ESSAI DE STABILISATION BIOTECHNOLOGIQUE DE LA …biblio.univ-antananarivo.mg/pdfs/rafaliravakaTody_ESPA_MAST_19.pdf1 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

1

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

MENTION : Science et Ingénierie des Matériaux

Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du Diplôme Master :

titre Ingénieur en Science et ingénierie des Matériaux

ESSAI DE STABILISATION

BIOTECHNOLOGIQUE DE LA LATERITE EN

UTILISANT DES DECHETS DE SUCRERIE : CAS

DE LA VINASSE ET DE LA BAGASSE

Présenté par : Monsieur RAFALIRAVAKA Tody

Et Soutenu publiquement le : mardi 16 juillet 2019

Directeur de mémoire : Docteur RATSIMBAZAFY Hery Mikaela, Maître de conférences

Promotion 2017

2

UNIVERSITE D’ANTANANARIVO

ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO

Mention : Science et ingénierie des Matériaux

Mémoire de fin d’étude en vue de l’obtention du Diplôme Master :

titre Ingénieur en Science et ingénierie des Matériaux

ESSAI DE STABILISATION

BIOTECHNOLOGIQUE DE LA LATERITE EN

UTILISANT DES DECHETS DE SUCRERIE : CAS

DE LA VINASSE ET DE LA BAGASSE

Présenté : Monsieur RAFALIRAVAKA Tody

Membres du jury :

Président : Madame RANDRIANARISON Mino Patricia, Maître de conférences

Examinateurs : Monsieur RANAIVONIARIVO Gabriely, Professeur Titulaire

Madame RAKOTOMALALA Zolimboahangy, Maître de conférences

Monsieur RAKOTOMANANA Niandry Maminirina, Maître Assistant

Rapporteur : Monsieur RATSIMBAZAFY Hery Mikaela, Maître de conférences

Soutenu le : mardi 16 juillet 2019

Promotion 2017

3

RAFALIRAVAKA TODY _ SCIENCE ET IINGENIERIE DES MATERIAUX

A

TENY FISAORANA

Ambonin’ny zava-drehetra dia tsy nahavita ity asa fikarohana ity aho raha tsy teo

ny fitiavana sy ny famindrampon’Andriamanitra. Noho izany dia atolotro Azy ny

fisaorana sy fankasitrahana tamin’ny nanomezany ahy hery, tanjaka sy fahasalamana ary

ireo soa maro tsy voatanisa nomeny ahy.

Fankasitrahana manokana no atolotro ireto olona manaraka ireto noho ny

fanampiany tamin’ny fanatontosana ity asa fikarohana ity :

Andriamatoa RAKOTOSAONA Rijalalaina, Talen’ny Sekoly Ambony Pôliteknika eto

Antananarivo ;

Ramatoa RANDRIANARISON Mino Patricia, Tompon’andraikitry ny Sampana« Science et

Ingénierie des Matériaux », izay nanome ahy ny fahazoan-dalana hampiraty ity asa fikarohana ity ary

nanaiky ho filoha ny fampiratina izany asa izany.

Andriamatoa RATSIMBAZAFY Hery Mikaela, Mpanoro lalana ity asa fikarohana ity ary na

dia maro aza ny andraikitra sahaniny, dia tsy nitsahatra nahafoy fotoana nanampy sy nanolo-kevitra ahy

teo amin’ny lafiny teknika, pedagojika ary ireo anatra samihafa.

Andriamatoa RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely ;

Ramatoa RAKOTOMALALA Zolimboahangy;

Andriamatoa RAKOTOMANANA Niandry Maminirina, Mpampianatra eto amin’ny

Sekoly Ambony Pôliteknika;

Ny CNRIT sy ny tompon’andraikitra rehetra ao amin’ny bloc teknika Ankatso izay tsy

nitsahatra nahafoy fotoana nanampy ny fikarohana izay natao.

Atolotro ihany koa ny fankasitrahana feno ho an’ny fivondronamben’ny mpampianatra eto

amin’ny Sekoly Ambony Pôliteknika indrindra fa ireo mpampianatra sy tompon’andraikitra ao

amin’ny Sampana « Science et Ingénierie des Matériaux ».

