pour cela, il est indispensable d'enregistrer tout les renseignements relatifs aux chemins de compactage et de séchage des blocs pour pouvoir interpréter et analyser les résultats trouvés dans les essais mécaniques. Les résultats d'essais doivent donc mentionner les dimensions, l'âge et la densité sèche des échantillons. Les blocs doivent être pesés (à 5 g près) et mesurés précisément (à 0,5 mm près) avant essai, et la teneur en eau résiduelle doit être évaluée après essai. Les échantillons prélevés sur l'ensemble des blocs doivent avoir une densité sèche identique, seule une variation de 1% maximum est tolérée entre blocs d'un même échantillonnage. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 29 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 2- PRINCIPE L'objet de cet essai est de déterminer la résistance nominale en compression simple des blocs de terre compressée. Il s'agit de soumettre un échantillon constitué de deux demi-blocs superposés et collés par un joint de mortier de terre à une compression simple jusqu'à la rupture. 3- MODE OPERATOIRE (M.Oliver, A Mesbah, 1997) Couper les blocs en deux. Les superposer et les coller par une fin joint de mortier (1 cm max.) en les humidifiant légèrement. Laisser sécher l'éprouvette 2 à 3 jours à température ambiante. Placer une plaque et disposer le tout sur le plateau inférieur de la presse (cet ensemble constitue un -système anti-frettage qui autorise les déplacements transversaux libres de l'échantillon). Poser sur cet ensemble l'échantillon constitué des deux demi-blocs. Centrer l'ensemble (les deux demi-blocs et le système anti-frettage) entre les plateaux rotulés de la presse. Appliquer la charge d'une manière continue et sans à coup, à une vitesse régulière de 0,5 mm/s jusqu'à rupture complète de l'échantillon. Relever la charge maximale supportée par l'échantillon au cours de l'essai. La résistance à la compression moyenne des blocs est la moyenne arithmétique des résistances à la compression d'au moins trois essais réalisés sur des échantillons d'un même lot. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 30 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte CHAPITRE III : RESULTATS ET INTERPRETATION Les briques doivent présenter un certain nombre de qualités, répondant à des performances minimales, pour pouvoir être utilisées comme matériau de construction. Pour valider les procédures d’essais sur les briques, des nombreuses essais de comparaison ont été réalisés avec différents matériaux pour lesquels les identifications et les paramètres de mise en œuvre ont été très précisément enregistrés en fin de vérifier la reproductibilité des résultats. Après chaque période de conservation, les briques sont soumises à l’effort de compression directe jusqu’à la rupture. Le but cherché est justement d’augmenter au maximum la résistance et de supprimer l’influence de la teneur en eau des briques. La résistance en compression humide des briques non stabilisées est nulle. Elles se désintègrent complètement en moins d’une heure d’immersion. I. RESISTANCES EN COMPRESSION DES BRIQUES NON STABILISEES I.1- Briques non stabilisées issu du carrier C1 et C2 Les résultats obtenus sont sur la figure11 Résistance à la compression secs (MPa) Non Stabilisée C1 et C2 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 0% C2 0% C1 0 10 20 30 40 50 Durée de cure (jours) MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 31 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Figure 11: Resistance en compression et durée de cure des briques non stabilisées de C1et C3 Le schéma de la figure11 nous montre l’évolution de la résistance en compression des briques non stabilisée issue de C1 et C2. On remarque la courbe de C2 est supérieur à celle de C1 c'est-à-dire les valeurs de la résistance de C2 sont supérieur a C1. Cela s’explique par le fait qu’il y a une forte fraction argileuse au niveau de C2 ou soit lié à la préparation des échantillons. Les briques non stabilisée issue de C2 donnent des résultats très satisfaisants, les résistances obtenues sont supérieures à 1MPa. Mais celui de C1 sont acceptable comprit ente 0,4 et 0,6. Donc, les deux résultats sont satisfaisantes au regard des valeurs énumérées dans le traité de construction en terre (1995) qui situe la résistance en compression à sec à environ 0,2MPa. II. RESISTANCES EN COMPRESSION STABILISEES AU CIMENT DES BRIQUES II.1- Resistance en compression des Briques stabilisées au ciment Résistance à la compression secs (MPa) issues de la latérite C1 Brique stabiliisée au ciment C1 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 - 6% 7% 8% 9% 10 11% 0 10 20 30 40 50 12% Durée de cure (jours) Figure 12: Resistance en compression et durée de cure des briques stabilisées au ciment (C1) MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 32 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Résistance à la compression séche (MPa) Briques stabilisée au ciment C1 10,00 9,00 8,00 7,00 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 - 45j 28j 14j 7j - 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 Teneur en ciment Figure 13:Resistance en compression et teneur en ciment des briques (C1) Le schéma de la figure12 permet d’apprécier l’évolution de la résistance en compression simple des briques stabilisées au ciment en fonction de la durée de cure. La période de conservation est étalée dans le temps afin de voir le comportement du matériau à court et longue terme. La résistance des briques stabilisées au ciment augmente en fonction de la période de cure en raison de la réaction sol-ciment qui consolide progressivement les grains. Cette progression de la résistance est forte entre 7 et 14 jours pour chaque dosage. En effet elle atteinte la moitié de la résistance maximale entre 14 et 28 jours et elle devient plus lente et atteinte son maximum à 45jours. Quand le pourcentage de ciment augmente la résistance augmente également. Quand au niveau de la résistance obtenue sur les briques, les résultats paraissent être corrects supérieur à 2MPa (H. Houben et H. Guillaud, 1995), mais n’éteint pas la valeur indicative maximum 12MPa recommandée (H. Houben et H. Guillaud, 1995). La résistance maximale obtenue à 45jours est de 9,15MPa. Des résultats similaires faits par d’autre auteur (Pierre Menkana,2004) ont été observés sur les briques stabilisée au ciment, à 8% il obtient une résistance de 6,5MPa et à 10% une résistance de 8MPa. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 33 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte II.2- Resistance en compression des Briques stabilisées au ciment issu Résistance à la compression séche(MPa) de la latérite C2 Briques stabilisée au ciment C2 14,00 12,00 6% 10,00 7% 8,00 8% 6,00 9% 4,00 2,00 10% - 11% 0 10 20 30 40 50 12% Durée de cure (jours) Figure 14: Resistance en compression et durée de cure des briques stabilisées au ciment (C2) Résistance à la compression séche(MPa) Briques stabilisée au ciment (C2) 14,00 12,00 10,00 8,00 45j 6,00 28j 4,00 14j 2,00 7j - 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 Teneur en ciment Figure 15: Resistance en compression et teneur en ciment des briques (C3) Le schéma de la figure14 montre que l’évolution de la résistance en compression des briques stabilisée au ciment issue de C2. On observe un accroissement général de la résistance des briques en fonction du temps et proportionnellement à la teneur en ciment. Les résultats obtenus sont très satisfaisantes, toutes les valeurs de la résistance sont supérieures à 2MPa pour chaque dosage. Les blocs issus de C2 présente une augmentation meilleure que celui C1. La différence de ceux résultats peut se traduire soit a cause de la teneur de l’argile soit au niveau de préparation des échantillons. