Effet des adjuvants fluidifiants sur les propriétés physiques et mécaniques de la brique de terre stabilisée à la chaux et aux déchets de palmiers dattiers

Abstract

La terre crue est utilisée dans la construction depuis les temps les plus reculés, comme en témoigne l'habitat traditionnel en de nombreux points de notre planète, vu son intérêt économique et sa facilite d’exploitation. Après avoir été abandonnée et oubliée avec l'avènement des matériaux de construction industriels, en particulier le béton et l'acier, elle fait aujourd'hui l'objet d'un regain d'intérêt dans les pays en développement comme dans les pays industrialisés. Contrairement au béton ou à l’acier, la terre à l’état naturel peut être utilisée comme matériau de construction pratiquement sans dépense d’énergie. Elle présente de nombreux avantages environnementaux, sociaux et culturels. En effet, il est notoire que les constructions en terre souffrent d'un déficit en résistance, d'une fissuration systématique due au retrait et se heurtent aux problèmes liés à leur sensibilité à l'eau. La stabilisation de la terre est utilisée pour pallier à ces problèmes, à travers différentes méthodes : physique, chimique et mécanique, ce qui a donné naissance à plusieurs produits en terre à savoir : l’adobe, le pisé, le torchis, le bloc de terre comprimé, etc. L’adobe est une technique très ancienne, qui utilise fréquemment la paille comme stabilisant. Pour sa préparation on utilise une quantité importante d’eau pour que le mélange soit plastique, en vue de faciliter sa mise dans les moules. Mais cette procédure engendre une fissuration importante et une augmentation de la porosité, ce qui se traduit par une baisse des performances mécaniques, ainsi qu’une faible insensibilité à l’eau. Pour contourner ce problème dans les matériaux cimentaires, on procède à l’utilisation des fluidifiants, dans notre cas c’est le superplastifiant. En s’adsorbant à la surface des particules de ciment ou en se positionnant entre elles, les superplastifiants augmentent les forces de répulsions électrostatiques entre elles, ce qui induit moins de contact entre ces particules et donc un meilleur écoulement du matériau frais. Les superplastifiants sont des réducteurs d’eau, ce qui permet d’améliorer les performances mécaniques. Tandis que dans le cas de la terre il y a beaucoup à faire pour améliorer ses propriétés, que ce soit à l’état frais ou durci. Cette amélioration technologique peut se Conclusion Générale 91 faire car le ciment ou la chaux et les argiles ont beaucoup d’analogie en terme d'interactions colloïdales et de forces d’adhésion, même si les forces de cohésion entre les particules sont beaucoup plus faibles pour les particules d'argile. L’objectif de ce travail est d’étudier l’effet du superplastifiant, entant qu’adjuvant fluidifiant sur les propriétés rhéologiques et mécaniques ainsi sur la sensibilité à l’eau des briques de terre crue à base de chaux et de déchets de palmiers dattiers, en vue de fabriquer une brique de terre qui est à la fois facile à mouler, résistante et moins sensible à l’action de l’eau, tout en prenant en considération le critère économique, ce qui lui permet de trouver sa place sur le marché national des matériaux de construction. Pour atteindre notre but, l’étude est scindée en quatre chapitres : Le premier et le deuxième chapitres sont réservés à une synthèse bibliographique, à travers laquelle nous avons réalisé, un état de l’art approfondi sur l’utilisation de la brique de terre, et les moyens de stabilisation, en se focalisant sur son renforcement par les fibres végétales, tout en donnant plus d’importance au déchets de palmiers dattiers. Le chapitre 1 décrit aussi les résultats sur les mécanismes de la stabilisation, solchaux, Il a été également discuté en chapitre 1 les résultats obtenus par d'autres chercheurs concernant la caractérisation et le choix du sol pour la production du l'adobe. La littérature a montré que le choix du sol exige la connaissance de trois propriétés fondamentales de la terre, qui sont : la texture ou granularité, la plasticité, et la cohésion. Pour le bloc de terre