Fabrication et Propriétés des Céramiques : Terre Crue vs Terre Cuite

Table des matières
I. PROCESSUS DE FABRICATION DES CERAMIQUES ........................................................................... 3
1. Extraction de l’argile ............................................................................................................. 3
2. Préparation et maturation .................................................................................................... 3
3. Moulage et Façonnage (mise en forme) ............................................................................... 4
4. Séchage .................................................................................................................................. 4
5. Cuisson ................................................................................................................................... 4
6. Refroidissement .................................................................................................................... 6
7. Contrôle qualité ..................................................................................................................... 6
II. PROPRIETES THERMIQUES ET MECANIQUES .................................................................................. 7
A. PROPRIETES MECANIQUES ........................................................................................................ 7
1. Résistance à la compression (Écrasement)........................................................................... 7
2. Faible résistance à la traction et au cisaillement ................................................................. 7
3. Rigidité et stabilité dimensionnelle ...................................................................................... 8
4. Dureté de surface et résistance à l’usure ............................................................................. 8
B. PROPRIETES THERMIQUES ........................................................................................................ 9
1. Conductivité et résistance thermique .................................................................................. 9
2. Confort thermique et efficacité énergétique : l’inertie thermique .................................... 9
C. Stabilité et sécurité des ouvrages : dilatation thermique et résistance au feu ..................... 10
III. POROSITE ET ABSORPTION D'EAU ............................................................................................ 10
1. Porosité ................................................................................................................................ 10
2. Absorption d’eau ................................................................................................................. 11
Directement liée à la porosité ouverte : plus il y a de pores connectés, plus l’eau peut pénétrer.
....................................................................................................................................................... 11
IV. COMPARAISON TERRE CRUE VS TERRE CUITE ......................................................................... 11

LISTE DES TABLEAUX
Tableau 1 Températures de cuisson de quelques produits céramiques ...................................... 5
Tableau 2 Comparaison terre crue VS terre cuite .................................................................... 11

INTRODUCTION
L’argile est le matériau de construction par excellence, dont l'usage a évolué de la terre
crue vers la terre cuite et la céramique grâce à la maîtrise de la chaleur. L’argile se définit
comme une roche sédimentaire plastique, alors que la céramique désigne tout produit minéral
solidifié par cuisson, la terre cuite en étant la variante poreuse spécifique au bâtiment
(briques, tuiles).
Le comportement de ces matériaux repose sur la minéralogie de l'argile, composée de
phyllosilicates organisés en feuillets (silice et alumine). C’est l’eau emprisonnée entre ces
feuillets qui, en s'évaporant lors de la cuisson, crée le réseau de pores et transforme la pâte
plastique en un matériau rigide.
Cette étude analyse cette mutation structurelle à travers quatre axes : le processus de
fabrication, les propriétés mécaniques et thermiques, l'impact de la porosité sur l'absorption
d'eau, et enfin une comparaison entre terre crue et terre cuite.
I. PROCESSUS DE FABRICATION DES CERAMIQUES
1. Extraction de l’argile
L’extraction de l’argile est le processus de collecte de l’argile. Elle consiste à prélever à
ciel ouvert l’argile brute dans des gisements argileux généralement situés dans des carrières.
On distingue la méthode industrielle (caractérisée par une mécanisation importante) et la
méthode artisanale (faite manuellement). Cette étape doit être respectueuse de
l’environnement et doit succéder à une étude géologique.
2. Préparation et maturation
La préparation et la maturation de l’argile sont les étapes qui permettent d’obtenir une
pate homogène, plastique, pure nécessaire à la fabrication des matériaux en argile. La
préparation de l’argile consiste à tamiser l’argile pour éliminer les impuretés, à la concasser et
la broyer, et enfin la malaxer avec une quantité bien déterminée d’eau pour obtenir une pate
homogène. Cette pâte peut être mélangée à d’autres additifs (sable, autre type d’argiles,) selon
le besoin. La maturation de l’argile quant à elle, consiste à laisser vieillir la pâte obtenue dans
un endroit humide et sombre pendant une période pour améliorer sa plasticité et sa
malléabilité...