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 34 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte La forte résistance observée en fonction de la teneur du ciment, traduirait le fait qu’à de teneur de plus en plus élevé les grains sont de plus en plus proche les uns aux autres, et la consolidation entre les grains devient plus forte. III. RESISTANCES EN COMPRESSION STABILISEES A LA CHAUX DES BRIQUES III.1- Resistances en compression des briques stabilisées à la chaux Résistance à la compression secs (MPa) issue de la latérite C1 Brique stabilisée à la Chaux C1 2,50 4% 2,00 5% 1,50 6% 1,00 7% 0,50 8% 9% 0 10 20 30 40 10% 50 11% Durée de cure (jours) Résistance à la compression séche MPa Figure 166: Resistance en compression sèche et durée de cure des briques stabilisées à la chaux (C1) Briques stabilisée à la chaux C1 1,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 45j 28j 14j 7j 0 2 4 6 8 10 12 14 Teneur en chaux MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 35 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Figure 17: Resistance en compression et teneur en chaux des briques (C1) Le schéma de la figure17 montre l’évolution de la résistance en compression des briques stabilisée à la chaux issue de C1. On remarque que la résistance est croissante en fonction du temps de cure. En ce qui concerne le dosage, on note que jusqu'à 5% la chaux semble n’avoir pas effet, car la cure ne montre pas des améliorations du point de vue mécanique. Avec une teneur en chaux supérieur à 5% on note une croissance de la résistance notamment d’après 28 jours. Il faut de toute façon noter que tous les données restent dans une fourchette de 1,3MPa, quand l’écart des essais dans le même lot est des 0,40MPa. Cependant, la teneur en chaux ne semble pas avoir une influence sur la résistance mécanique, car pour la même période de cure les valeurs de la résistance se situent dans un intervalle de 0,3 à 0,5MPa. Les résultats obtenus sur les briques stabilisée à la chaux issue de C1 sont tous inferieur à 2MPa Sauf à 12% de stabilisant, on trouve une résistance égale à 2MPa à 45jours. On observe bien sur la figure16 la résistance en compression ne pas en fonction du dosage de stabilisant mais elle est en fonction de la durée de cure. Des résultats semblables étaient trouvés par J.E. OTI (2009). La résistance à la compression des briques stabilisée à la chaux hydraulique augmente en fonction de l’âge de cure, avec une valeur minimale de 1,5MPa à 7 jours et une valeur maximale 5,1MPa à 90 jours. On remarque au niveau de la figure la résistance obtenue après stabilisation baisse avec la teneur en chaux. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 36 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte III.2- Resistances en compression des briques stabilisées à la chaux issue de la latérite C2 Résistance à la compression seche MPa Brique stabilisée à la chaux C2 6,00 5% 5,00 4% 4,00 6% 3,00 7% 2,00 1,00 8% - 9% - 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 10% 11% Durée de cure (jours) Figure 18: Resistance en compression sèche et durée de cure des briques stabilisées à la chaux (C2) résistance à la compression séche (MPa) Briques stabilisée à la chaux C2 6,00 5,00 4,00 45j 3,00 28j 2,00 14j 1,00 7j - 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 Teneur en chaux Figure 19: Resistance en compression et teneur en chaux des briques (C2) Le schéma de la figure18 nous montre que l’évolution de la résistance en compression des briques stabilisée à la chaux issue de C2. On observe un accroissement général de la résistance des briques en fonction du temps. La résistance à la compression sèche des briques croit progressivement avec la durée de cure et la teneur en chaux. La résistance maximale est atteinte avec une teneur de 12% de chaux à laquelle la résistance est de 5,09MPa. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 37 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Les résultats obtenus sont satisfaisantes, toutes les valeurs de la résistance sont supérieures à 2MPa pour chaque dosage après la cure de 28 jours. On remarque au niveau de la courbe la résistance augmente en fonction de temps de cure, cela peut se traduire, un séchage précoce pourrait réduire considérablement la résistance en compression en rendant impossible la réaction chaux-argile. On peut noter aussi que, comme déjà observé par le matériel C1, la teneur en chaux ne montre pas des effets sur la résistance mécanique, sauf pour le dosage de 12%, pour le quel on observe une croissance évident pour chaque temps de cure. IV. RESISTANCES HUMIDE DES BRIQUES STABILISEES AU CIMENT Cet essai n’a pas été pratiqué sur toutes les briques, il a concerné que les briques stabilisées. Les briques destinées à être écrasées sont immergées totalement dans l’eau pendant 6 heurs, elles sont ensuite retirée et soumissent à l’essai de compression. IV.1- Resistances moyennes humides des briques stabilisées au ciment issu de la latérite C1 Résistance à la compression humide MPa Briques stabilisée au ciment C1 4,00 3,50 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 - 6% 7% 8% 9% 10% 11% - 10 20 30 40 50 12% Durée de cure (jours) Figure 20: Resistance en compression humide et durée de cure des briques stabilisées au ciment (C1) Les résistances humides obtenues après immersion est toujours supérieur à 2MPa, ce qui est loin d’être négligeable. Mais la résistance obtenue sur les briques stabilisée à 6% paraissent être insuffisante, car inferieur à 2MPa. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 38 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte On remarque une baisse de la résistance due à l’immersion, se situe entre 50% et 60% par rapport à la résistance sèche. La stabilisation au ciment améliore considérablement le comportement mécanique et à l’eau. IV.2- Resistances moyennes humides des briques stabilisées au ciment issu de la latérite C2 Résistance à la compression humide (MPa) Briques stabilisée au ciment C2 8 7 6 5 4 3 2 1 0 6% 7% 8% 9% 10% 11% 0 10 20 30 40 50 12% Durée de cure (jours) Figure 21: Resistance en compression humide et durée de cure des briques stabilisées au ciment (C2) Le schéma de la figure21 nous montre que l’évolution de la résistance en compression des briques stabilisée au ciment issue de C2. On observe une corrélation entre la résistance à la compression, le temps de cure et le pourcentage de ciment. A mesure que la résistance augment, la durée de cure et le pourcentage du ciment augmente aussi. Par rapport aux résistances à sec on remarque une baisse des résistances suite à l’immersion des briques. La baisse se situe entre 35 et 40% par rapport aux résistances sèches. Les résistances humides obtenues après immersion sont supérieurs à 2MPa. V. RESISTANCES HUMIDE DES BRIQUES STABILISEES A LA CHAUX V.1- Resistances moyennes humides des briques stabilisées à la chaux issue de la latérite C1 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 39 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Briques stabilisée à la chaux C1 Résistance