stabilisée, un certain nombre de recherches recommande que pour la chaux, l’efficacité est en faveur de la chaux aérienne avec des dosages de 6 à 12 % mais une proportion optimale de chaux existe pour chaque type de terre. Le deuxième chapitre a été consacré à la possibilité d'améliorer les performances mécaniques d'un béton de terre en introduisant dans le mélange un adjuvant fluidifiant et en réduisant le rapport eau/sol de manière à assurer que le mélange reste à l'état plastique ou fluide, ce qui permet un coulage facile dans les moules. Conclusion Générale 92 En ce basant sur cette conclusion, on s'intéressé dans la partie expérimentale à la fabrication de brique de terre crue avec des fibres végétales avec l'utilisation d'un superplastifiant. Le troisième et le quatrième chapitre constituent la partie expérimentale. Le troisième chapitre a été consacré à la caractérisation des nombreuses matières premières utilisées dans ces travaux: Il s’agit: sol local, sable concassé pour la correction granulométrique, chaux vive, les déchets de palmiers dattiers et le superplqstifiant. Une fois la problématique définie, le bilan des connaissances obtenu et les matières premières caractérisées, nous avons procédé à l’élaboration des différentes formulations et la confection des briques selon des normes bien définies. Finalement les essais réalisés durant cette étude sont présentés. Le quatrième chapitre englobe l’ensemble des résultats obtenus et les discussions. Dans ce chapitre on a étudié l’effet de la présence du superplastifiant sur les propriétés rhéologiques, physiques et mécaniques de la brique de terre crue, à savoir, la maniabilité, la masse volumique apparente, l’absorption totale à l’eau, le gonflement, la résistance à la compression sèche, la résistance à la flexion sèche. Les résultats obtenus ont révélé que: ─ Le mélange de référence est à l’état plastique, préparé avec une teneur en eau W= 32% et correspond à un étalement à la table à secousse de 116 mm ; ─ L’augmentation du dosage en superplastifiant provoque une augmentation de l’étalement du mélange avec ou sans déchets de palmiers dattiers, ce conduit à une modification de l’état du mélange du plastique au fluide ; ─ Avec la réduction de la teneur en eau et l’ajout du superplastifiant, trois mélanges sont à l’état plastique (facile à mouler), il s’agie des mélanges:  Superplastifiant = 1% - teneur en eau =27% ;  Superplastifiant = 2.5% - teneur en eau =22% ;  Superplastifiant = 4% - teneur en eau =17% . ─ L'augmentation de la résistance d'une brique sans déchets avec adjuvant comparativement à celle sans adjuvant a présenté une augmentation très importante de la résistance à la compression, il s'agit de 151.7% (cas de W=27% , état peu plastique) ; Conclusion Générale 93 ─ La résistance à la compression Rc diminue avec l'augmentation de la teneur en déchets ; ─ La résistance à la compression de la brique augmente avec l’augmentation de la masse volumique apparente ; ─ La masse volumique augmente avec l’augmentation du dosage en superplastifiant ; ─ Une augmentation de la teneur en superplastifiant de 0 % ,1% ,2.5%, 4% a conduit à une augmentation importante de la résistance mécanique, 53% et 105% lac compression et à la flexion sucessivement et ce pour le cas du mélange sans déchets avec 4% de dosage en superplastifiant comparativement avec 0 % de SP (mélange de référence) ; ─ Après 4 jours d’immersion à l’eau, la présence du superplastifiant dans le mélange a réduit 2,5 fois le gonflement de la brique comparativement à une brique sans superplstaifiant. ─ Une réduction de l’absorption totale des briques avec l'augmentation de la teneur en superplastifiant a été enregistrée. Après 4 jours d’immersion à l’eau, pour le cas de mélange avec 4% de superplastifiant et 17% de teneur en eau et sans déchets, on constate une réduction de l’absorption totale de l’ordre de 41% comparativement avec le mélange de référence. Finalement on conclu que la présence du superplastifiant dans les mélanges de terre avec ou sans déchets de palmiers est très bénéfique pour l’amélioration des propriétés mécaniques et de leur insensibilité à l’eau