3. Moulage et Façonnage (mise en forme)
Elle consiste à donner à l’argile la forme du matériau souhaité. Il existe plusieurs
méthodes de mise en forme de l’argile utilisée selon le type de matériau à fabriquer et la
technologie utilisée.
• Le moulage : il consiste à placer l’argile dans un moule ayant la forme souhaitée pour
le matériau.
• Extrusion : Elle consiste à pousser l’argile à travers une machine appelée extrudeuse
qui a pour objectif de lui donner une forme continue qui sera ensuite découpée en
morceau par des fils d’acier selon la longueur souhaitée.
• Pressage : il consiste à comprimer l’argile sous une forte pression dans une moule afin
d’obtenir des matériaux réguliers et résistants comme les pavés.
4. Séchage
Le séchage, étape cruciale dans la fabrication de matériaux consiste à éliminer l’eau de
façonnage contenue dans l’argile de manière lente et homogène avant la cuisson pour éviter
les fissures et l’explosion des matériaux pendant la cuisson. La durée de séchage dépend de
l’épaisseur du matériau et de la température ambiante ; elle varie entre 24h et plusieurs
semaines. On distingue deux principaux types de séchage qui dépendent du type de
production et du climat:
• Séchage naturel : économique et lent, il consiste à laisser les matériaux à l’air libre, à
l’abri du soleil (pour éviter un séchage trop rapide). Elle peut durer des jours voire des
semaines.
• Séchage artificiel : il consiste à placer les matériaux dans des fours spéciaux ou
séchoirs dans lesquelles la température (entre 70°C et 120°C) et l’humidité sont
rigoureusement contrôlées. Le séchage artificiel est rapide et dure généralement que
quelques heures.
Pour savoir que le matériau est bien sec, les professionnels et les artisans utilisent plusieurs
méthodes : méthode du test sensoriel, méthode de pesée, méthodes techniques et industrielles.
5. Cuisson
La cuisson, une étape importante transforme cette pâte façonnable en un matériau
céramique dur, stable et durable. Elle consiste à chauffer l’argile dans des fours industriels à

température très élevée généralement comprise entre 800*C et 1500*C. Les étapes de la
cuisson sont :
- Préchauffage et séchage final (200°C – 300°C) : pendant cette phase, on élimine le
reste d’eau pour éviter l’explosion des matériaux sous l’effet de la vapeur ;
- Déshydratation et oxydation (300°C – 700°C) : pendant cette phase, l’eau
chimiquement combinée aux minéraux de l’argile est éliminée ; on a également la
combustion des matières organiques contenues dans l’argile.
- Décarbonatation (650°C – 750°C) : pendant cette phase, on assiste à la décomposition
du carbonate de chaux (cas de l’argile calcaire)
- Vitrification (900°C – 1200°C) : pendant cette phase, il y a liaison des particules de
l’argile entre elle grâce à la formation d’une phase vitreuse. Cette phase vitreuse
augmente la densité du matériau et lui donne une bonne résistance mécanique.
Aussi, le type de matériau fabriqué dépendant considérablement de la température de
cuisson :
Produits céramiques
Intervalles de températures
Briques de maçonnerie
1000°C – 1250°C
Briques de pavage
1050°C – 1200°C
Briques poreuses
900°C – 1000°C
Tuiles
980°C – 1100°C
Faïences
1150°C – 1250°C
Carreaux céramiques
1150°C – 1250°C
Porcelaines
1150°C – 1250°C
Grains d’argile expansés
1050°C – 1150°C
Porcelaines électriques
1300°C – 1400°C
Tableau 1 Températures de cuisson de quelques produits céramiques