à la compression humide (MPa) 1,2 4% 1 5% 0,8 6% 0,6 7% 0,4 8% 0,2 9% 0 10% 0 10 20 30 40 50 11% Durée de cure (jours) Figure 22: Resistance en compression humide et durée de cure des briques stabilisées à la chaux (C1) La figure22 nous montre que l’essai d’immersion est très faible pour tous les pourcentages. Les résistances humides obtenues après immersion sont inferieurs à 2MPa. Le comportement de l’eau et les résistances obtenues sont beaucoup plus faibles que dans le cas de stabilisation au ciment. V.2- Resistances moyennes humides des briques stabilisées à la chaux issue de la latérite C2 Résistance humide à la compresssion (MPa) Briques stabilisée à la chaux C2 2,5 4% 2 5% 1,5 6% 1 7% 0,5 8% 9% 0 0 10 20 30 Durée de cure (jours) MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 40 50 10% 11% 40 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Figure 233: Resistance en compression humide et durée de cure des briques stabilisées à la chaux (C2) Les briques stabilisée à la chaux issues de la latérite C2 présente des résistances humide à la compression sensiblement égale a celui de la latérite C1. Par rapport aux résistances à sec on remarque une baisse des résistances suite à l’immersion des briques. La baisse se situe entre 60 à 65% par rapport aux résistances sèches. Les résistances humides obtenues après immersion sont inferieurs à 2MPa sauf à 12% la résistance est 2,16MPa après 45 jours. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 41 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte VI. Discussion Des nombreux essais que nous avons réalisés, nous permettent d’avancer certaines idées sur la stabilisation des briques par le ciment et la chaux éteinte. Les résultats obtenus ont montré que la stabilisation au ciment donne les meilleurs résultats en résistance sèche et humide par rapport à la chaux. Des études sur le comportement mécanique de la terre stabilisée au ciment et la chaux faite par Ngowi (1997) donnent des résultats semblables. Il semble que la stabilisation au ciment et à la chaux éteinte sur le deux latérites employés donnent une uniformisation sur la résistance des briques, cette résistance augmente en fonction du pourcentage de stabilisant et du temps. Les briques stabilisées au ciment sont sec à partir du 14e jour alors que celles stabilisées à la chaux présentent un peu d’humidité. Nous ne tentons d’expliquer cette différence mais savons que la chaux nécessite plus de temps pour sa réaction par rapport au ciment. Avec le ciment une cure humide de 28 j est largement suffisante mais avec la chaux il faut au moins 45 jours. J.OTI (2009) a montré que la résistance à la compression des briques stabilisée à la chaux augmente en fonction de temps de conservation. La stabilisation dépend de plusieurs paramètres dont les plus importants sont : - La nature de stabilisant et sa quntité - La qualité de la terre - La qualité du compactage - Du teneur en eau Les courbes granulométriques de deux terres utilisées sont dans le fuseau granulométrique conseillé par CRATerre pour les BTC. Mais elle doit contenir une quantité d’argile non négligeable (environ 45%) pour une bonne stabilisation à la chaux. Ce n’était pas le cas de nos deux terres, qui ont un indice de plasticité inferieur à 20%. Cela prouve qu’il y a absence de réaction entre la chaux et l’argile. Puisque l’addition de la chaux et de l’eau a un sol provoque la floculation de la réaction argileuse par absorption d’ion Ca2+, si le pH est assez basique, leur attaque et leur transformation. Ca2+ et OH- apportés par la chaux se combinent avec la silice et l’alumine des argiles pour former des silicates et des aluminates de calcium hydratés. Ces minéraux nouvellement formés relient entre elles les particules argileuses constituant ainsi un ciment qui supprime la plasticité des argiles de façon irréversible (A .ELABBADI, 1986). La vitesse de l’attaque de l’argile par la chaux et la vitesse de formation MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 42 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte des minéraux dépend de la température et du degré d’altération des minéraux argileux. En effet, plus la température du milieu est élevée plus le phénomène est rapide et plus les caractérisations du matériau traité seront élevées. De même Mateous (1964) a constaté aussi que dans un échantillon de sol argile traités par la chaux et conservé à 35°C développe deux fois ou plus la résistance de ceux traités aux résultats similaires à 25°C. Ont été rapporté aussi par Arabi et Wild (1989) que l'influence de la température sur les briques stabilisée à la chaux développe la résistance à la compression des briques. En comparent la résistance en compression de deux latérite on constate que les briques de C2 on une résistance plus élevé que celle de C1. Cette supériorité de la résistance peut se traduire soit la teneur de l’argile qui est un peut élevée soit par une mauvaise préparation des échantillons de C1 (par brouillage) qui nous a poussée de faire une litho-stabilisation pour corrigé la granulométrie. En général, Pour avoir des améliorations, il faudrait augmenter le pourcentage de la chaux ou faire une étude sur d’autre terre plus argileuse, mais l’augmentation des la quantité de chaux aura pour conséquence un accroissement des coûts. En ce qui concerne la stabilisation au ciment, on note qu’il n’y a pas des limites ou techniques : C'est-à-dire qu’en augmentant la teneur en ciment on trouvera des matériaux de plus en plus résistant, la limite pour le dosage est donc de type économique en fonction des applications et par conséquence des résistances ciblés. En ce qui concerne les résistances ciblées, on trouve que pour un mur de remplissage il est recommandé 4MPa pour un coefficient de sécurité de 1,5 et pour un mur porteur entre 3 et 4MPa. En ce qui concerne le poteau économique, une simulation pour 1m2 de parois a été fait, pour vérifié la différence de coût en fonction de la teneur en ciment. Tableau 12:Analyse de prix de stabilisant des briques des la presse manuel Dosage (%) 6 7 8 9 10 11 12 surface (cm²) 300 300 300 300 300 300 300 nombre de brique Quantité de Prix de ciment par 1m2 de paroi ciment (kg) ( Fcfa) 34 34 34 34 34 34 34 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 14,00 16,33 18,67 21,00 23,33 25,67 28,00 1400 1633,33 1866,67 2100 2333,33 2566,67 2800 43 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Tableau 13:Analyse Analyse de prix de stabilisant des briques des la presse hydraulique Dosage (%) surface (cm²) 6 7 8 9 10 11 12 nombre de Quantité de Prix de ciment brique par 1m2 ciment (kg) ( Fcfa) de paroi 375 375 375 375 375 375 375 27 27 27 27 27 27 27 20,80 24,27 27,73 31,20 34,67 38,13 41,60 2 080,00 2 426,67 2 773,33 3 120,00 3 466,67 3 813,33 4 160,00 Au Burkina-Faso, Faso, les performances courantes des BTC destinés à la maçonnerie des murs porteurs sans enduits (classe B40) est 4MPa (Fiche technique LOCOMAT 1998). D’après nos études, nous proposons, pour la fabrication et l’utilisation des BTC à la maçonnerie de remplissage,, une stabilisation de 6% de ciment qui a une résistance minimale de 6MPa au lieu de 8% et 12% utilisée sur le marché. marché La production avec 6% réduit de 30 à 50% le coût de la construction en BTC. Analyse des prix de différents pourcentages de stabilisant cas des briques porteurs Le tableau ci-dessous dessous montre quelle est la résistance caractéristique nécessaire BTC selon les diverses configurations de la maçonnerie, et divers coefficient de sécurité (Hubert Guillaud, CRATerre-EAG, 1995). Tableau 14: Résistances caractéristiques pour un bâtiment Type de poteau Résistance en compression (MP (MPa) C.S = 10 C.S = 12 C.S = 15 2,6 3,1 4 2 2,3 2,9 1,5 1,8 2,3 Bâtiment à un étage MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 44 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Tableau 15: Résistances caractéristiques pour un bâtiment Dosage Résistance Coefficient de Charge (kg) Section (cm²) en (%) admissible(MPa) sécurité 6 7 8 9 10 11 12 4,00 4,30 4,67 5,45 7,15 7,39 8,33 15 15 15 15 15 15 15 4 500,00 4 500,00 4 500,00 4 500,00 4 500,00 4 500,00 4 500,00 1 125,00 1 047,59 964,29 826,19 629,66 608,66 540,00 Nombres de Briques 6 5 5 4 3 3 3 Bâtiment à deux étages Tableau 16: Résistances caractéristiques pour un bâtiment Dosage en (%) 6 7 8 9 10 11 12 Résistance admissible (MPa) Coefficient de Charge (kg) Section (cm²) sécurité 4,00 4,30 4,67 5,45 7,15 7,39 8,33 15 15 15 15 15 15 15 9 500,00 9 500,00 9 500,00 9 500,00 9 500,00 9 500,00 9 500,00 2 375,00 2 211,59 2 035,71 1 744,19 1 329,29 1 284,94 1 140,00 Nombres de Briques 12 11 10 9 7 7 6 L’analyse du résultat montre que dans le cas des briques porteurs, le nombre que la quantité de stabilisant utilisée pour la construction est la même pour tout le dosage. D'après les essais réalisés à ENTPE, un mur de BTC maçonné en mortier de terre voit apparaitre ses premières fissures autour de 0.55 MPa (sans stabilisant) à 0.9 MPa (bloc et maçonnerie stabilisée). L'effondrement du muret intervient avec une contrainte de compression beaucoup plus importante (de 1MPa à 3MPa). Cependant précisons que pour une construction classique la descente de charge liée au poids des poteaux ou des murs et bien inférieure à ces valeurs. Une toiture à charge bien répartie peut être reprise sans problème par un poteau ou mur en BTC. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 45 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte CONCLUSION GENERALE Dans le cadre de ce travail, nous souhaitions étudier comment améliorer le comportement mécanique des blocs de terre comprimée, en vue de rendre utilisable dans la construction des maisons, il est nécessaire de s’assurer qu’ils possèdent des propriétés mécaniques suffisante (résistance à la compression) que vis-à-vis de leur tenue à l’eau. des essais de convenance de terre on étaient élaborés par les différentes moyen de laboratoire qui nous permis de faire les tests d’identification Avant de procéder a la stabilisation, une bonne maitrise des techniques d’identification orientera les choix en matière de stabilisation. A remarquer que La stabilisation au ciment améliore considérablement la résistance mécanique et réduit l’absorption d’eau par immersion total qui est beaucoup plus faible dans le cas des briques à fort pourcentage que dans le cas à faible pourcentage. Par contre, dans le cas de stabilisation à la chaux, l’addition n’apporte que peu d’amélioration au niveau de résistance mécanique qu’absorption d’eau. Les teneurs en eau envisagées pour la terre non stabilisée restent faibles comparées à celles utilisées pour les matériaux dosés au ciment et à la chaux, ceci est dû au fait que le matériau stabilisé est plus résistant aux effets de l’humidité. D’après les résultats que nous avons obtenus, il est possible que l’essai de l’immersion total des briques que nous avons mis au point soit plus adapté que l’essai de capillarité. Mais l’essai de l’immersion a l’avantage de mettre en valeur la cinématique de la remonté de l’eau dans les briques et la chute de la résistance au bout d’un temps de 6 heurs. Pour obtenir de bonnes résistances sèches et humides, il faudrait employer des terres ne contenant pas plus de 20% de l’argile en cas d’stabilisation au ciment et environ 45% en cas de stabilisation à la chaux. Les bonnes performances des terres stabilisées ou non dépendent largement de la granulométrie pour qu’une terre donne des briques ayant de bonnes caractéristiques mécaniques. Cependant des recherches restent nécessaires pour compléter ce travail en particulier, une étude avec une latérite contenant plus de 45% d’argile ou soit faire une stabilisation avec un pourcentage comprit entre 13 à 19% de la chaux. Il serait aussi intéressant d’étendre cette étude en alliant d’autre stabilisant comme la fibre. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 46 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte BIBLIOGRAPHIE 1. A. ELABBADI, 1986, Mécanisme de durcissement des briques en terre stabilisée à la chaux. Conditions de cure et choix des terres, Thèse de doctorat en géologie de l’ingénieur, école nationale supérieure de Paris ,165p 2. Ahmadou Bello, 1995, Civil Engineering department, University Zaria, Nigeria, A comparative evolution of cernent and lime modification of Laterite; 3. Alfred B. Ngowi , 1997, Improving the traditional earth construction: a case study of Botswana 4. Blocs de Terre Comprimée : Norme régionales, version mai 1996 5. H.Houben, V.Rigassi, Ph. Garnier, 1996, Blocs de terre comprimée : Equipements de production, CRATerre, Bruxelles, Belgique ,149p. 6. H. Houben, H. Guillaud, 1995, traité de construction en terre, édition Parenthèse, Marseille, France, 355p. 7. H. Guillaud, Thierry Joffroy, Pascal Odul, GRATerre- EAG, Blocs de terre comprimée, Manuel de conception et de production. Volume I 8. H. Guillaud, Thierry Joffroy, Pascal Odul, GRATerre- EAG, Blocs de terre comprimée, Manuel de conception et de production. Volume II 9. MARIOTTE, 1982, la terre, matériau de construction 10. M.Olivier, A.Mesbah, 1997, mécanique de la construction en terre, mode opératoire pour la réalisation des essais de résistance sur les blocs en terre comprimée. 11. J.E Oti, J.M. Kinuthia, 2009,Engineering properties of unfired clay masonry bricks 12. Pascal LEGRAND, 1994, Construction Economique en Blocs de terre comprimée au Gabon, projet de recherche appliquée. 13. Vincent Rigassi, GRATerre-EAG, Blocs de Terre Comprimée, Manuel de production Volume I 14. Zoul-fikhar Ali Mahamat, Etude comparative des blocs de terre comprimée stabilisée au ciment et à la chaux, 2iE, Ouagadougou, 2009. MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 47 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte ANNEXES MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 48 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Annexe 1: Essais d’identification 1. Carrière C1 ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISAGE Modules AFNOR tamis mm 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 80 63 50 40 31,5 25 20 16 12,5 10 8 6,3 5 4 3,15 2,5 2 1,6 1,25 1 0,8 0,63 0,5 0,4 0,315 0,25 0,2 0,16 0,125 0,1 0,08 0,063 0,050 0,040 Refus partiels Refus cumulés % Refus % Passants Observations cumulés cumulés 66,2 34,4 42,4 0,0 66,2 100,6 143,0 2,2% 3,4% 4,8% 97,8% 96,6% 95,2% 232,6 186,0 190,6 172,7 136,5 116,7 103,2 102,7 96,5 79,5 92,3 84,6 69,2 73,0 84,6 60,6 63,9 81,3 50,3 16,9 232,6 418,6 609,2 781,9 918,4 1 035,1 1 138,3 1 241,0 1 337,5 1 417,0 1 509,3 1 593,9 1 663,1 1 736,1 1 820,7 1 881,3 1 945,2 2 026,5 2 076,8 2 093,7 7,8% 14,0% 20,3% 26,1% 30,6% 34,5% 37,9% 41,4% 44,6% 47,2% 50,3% 53,1% 55,4% 57,9% 60,7% 62,7% 64,8% 67,6% 69,2% 69,8% 92,2% 86,0% 79,7% 73,9% 69,4% 65,5% 62,1% 58,6% 55,4% 52,8% 49,7% 46,9% 44,6% 42,1% 39,3% 37,3% 35,2% 32,5% 30,8% 30,2% MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 49 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte ANALYSE GRANULOMETRIQUE SEDIMENTOMETRIE Temps Lecture cumulé tc R 08:10:00 de lecture Heures t0 = Correction Température Lecture CT+CmT °c corrigée Rc Cd PAR Profondeur Facteur effective Hr F (cm) Diamètre équivalent Ф (m) Pourcentage des grains < Ф P (%) Passant échantillon p (p = C.P) en % 08:10:30 30 s 1009,5 28,8 2,4 1011,9 16,4 0,93 69 94,5% 4,2% 08:11:00 1 min 1008,5 28,8 2,4 1010,9 16,5 0,93 49 86,6% 3,9% 08:12:00 2 min 1008 28,8 2,4 1010,4 16,6 0,93 35 82,6% 3,7% 08:15:00 5 min 1006,5 28,8 2,4 1008,9 16,9 0,93 22 70,7% 3,2% 08:20:00 10 min 1005 28,8 2,4 1007,4 17,2 0,93 16 58,7% 2,6% 08:30:00 20 min 1003,5 28,8 2,4 1005,9 17,4 0,93 11 46,8% 2,1% 08:50:00 40 min 1002,5 28,8 2,4 1004,9 17,6 0,93 8 38,8% 1,7% 09:30:00 80 min 1001,5 29 2,4 1003,9 17,8 0,93 6 31,3% 1,4% 12:10:00 4h 1000 2,9 1002,9 18,0 0,91 3 23,0% 1,0% 08:10:00 J+1 24 h 30,7 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 50 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte LIMITES D'ATTERBERG - Méthode à la coupelle Limite de liquidité Limite de plasticité N° tare 1 2 3 4 Poids total humide (g) 16,4 17,7 17,0 Poids total sec (g) 14,0 15,1 Poids tare (g) 7,3 Poids de l'eau (g) 5 A B C D 18,2 10,5 9,9 10,6 10,2 14,6 15,5 9,8 9,3 10,1 9,7 7,5 7,5 7,4 7,2 7,2 7,5 7,3 2,4 2,6 2,4 2,6 0,7 0,5 0,6 0,5 Poids sec (g) 6,7 7,6 7,1 8,2 2,6 2,1 2,6 2,5 Teneur en eau (g) 35,9% 34,5% 33,2% 32,3% Nombre de coups N 12 16 23 27,3% 25,2% 22,2% 19,8% 35 40% RESULTATS 38% ωL = ωP = 33% 24% ω en % 36% Indice de plasticité : 34% IP = IP = 32% ωL ωP 10% 30% 10 100 Nombre de coups N (échelle log(N)) Indice de consistance du terrain naturel : Ic = Ic = MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE (ωL - ω ) / IP 2 51 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte ESSAI PROCTOR 9% 13% 15% 17% 19% 493 780 901 1030 1120 Poids total humide (g) Poids du moule (g) Poids net humide (g) 7 800 g 8 184 g 8 238 g 8 185 g 8 170 g 4 152 g 4 152 g 4 152 g 4 152 g 4 152 g 3 648 g 4 032 g 4 086 g 4 033 g 4 018 g Volume du moule (cm3) 2 297 cm3 2 297 cm3 2 297 cm3 2 297 cm3 2 297 cm3 Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Poids tare (g) 17,2 g 17,6 g 17,5 g 17,2 g 16,6 g 16,6 g 17,0 g 17,7 g 17,6 g 17,8 g Poids total humide (g) 139,3 g 136,0 g 111,0 g 110,7 g 117,4 g 115,0 g 113,8 g 114,9 g 115,5 g 112,9 g Poids total sec (g) 127,4 g 124,2 g 99,2 g 98,7 g 102,8 g 101,0 g 98,4 g 97,7 g 99,6 g 96,7 g Teneur en eau (%) 10,8% 11,1% 14,4% 14,7% 16,9% 16,6% 21,6% 19,5% 20,6% Teneur en eau souhaitée Eau de mouillage Densité Teneur en eau 18,9% 10,9% 14,6% 16,7% 20,2% 20,0% (g/cm3) : 1,59 g/cm3 1,76 g/cm3 1,78 g/cm3 1,76 g/cm3 1,75 g/cm3 Densité seche d (g/cm3) : 1,43 g/cm3 1,53 g/cm3 1,52 g/cm3 1,46 g/cm3 1,46 g/cm3 Teneur en eau moyenne (%) Densité humide MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 52 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte CARRIERE C2 1,60 latérite non traité 1,58 Densité apparente en g/m3 1,56 1,54 1,52 1,50 1,48 deplacement de l'optimum 1,46 1,44 1,42 1,40 10,0% 10,8% 11,6% 12,4% 13,2% 14,0% 14,8% 15,6% 16,4% 17,2% 18,0% 18,8% 19,6% Teneur en eau Pression finale ( P') cuve échantillon + chambres (mWs) Poids sec Volume d'eau N° échantillon matériaux mis distillé ajouté P' (le cas échéant) dans la cuve 3ième (cm3) 1ère essai 2ième essai (g) , moyenne essai (mWs) Valeur (cm3) E01 1 202 g 337 cm3 10,10 9,80 9,85 9,90 748 cm3 29,2 KN/m3 E02 1 083 g 382 cm3 10,25 10,15 10,01 10,14 760 cm3 28,6 KN/m3 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE Vlu ys (KN/m3) 53 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 2. Carrière C2 ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR TAMISAGE Modules AFNOR tamis mm 50 49 48 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 80 63 50 40 31,5 25 20 16 12,5 10 8 6,3 5 4 3,15 2,5 2 1,6 1,25 1 0,8 0,63 0,5 0,4 0,315 0,25 0,2 0,16 0,125 0,1 0,08 0,063 0,050 0,040 Refus partiels Refus cumulés 30,2 10,8 7,1 5,9 33,9 85,6 100,8 151,5 158,2 122,0 87,3 71,5 63,1 65,0 57,2 47,8 55,6 54,7 43,3 58,9 77,8 74,0 79,8 87,5 73,9 45,7 29 g 30,2 41,0 48,1 54,0 88,0 173,5 274,3 425,8 584,0 706,0 793,3 864,8 927,8 992,8 1 050,0 1 097,8 1 153,4 1 208,1 1 251,4 1 310,2 1 388,0 1 462,1 1 541,9 1 629,4 1 703,2 1 748,9 1 778,0 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE % Refus % Passants Observations cumulés cumulés 1,0% 1,4% 1,6% 1,8% 2,9% 5,8% 9,1% 14,2% 19,5% 23,5% 26,4% 28,8% 30,9% 33,1% 35,0% 38,4% 40,3% 41,7% 43,7% 46,3% 48,7% 51,4% 54,3% 56,8% 58,3% 59,3% 99,0% 98,6% 98,4% 98,2% 97,1% 94,2% 90,9% 85,8% 80,5% 76,5% 73,6% 71,2% 69,1% 66,9% 65,0% 61,6% 59,7% 58,3% 56,3% 53,7% 51,3% 48,6% 45,7% 43,2% 41,7% 40,7% 54 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte ANALYSE GRANULOMETRIQUE PAR SEDIMENTOMETRIE Température T °c Correction CT+Cm-Cd Lecture corrigée Rc Profondeur effective Hr (cm) Facteur F Diamètre équivalent Ф (m) Pourcentage Passant des grains < Ф échantillon p P (%) (p = C.P) en % = Temps cumulé Lecture tc de R lecture 09:18:30 30 s 1008 29,8 2,6 1010,6 16,6 0,92 69 84,7% 3,8% 09:19:00 1 min 1006,5 29,8 2,6 1009,1 16,8 0,92 49 72,8% 3,3% 09:20:00 2 min 1006 29,8 2,6 1008,6 16,9 0,92 35 68,8% 3,1% 09:23:00 5 min 1005,5 29,8 2,6 1008,1 17,0 0,92 22 64,9% 2,9% 09:28:00 10 min 1005 29,8 2,6 1007,6 17,1 0,92 16 60,9% 2,7% 09:38:00 20 min 1005 30 2,7 1007,7 17,1 0,92 11 61,3% 2,7% 09:58:00 40 min 1004,5 30,2 2,8 1007,3 17,2 0,92 8 57,8% 2,6% 10:38:00 80 min 1004 30,8 2,9 1006,9 17,2 0,91 5 55,1% 2,5% 13:18:00 4h 1002 34 3,8 1005,8 17,4 0,88 3 46,0% 2,1% 09:18:00 J+1 24 h 1001,5 30,6 2,9 1004,4 17,7 0,92 1 34,7% 1,6% t0 09:18:00 LIMITES D'ATTERBERG - Méthode à la coupelle Limite de liquidité Limite de plasticité N° tare 1 2 3 4 Poids total humide 27,5 (g) 29,6 29,2 Poids total sec (g) 24,4 25,9 Poids tare (g) 17,6 Poids de l'eau (g) A B C D 28,4 20,5 21,3 21,7 21,2 25,7 25,0 20,0 20,6 20,9 20,3 17,9 17,9 17,2 17,9 18,2 18,1 17,3 3,2 3,7 3,5 3,4 0,6 0,6 0,8 0,8 Poids sec (g) 6,8 8,1 7,8 7,8 2,1 2,4 2,9 3,0 Teneur en eau (g) 46,6% 45,3% 44,8% 43,9% 26,3 % 26,2 % 27,0 % 27,8 % 21 27 35 Nombre de coups 14 N 5 RESULTAT S 50% ωL = ωP = 48% 45% 27% 46% ω en % Heures Indice de plasticité : ωL IP = ωP 44% 42% 55 MEMOIRE 40% DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 10 13 16 19 22 25 28 31 34 Nombre de coups N (échelle log(N)) 37 40 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte IP = 18% Indice de consistance du terrain naturel : Ic = Ic = MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE (ωL - ω ) / IP 56 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte ESSAI PROCTOR 9% 13% 15% 17% 19% 495 780 900 1020 1140 Poids total humide (g) Poids du moule (g) Poids net humide (g) 7 800 g 8 184 g 8 238 g 8 185 g 8 170 g 4 152 g 4 152 g 4 152 g 4 152 g 4 152 g 3 648 g 4 032 g 4 086 g 4 033 g 4 018 g Volume du moule (cm3) 2 297 cm3 2 297 cm3 2 297 cm3 2 297 cm3 2 297 cm3 Numéro tare 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Poids tare (g) 17,2 g 17,6 g 17,8 g 17,4 g 16,6 g 16,6 g 17,3 g 17,6 g 17,6 g 18,1 g Poids total humide (g) 139,2 g 135,5 g 110,9 g 110,7 g 117,4 g 115,5 g 113,3 g 114,2 g 115,8 g 112,0 g Poids total sec (g) 127,4 g 124,2 g 98,3 g 97,8 g 102,4 g 100,3 g 98,4 g 97,7 g 99,6 g 96,7 g Teneur en eau (%) 10,7% 10,6% 15,7% 16,0% 17,5% 18,1% 20,7% 19,9% 19,5% Teneur en eau souhaitée Eau de mouillage Densité Teneur en eau 18,5% 10,7% 15,9% 17,8% 19,6% 19,7% (g/cm3) : 1,59 g/cm3 1,76 g/cm3 1,78 g/cm3 1,76 g/cm3 1,75 g/cm3 Densité sèche d (g/cm3) : 1,44 g/cm3 1,51 g/cm3 1,51 g/cm3 1,47 g/cm3 1,46 g/cm3 Teneur en eau moyenne (%) Densité humide MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 57 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte CARRIERE C1 1,60 latérite non traité 1,58 Densité apparente en g/m3 1,56 1,54 1,52 1,50 1,48 deplacement de 1,46 1,44 1,42 1,40 10,0%10,8%11,6%12,4%13,2%14,0%14,8%15,6%16,4%17,2%18,0%18,8%19,6% Teneur en eau ESSAI AU BLEU DE METHYLENE (VBS) Désignations IDENTIFICATION ECHANTILLON Dmax échantillon (en mm) Masse sec du prélèvement (en g) Masse sec passant le tamis de 5 mm (en g) -> Coefficient pondérale C fraction 0/5 Horison n°1 Horison n°2 Horison n°3 Horison n°4 (Epaisseur …. à …. m) (Epaisseur …. à …. m) (Epaisseur …. à …. m) (Epaisseur …. à …. m) 5 mm 5 000,0 g 3 971,1 g 79,4% 5 mm 5 mm 5 mm TENEUR EN EAU (prise n°2) Poids humide prise n°2 (en g) Poids sec prise n°2 (en g) -> Teneur en eau du matériau VALEUR AU BLEU VBS (prise n°1) Masse sec 0/5 mm introduite en solution (en g) 120,0 g Volume de bleu introduit (en cm3) 150 cm3 -> Valeur de Bleu 1,0 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 58 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte Annexe 2: Résistance en compression des briques de la latérite C1 stabilisées à la chaux et au ciment 1. Resistances en compression sec à 7 jours Dosage(%) Poids (kg) Surface (mm²) Masse volumique (kg/mm3) Moyenne Charge de rupture(KN) Charge Moyenne Resistance à la compression (MPa) Résistance Moyenne Ciment 12,50 12,80 12,60 13,10 13,00 13,50 13,10 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 6 250 6 400 6 300 6 550 6 500 6 750 6 550 13,20 12,90 12,80 13,00 12,40 13,70 14,50 14,00 13,50 12,60 12,70 12,50 12,60 13,90 14,40 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 6 600 6 450 6 400 6 500 6 200 6 850 7 250 7 000 6 750 6 300 6 350 6 250 6 300 6 950 7 200 6 601,00 14,50 0,013 7 250 6 606,00 15,30 0,013 7 650 4 12,60 13,50 0,013 0,013 6 300 6 750 5 13,00 13,60 12,70 0,013 0,013 0,013 6 500 6 800 6 350 6 13,00 12,70 12,40 0,013 0,013 0,013 6 500 6 350 6 200 7 12,50 12,90 12,30 0,013 0,013 0,013 6 250 6 450 6 150 8 12,40 12,70 12,60 0,013 0,013 0,013 6 200 6 350 6 300 9 12,70 12,00 12,10 0,013 0,013 0,013 6 350 6 000 6 050 12,00 12,90 12,50 0,013 0,013 0,013 6 000 6 450 6 250 0 6 7 8 9 10 11 12 6 316,67 6 600,00 6 602,00 6 603,00 6 604,00 6 605,00 9,00 8,00 5,50 28,20 24,40 27,50 34,80 7,50 26,70 26,50 35,70 39,60 36,10 40,00 40,16 39,20 43,40 41,90 48,20 45,50 54,10 40,30 58,50 72,90 27,70 72,50 32,70 28,70 29,70 30,70 31,70 68,60 0,63 0,62 0,42 2,16 1,87 2,11 2,68 0,56 2,05 2,02 2,74 3,04 2,77 3,07 3,08 3,01 3,33 3,20 3,71 3,50 4,14 3,04 4,49 5,60 3,05 5,54 8,05 4,05 5,05 6,05 7,05 5,26 Chaux 10 6 317,67 6,06 6,40 6 318,67 10,00 12,00 12,70 6 319,67 12,90 10,40 11,20 6 320,67 9,20 12,40 10,30 6 321,67 9,50 8,70 8,30 6 322,67 10,40 13,90 15,60 6 323,67 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 9,75 10,40 8,70 8,50 0,16 0,49 9,50 0,76 0,92 0,97 10,50 0,98 0,89 0,92 0,47 0,96 0,84 0,70 11,50 0,95 0,77 12,50 0,73 0,67 0,58 13,50 0,80 1,07 1,20 14,50 0,82 0,68 1,01 0,75 0,81 0,67 59 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 0,70 11 12 2. 12,70 13,10 12,80 0,013 0,013 0,013 6 350 6 550 6 400 12,90 12,50 0,013 0,013 6 450 6 250 12,80 0,013 6 400 12,20 0,013 6 100 6 324,67 8,50 11,20 13,90 0,61 0,86 1,07 15,50 10,50 12,50 6 325,67 0,97 0,99 0,96 12,00 0,93 16,50 9,20 0,86 0,70 Resistances en compression sec à 14 jours Dosage(%) Masse Surface Poids (kg) volumique Moyenne (mm²) (mm3) Charge rupture(KN) Charge de Resistance à la compression (MPa) Moyenne Résistance Moyenne Ciment 0 1 2 3 4 5 6 7 12,7 0,013 6350 6,00 12,5 0,013 6250 12,4 0,013 6200 5,60 0,43 13 0,013 6500 35,20 2,70 13,3 0,013 6650 13,1 0,013 6550 33,20 12,3 0,013 6150 45,10 13 0,013 6500 13 0,013 6500 37,60 12,8 0,013 6400 47,00 12,6 0,013 6300 11,6 0,013 5800 13,3 0,013 6650 13,4 0,013 6700 13,3 0,013 6650 43,50 12,6 0,013 6300 50,40 12,4 0,013 6200 12,7 0,013 6350 61,60 13,1 0,013 6550 76,70 13,5 0,013 6750 13,4 0,013 6700 72,00 5,46 13 0,013 6500 76,10 5,86 13,7 0,013 6850 85,00 13,2 0,013 6600 6 266,67 6 267,67 6 268,67 6 269,67 5,70 25,80 41,70 54,10 0,46 5,77 6,77 3,44 7,77 6 271,67 6 272,67 6 273,67 68,50 71,10 2,44 3,20 2,89 3,62 8,77 3,44 4,16 2,64 47,10 50,20 1,44 1,96 2,54 34,30 6 270,67 0,44 0,44 3,63 9,77 4,44 3,86 3,26 3,87 10,77 5,44 4,89 4,73 5,90 11,77 12,77 77,20 6,44 5,54 7,44 6,54 5,93 Chaux 4 5 13,10 0,013 11,30 0,013 5 650,00 12,50 0,013 6 250,00 13,30 0,013 6 650,00 6 550,00 18,90 6 100,00 8,40 1,46 11,60 7,50 6 101,00 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 18,40 0,89 0,65 0,57 12,60 1,20 1,41 60 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 6 7 8 9 10 11 12 3. 13,00 0,013 6 500,00 16,10 1,24 12,80 0,013 6 400,00 12,50 0,96 12,50 0,013 6 250,00 11,80 0,013 5 900,00 12,30 0,013 6 150,00 13,10 0,013 6 550,00 12,10 0,013 6 050,00 11,90 0,013 5 950,00 13,40 1,03 12,70 0,013 6 350,00 8,70 0,67 12,10 0,013 6 050,00 12,20 0,013 6 100,00 13,30 0,013 6 650,00 11,90 0,013 5 950,00 12,60 0,013 6 300,00 12,20 0,013 6 100,00 12,40 0,013 6 200,00 11,50 0,013 5 750,00 8,20 0,63 12,50 0,013 6 250,00 13,10 1,01 11,80 0,013 5 900,00 12,80 0,013 6 400,00 11,80 0,013 5 900,00 12,20 0,013 6 100,00 12,00 0,013 6 000,00 12,80 6 102,00 10,20 0,98 13,60 15,70 1,21 8,50 6 103,00 6 104,00 10,70 8,80 0,65 14,60 15,60 11,30 12,10 6 107,00 8,00 0,66 17,60 18,60 16,10 14,30 0,67 0,72 0,95 0,61 1,24 14,00 6 108,00 0,97 0,93 0,85 8,60 9,40 0,74 0,67 1,14 16,60 11,00 6 106,00 0,83 0,82 0,87 14,80 6 105,00 0,99 0,78 1,07 19,60 10,10 0,98 1,10 0,78 Resistances en compression sec à 28 jours Dosage(%) Poids ( kg) Surface (mm²) Masse volumique Moyenne Charge de rupture(KN) Charge Resistance à la compression (Mpa) Moyenne Résistance Moyenne Ciment 0 6,00 7,00 13,60 0,013 6 800,00 13,10 13,30 0,013 0,013 6 550,00 6 650,00 13,00 0,013 6 500,00 13,00 0,013 6 500,00 12,10 0,013 6 050,00 12,30 0,013 6 150,00 12,90 0,013 6 450,00 9,80 6 666,67 17,90 7,30 0,75 11,67 37,70 6 350,00 29,50 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 43,60 52,10 0,90 2,90 33,37 32,90 6 316,67 1,36 0,59 2,26 2,56 2,53 50,07 3,35 3,85 4,00 61 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 12,70 0,013 6 350,00 54,50 4,19 12,60 0,013 6 300,00 62,10 4,77 12,70 0,013 6 350,00 12,70 0,013 6 350,00 53,00 4,07 13,20 0,013 6 600,00 56,10 4,30 13,10 0,013 6 550,00 13,50 0,013 6 750,00 64,20 4,93 13,20 0,013 6 600,00 60,70 4,67 13,10 0,013 6 550,00 13,20 0,013 6 600,00 81,30 6,25 13,10 0,013 6 550,00 88,60 6,81 12,70 0,013 6 350,00 13,00 0,013 6 500,00 80,10 6,16 13,30 0,013 6 650,00 87,70 6,74 13,30 0,013 6 650,00 13,20 0,013 6 600,00 6 333,33 6 633,33 6 583,33 6 466,67 6 633,33 63,20 51,35 67,90 82,40 99,60 59,43 57,22 69,97 83,70 93,23 92,40 4,85 3,86 5,22 6,32 7,66 4,56 4,36 5,38 6,43 7,17 7,10 Chaux 4 5 6 7 8 13 13 12,7 13,1 12,7 12,1 12,9 12,9 12,7 12,7 12,4 12,3 13,3 12,9 12,7 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 6500 6450 6500 6350 6550 6350 6316,66667 6050 6450 6452 6450 6350 6350 6200 6233,33333 6150 6650 6450 6483,33333 6350 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 10,4 11,4 13,1 17,6 19,9 20,9 15,9 18 15,1 16,2 25,4 19,5 14,3 15,9 19,7 11,63 19,47 16,33 20,37 16,63 0,81 0,87 1,01 1,35 1,53 1,61 1,22 1,38 1,16 1,25 1,96 1,5 1,1 1,22 1,51 0,90 1,90 2,90 3,90 4,90 62 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 9 10 11 12 10,3 10,9 11,1 13,2 13,1 12,7 12,9 12,7 11,9 13,1 12,9 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 5150 5450 5383,33333 5550 6600 6500 6550 6350 6450 6250 6350 5950 6550 6450 6516,66667 15,8 23 22,9 10,8 12,8 17,3 18,2 21,3 13,2 14,3 16,1 13,1 0,013 6550 22,3 20,57 13,63 17,57 17,57 1,21 1,77 1,76 0,83 0,99 1,33 1,39 1,64 1,01 1,1 1,24 1,72 5,90 6,90 7,90 8,90 4. Resistances en compression sec à 28 jours Dosage(%) Poids kg) ( Surface (mm²) Masse Moyenne volumique Charge rupture(KN) Charge de Resistance à la compression (MPa) Moyenne Résistance Moyenne Ciment 11,00 13,10 11,10 12,10 13,20 12,80 13,00 13,10 12,30 13,40 12,90 13,00 13,30 12,80 12,90 13,30 12,40 12,30 12,20 13,80 13,30 12,00 14,50 11,50 0 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 6 550,00 5 550,00 6 050,00 6 600,00 6 400,00 6 500,00 6 550,00 6 150,00 6 700,00 6 450,00 6 500,00 6 650,00 6 400,00 6 450,00 6 650,00 6 200,00 6 150,00 6 100,00 6 900,00 6 650,00 7 250,00 5 750,00 - 4 516,67 9,80 8,70 7,70 33,20 42,30 45,40 49,00 41,70 48,70 54,40 71,30 53,20 70,20 72,50 61,10 65,30 69,90 74,40 88,20 87,20 4 333,33 117,80 120,19 6 050,00 6 500,00 6 466,67 6 533,33 6 500,00 6 150,00 87,70 0,76 0,67 0,59 2,56 3,25 3,49 3,77 3,20 3,74 4,16 5,49 4,09 5,40 5,57 4,70 5,02 5,96 5,70 6,79 6,71 119,00 9,07 9,24 8,73 40,30 46,47 59,63 67,93 69,87 0,67 3,10 3,57 4,58 5,22 5,56 6,75 9,16 Chaux 4 12,5 12,2 5 11,8 0,013 0,013 0,013 0,013 6250 6100 0 5900 6 450,00 12,8 8,6 11,63 0,98 0,66 0,82 6 316,67 17,3 19,47 1,33 1,82 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 63 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 12,4 12,4 12,2 12,2 12,2 12,1 12 12 13,1 12,1 12,8 13,3 13,1 13,4 13,3 12,1 12,1 13,1 13,3 13,1 13,1 12,1 11,7 6 7 8 9 10 11 12 5. 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 6200 6200 6100 6100 6100 6050 6000 6000 6550 6050 6400 6650 6550 6700 6650 6050 6050 6550 6650 6550 6550 6050 5850 6 452,00 6 233,33 6 483,33 5 383,33 6 500,00 6 250,00 6 516,67 12,6 29,1 20,5 19,1 17,8 19,3 22,6 21,5 22,4 21,1 22,8 25,2 22,4 19,3 23,3 21,2 20,9 21,4 19,4 24,5 25,5 29,6 24,1 16,33 20,37 16,63 20,57 13,63 17,57 17,57 0,97 2,24 1,57 1,46 1,37 1,49 1,74 1,65 1,72 1,62 1,75 1,94 1,72 1,48 1,79 1,63 1,6 1,65 1,51 1,88 1,96 2,27 1,85 1,46 1,62 1,69 1,71 1,67 1,68 2,02 Resistances moyenne humide Dosage(%) Age (jours) masse moyenne Surface (mm²) Masse Volumique Charge de Resistance rupture moyenne (MPa) (KN) Ciment 14 28 45 14 28 45 14 28 45 14 28 45 14 28 45 14 28 45 14 28 45 6 7 8 9 10 11 12 14 14 14 14 13 13 14 14 12 14 15 14 14 13 13 13 13 13 13 13 13 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 0,013 6 900,000 7 000,000 6 750,000 6 800,000 6 600,000 6 600,000 6 750,000 7 000,000 6 150,000 6 950,000 7 300,000 7 200,000 6 850,000 6 500,000 6 550,000 6 650,000 6 350,000 6 600,000 6 550,000 6 500,000 6 500,000 9,10 11,00 16,40 1,12 17,40 21,70 13,50 17,60 29,10 17,90 19,80 20,20 24,00 29,70 31,60 30,70 35,80 37,10 36,50 45,80 47,70 0,70 0,85 1,26 1,12 1,33 1,67 1,04 1,35 2,23 1,37 1,52 1,55 0,89 2,28 2,43 2,36 2,75 2,85 2,81 3,52 3,67 Chaux 4 14 13,3 0,013 6650 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 3,8 0,18 64 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 5 6 7 8 9 10 11 12 28 45 13,7 13,7 0,013 0,013 6850 6850 2,8 5 0,22 0,41 14 13,8 0,013 6900 2,4 0,52 28 13,6 0,013 6800 5,4 0,42 45 13,7 0,013 6850 5,2 0,4 14 13,6 0,013 6800 6,8 0,37 28 13,5 0,013 6750 3,9 0,3 45 13,6 0,013 6800 7 0,54 14 13,4 0,013 6700 4,8 0,29 28 13,3 0,013 6650 5,3 0,4 45 13 0,013 6500 10,8 0,83 14 14,4 0,013 7200 3,5 0,25 28 13,4 0,013 6700 3,8 0,29 45 13,5 0,013 6750 8,2 0,4 14 12,6 0,013 6300 4,9 0,38 28 12,9 0,013 6450 4,8 0,37 45 13,2 0,013 6600 12,7 0,97 14 13,6 0,013 6800 4,1 0,35 28 12,6 0,013 6300 2,8 0,22 45 13,3 0,013 6650 13 0,99 14 12,4 0,013 6200 3,5 0,27 28 13,4 0,013 6700 6,2 0,48 45 13,2 0,013 6600 13,6 1,04 14 13,6 0,013 6800 3,8 0,29 28 13,9 0,013 6950 8,2 0,63 45 13,7 0,013 6850 13,2 1,01 Annexe 3: Résistance en compression des briques de la latérite C2 stabilisées à la chaux et au ciment 1. Resistances en compression sec à 7 jours Poids Dosage(%) kg) ( Surface Masse Moyenne (mm²) volumique Charge rupture(KN) Charge de Resistance à la compression (Mpa) Moyenne Résistance Moyenne Ciment 0 6 7 6,70 6,40 6,70 7,60 7,70 7,30 7,20 7,30 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 190,48 3 047,62 3 190,48 3 619,05 3 666,67 3 476,19 3 428,57 3 476,19 3 142,86 3 587,30 3 460,32 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 30,90 22,20 26,80 69,20 69,20 127,10 112,00 99,20 26,63 88,50 105,97 1,47 1,06 1,29 3,72 4,72 6,02 5,19 4,55 1,27 4,82 4,94 65 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 7,30 7,00 7,20 7,40 7,10 7,40 7,80 7,40 7,20 7,20 7,90 7,40 7,80 7,30 7,60 7,40 8 9 10 11 12 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 476,19 3 333,33 3 428,57 3 523,81 3 380,95 3 523,81 3 714,29 3 523,81 3 428,57 3 428,57 3 761,90 3 523,81 3 714,29 3 476,19 3 619,05 3 523,81 3 428,57 3 539,68 3 460,32 3 666,67 3 539,68 106,70 89,60 132,10 94,80 151,70 76,70 138,90 146,90 120,10 172,50 118,80 165,40 157,10 148,70 161,30 144,20 105,50 122,43 146,50 147,10 151,40 5,08 4,22 6,27 4,45 7,20 3,57 6,43 6,96 5,72 7,72 5,66 7,87 7,48 7,07 7,68 6,86 4,98 5,73 6,80 7,00 7,20 Chaux 7,10 4 5 6 7 8 9 10 11 12 7,40 7,10 7,10 7,40 7,40 7,00 7,40 7,30 7,80 7,70 7,00 7,90 6,60 7,20 6,30 6,50 5,90 6,50 6,60 6,00 6,60 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 380,95 3 523,81 3 380,95 3 380,95 3 523,81 3 523,81 3 333,33 3 523,81 3 476,19 3 714,29 3 666,67 3 333,33 3 761,90 3 142,86 3 428,57 3 000,00 3 095,24 2 809,52 3 095,24 3 142,86 2 857,14 3 142,86 6,60 0,021 3 142,86 6,70 6,20 5,80 6,50 0,021 0,021 0,021 0,021 3 190,48 2 952,38 2 761,90 3 095,24 3 428,57 3 476,19 3 444,44 3 571,43 3 444,44 2 968,25 3 031,75 3 158,73 2 936,51 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 36,50 32,00 33,00 21,10 34,40 27,10 31,70 27,60 27,90 28,70 21,50 26,60 28,90 24,20 32,50 43,90 44,50 42,40 42,90 43,00 37,00 37,40 42,80 35,10 49,70 54,30 60,60 33,83 27,53 29,07 25,60 28,53 43,60 40,97 38,43 54,87 1,74 1,62 1,57 1,00 1,64 1,29 1,50 1,31 1,33 1,37 1,02 1,27 1,38 1,15 1,55 2,09 2,12 2,02 2,04 3,30 1,76 1,78 3,29 2,70 2,37 2,59 2,89 1,64 1,31 1,38 1,22 1,36 2,08 2,37 2,59 2,62 66 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 2. Resistances en compression sec à 14 jours Poids ( Surface Dosage(%) kg) (mm²) Masse volumique (mm3) Moyenne Charge rupture(KN) Charge de Resistance à la compression (MPa) Moyenne Résistance Moyenne Ciment 6 7 8 9 10 11 12 7 6,9 7 7 7,2 7 7,1 7,5 7,2 7,5 7,1 7,3 7,6 7,6 7,8 7,4 7,1 7,3 7,8 7,6 7,9 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 333,33 3 285,71 3 333,33 3 333,33 3 428,57 3 333,33 3 380,95 3 571,43 3 428,57 3 571,43 3 380,95 3 476,19 3 619,05 3 619,05 3 714,29 3 523,81 3 380,95 3 476,19 3 714,29 3 619,05 3 761,90 6,8 6,9 7 7 6,7 7,3 6,7 6,9 7,1 7 6,5 6,4 6,5 6,6 6,4 6,7 6,9 6,7 6,9 7 6,9 7,1 7,1 7 6,4 6,5 6,8 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 238,10 3 285,71 3 333,33 3 333,33 3 190,48 3 476,19 3 190,48 3 285,71 3 380,95 3 333,33 3 095,24 3 047,62 3 095,24 3 142,86 3 047,62 3 190,48 3 285,71 3 190,48 3 285,71 3 333,33 3 285,71 3 380,95 3 380,95 3 333,33 3 047,62 3 095,24 3 238,10 3 317,46 3 365,08 3 460,32 3 476,19 3 650,79 3 460,32 3 698,41 103,80 109,20 115,50 113,10 110,10 118,10 139,00 109,90 120,30 134,00 115,70 103,40 186,70 160,30 216,90 178,30 166,50 160,70 194,50 189,40 187,60 109,50 113,77 123,07 117,70 187,97 168,50 190,50 4,94 5,20 5,50 5,38 5,24 5,62 6,62 5,23 5,73 6,35 5,51 4,93 8,89 7,63 10,30 8,49 7,93 7,65 9,24 9,02 8,93 5,21 5,41 5,86 5,60 8,94 8,02 9,06 Chaux 4 5 6 7 8 9 10 11 12 3 285,71 3 333,33 3 285,71 3 158,73 3 095,24 3 222,22 3 301,59 3 365,08 3 126,98 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 48,90 45,80 38,90 33,80 43,50 36,70 40,10 51,20 49,10 29,00 31,50 33,60 47,40 45,50 41,70 39,10 49,80 45,40 44,30 50,60 41,70 40,10 43,70 42,80 62,20 58,20 60,30 44,53 38,00 46,80 31,37 44,87 44,77 45,53 42,20 60,23 2,33 2,16 1,85 1,61 2,07 1,74 1,91 2,43 2,34 1,38 1,50 1,58 2,26 2,17 1,99 1,86 2,37 2,16 2,11 2,41 1,89 1,91 2,08 2,04 2,96 2,77 2,87 2,11 1,81 2,23 1,49 2,14 2,13 2,14 2,01 2,87 67 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 3. Resistances en compression sec à 28 jours Poids ( Surface Dosage(%) kg) (mm²) Charge de Resistance à la rupture(KN) compression (Mpa) Masse Moyenne volumique Charge Moyenne Résistance Moyenne Ciment 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 6,80 7,30 6,70 6,70 6,90 6,90 7,60 6,90 6,80 6,90 6,90 6,90 7,00 6,60 6,80 6,70 6,70 7,10 7,10 6,80 6,70 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 238,10 3 476,19 3 190,48 3 190,48 3 285,71 3 285,71 3 619,05 3 285,71 3 238,10 3 285,71 3 285,71 3 285,71 3 333,33 3 142,86 3 238,10 3 190,48 3 190,48 3 380,95 3 380,95 3 238,10 3 190,48 6,50 6,10 6,10 6,50 6,40 6,70 6,50 6,80 6,80 6,40 6,00 6,20 6,50 6,60 6,50 6,70 6,40 6,50 6,30 6,30 6,70 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 095,24 2 904,76 2 904,76 3 095,24 3 047,62 3 190,48 3 095,24 3 238,10 3 238,10 3 047,62 2 857,14 2 952,38 3 095,24 3 142,86 3 095,24 3 190,48 3 047,62 3 095,24 3 000,00 3 000,00 3 190,48 3 301,59 3 253,97 3 380,95 3 285,71 3 238,10 3 253,97 3 269,84 121,10 99,80 131,30 131,50 131,00 120,00 126,20 126,80 117,60 147,10 180,90 183,40 210,60 190,30 179,30 221,70 215,10 217,50 219,30 248,30 243,80 117,40 127,50 123,53 170,47 193,40 218,10 237,13 5,75 4,75 6,25 6,26 6,24 5,71 6,01 6,03 5,60 7,01 8,61 8,73 10,02 9,06 8,53 10,55 10,24 10,35 10,44 11,82 11,60 5,58 6,07 5,88 8,12 9,20 10,38 11,29 Chaux 0 4 5 6 7 8 9 2 968,25 3 111,11 3 190,48 2 952,38 3 111,11 3 111,11 3 063,49 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 21,60 19,90 24,30 51,50 45,00 54,40 45,20 45,40 62,90 50,60 50,60 46,20 46,34 41,70 38,10 56,70 45,10 43,70 54,60 55,60 63,60 21,93 50,30 51,17 49,13 42,05 48,50 57,93 1,02 0,95 1,15 2,45 2,14 2,59 2,15 2,16 2,99 2,41 2,41 2,20 2,21 1,99 1,82 2,70 2,15 2,08 2,60 2,65 3,03 1,04 2,39 2,43 2,34 2,01 2,31 2,76 68 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 6,90 6,90 6,80 6,50 6,70 6,90 6,60 6,60 6,50 10 11 12 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 285,71 3 285,71 3 238,10 3 095,24 3 190,48 3 285,71 3 142,86 3 142,86 3 095,24 3 269,84 3 190,48 3 126,98 58,00 40,90 57,60 55,30 57,30 64,90 83,90 82,00 87,90 52,17 59,17 84,60 2,76 1,95 2,75 2,63 2,70 3,90 3,97 3,90 4,18 2,49 3,08 4,02 4. Resistances en compression sec à 45 jours Dosage(% Poids ) (kg) Surfac e (mm²) Masse volumique Moyenne Charge rupture(KN) Charge de Resistance à la compression (Mpa) Résistanc Moyenne e Moyenne Ciment 0 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00 11,00 12,00 6,30 6,60 6,10 6,90 7,10 7,00 6,80 6,60 6,50 6,90 7,10 6,70 7,20 7,20 6,70 7,10 7,10 7,00 7,00 6,70 7,10 7,00 5,10 6,50 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 000,00 3 142,86 2 904,76 3 285,71 3 380,95 3 333,33 3 238,10 3 142,86 3 095,24 3 285,71 3 380,95 3 190,48 3 428,57 3 428,57 3 190,48 3 380,95 3 380,95 3 333,33 3 333,33 3 190,48 3 380,95 3 333,33 2 428,57 3 095,24 6,60 6,40 6,00 6,70 6,90 6,90 7,00 6,80 6,90 6,50 6,60 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 142,86 3 047,62 2 857,14 3 190,48 3 285,71 3 285,71 3 333,33 3 238,10 3 285,71 3 095,24 3 142,86 3 015,87 3 333,33 3 158,73 3 285,71 3 349,21 3 365,08 3 301,59 2 952,38 25,80 28,60 18,90 131,70 123,30 121,10 134,90 146,00 125,20 146,20 164,90 116,60 167,80 170,40 160,00 223,60 232,10 222,50 232,00 215,90 250,70 261,90 269,40 256,50 24,43 125,37 135,37 142,57 166,07 226,07 232,87 262,60 1,23 1,36 0,89 6,27 5,87 5,77 6,42 6,95 5,96 6,96 7,85 5,55 7,99 8,91 7,61 10,65 11,00 10,51 11,04 10,29 11,94 12,47 12,82 12,21 1,16 5,97 6,44 6,79 8,17 10,72 11,09 12,50 Chaux 4 5 6 7 3 015,87 3 253,97 3 285,71 3 142,86 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 50,10 47,90 39,00 38,10 35,90 48,90 60,50 52,70 48,60 46,70 41,10 45,67 40,97 53,93 42,77 2,39 2,28 1,86 1,81 1,71 2,33 2,88 2,51 2,32 2,22 1,96 2,18 1,95 2,57 2,04 69 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 6,70 6,20 6,10 6,10 6,60 6,80 7,10 6,70 6,80 7,00 6,70 6,70 6,60 6,50 6,30 6,70 8 9 10 11 12 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 190,48 2 952,38 2 904,76 2 904,76 3 142,86 3 238,10 3 380,95 3 190,48 3 238,10 3 333,33 3 190,48 3 190,48 3 142,86 3 095,24 3 000,00 3 190,48 40,50 65,90 47,70 48,00 58,20 68,30 74,30 60,90 68,20 66,60 82,30 73,20 67,20 108,20 89,50 123,20 2 920,63 3 253,97 3 253,97 3 174,60 3 095,24 1,93 3,14 2,27 2,28 2,82 3,15 3,72 2,90 3,25 3,17 3,92 3,49 3,20 5,15 4,26 5,86 53,87 66,93 65,23 74,23 106,97 2,56 3,23 3,11 3,54 5,09 5. Resistances moyenne humide Dosage(%) 6 7 8 9 10 11 12 Age (jours) masse Surface mm² moyenne (Kg) Masse volumique Resistance Charge de rupture moyenne moyenne (KN) (Mpa) 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 7,40 8,70 7,70 7,20 8,10 7,00 7,20 8,20 7,20 7,40 8,50 7,50 7,40 8,80 7,60 8,10 8,10 7,20 6,90 8,00 7,60 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 523,81 4 142,86 3 666,67 3 428,57 3 857,14 3 333,33 3 428,57 3 904,76 3 428,57 3 523,81 4 047,62 3 571,43 3 523,81 4 190,48 3 619,05 3 857,14 3 857,14 3 428,57 3 285,71 3 809,52 3 619,05 55,30 57,10 47,10 69,10 56,70 69,30 56,50 71,00 77,00 65,40 84,00 89,00 93,70 123,90 125,70 122,60 136,10 138,50 136,10 139,00 142,40 2,63 2,25 2,24 3,29 2,70 3,30 2,69 3,38 3,67 3,11 4,00 4,23 4,45 5,90 5,98 5,84 6,48 6,59 6,48 6,61 6,78 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 14,00 7,30 7,80 7,60 6,70 6,90 7,60 7,40 7,60 7,60 7,30 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 476,19 3 714,29 3 619,05 3 190,48 3 285,71 3 619,05 3 523,81 3 619,05 3 619,05 3 476,19 16,40 16,10 21,40 20,10 10,80 24,30 17,20 16,80 25,40 13,20 0,78 0,77 1,02 0,96 0,51 1,15 0,82 0,79 1,21 0,64 Chaux 4 5 6 7 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 70 Etude Comparative entre l’Amélioration des Briques en Terre Stabilisée avec le Ciment et la Chaux Eteinte 8 9 10 11 12 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 14,00 28,00 45,00 7,80 6,80 7,10 7,70 7,20 7,30 7,80 7,20 7,20 7,60 6,90 7,10 7,80 7,30 6,80 7,70 7,40 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 0,021 3 714,29 3 238,10 3 380,95 3 666,67 3 428,57 3 476,19 3 714,29 3 428,57 3 428,57 3 619,05 3 285,71 3 380,95 3 714,29 3 476,19 3 238,10 3 666,67 3 523,81 MEMOIRE DE FIN D’ETUDE MASTER II GENIE CIVIL – 2iE 18,10 34,00 14,80 28,30 29,40 28,30 25,80 36,40 20,20 21,80 31,40 20,60 25,70 31,30 28,00 31,20 45,40 0,86 1,62 0,71 1,35 1,40 1,35 1,23 1,73 0,96 1,04 1,50 0,98 1,22 1,49 1,33 1,48 2,16 71