Fisaorana sy fankasitrahana manokona no atolotro ny reniko, ny raiko, ny vadiko, ny iray tam-

po amiko ary ny fianakaviana rehetra tsy nitsahatra nankahery sy nanampy ahy ara-bola na ara-

pitaovana.

Farany, tsy ho haiko ny tsy hisaotra ireo namako sy ireo rehetra nandray anjara na alavitra na

akaikiky tamin’ny fanatsarana ity asa fikarohana ity.

Misaotra !!!


B

REMERCIEMENT

Par-dessus tout, je tiens à remercier Dieu qui par sa miséricorde, m’a donné la santé et la force

qui m’ont permis de mener à terme mes études et de terminer jusqu’au bout les travaux

relatifs à ce mémoire.

J’adresse mes plus profonds remerciements aux personnes suivantes pour leur contribution à

ce travail de recherche.

Monsieur RAKOTOSAONA Rijalalaina, Professeur, Directeur de l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo

Madame RANDRIANARISON Mino Patricia, Maître de conférences, Chef de

Département Sciences et ingénierie des Matériaux, qui m’a donné l’autorisation de présenter

ce travail et d’avoir consenti à présider ce présent mémoire ;

Monsieur RATSIMBAZAFY Hery Mikaela, Maître de conférences, malgré ces

nombreuses responsabilités, il a accepté d’être mon encadreur, en dépit de la lourdeur des

tâches qui lui incombent a fait tout son possible pour prodiguer des conseils dans l’orientation

et l’élaboration du présent mémoire.

Monsieur RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely, Professeur titulaire

Madame RAKOTOMALALA Zolimboahangy, Maître de conférences,

Monsieur RAKOTOMANANA Niandry Maminirina, Maitre-Assistant, qui a accepté

de faire partie des membres de ce jury;

L’ensemble des personnels du CNRIT et du bloc technique Ankatso qui m’ont

toujours aidé durant l’exécution de ce présent mémoire

Je voudrais également adresser mes remerciements à tous les enseignants à l’École Supérieur

Polytechniques d’Antananarivo, en particulier ceux du Département Sciences et Ingénierie

des Matériaux, de qui nous avons eu l’essentiel de notre formation durant ces cinq années

d’études;

Un grand merci pour ma mére, mon pére, ma femme, mes frères et soeur et toutes la famille

qui m’ont souténu et financé pendant mes études et ce present mémoire.

Enfin un grand merci à tous mes collègues qui m’ont aidé pendant ce travail.

Merci !!!!!


C

SOMMAIRE

TENY FISAORANA

REMERCIEMENT

SOMMAIRE

LISTE DES FIGURES

LISTE DES TABLEAUX

LISTE DES PHOTOS

LISTE DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS

INTRODUCTION

PARTIE I : ETUDES BIBLIOGRAPHIES

CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LA LATERITE

CHAPITRE 2 : ETUDES EFFECTUES SUR LA LATERITES A MADAGASCAR

CHAPITRE 3 : STABILISATION

CHAPITRE 4 : STABILISATION BIOTECHNOLOGIE

CHAPITRE 5 : VINASSE ISSUE DE LA CANNE A SUCRE

PARTIE II : ETUDES EXPERIMENTALES

CHAPITRE 6 : ESSAI DE LA STABILISATION BIOTECHNOLOGIE DE LA

LATERITE

CHAPITRE 7 : RESULTATS ET DISCUSSIONS

PARTIE III : ETUDES ECONOMIQUES ET ENVIRONEMENTALES

CHAPITRE 8 : ETUDES SOCIO-ECONOMIQUES

CHAPITRE 9 : EVALUATION ENVIRONEMENTALES

CONCLUSION GENERALE

REFERENCES BIBLIOGRAHIQUES ET WEBOGRAPHIQUES

TABLE DES MATIERES

RESUME


D

LISTE DES FIGURES

Figure 1: Structure de la latérite selon RAZAFIMANDIMBY ............................................................... E

Figure 2 : Répartition des latérites dans le monde ................................................................................ 14

Figure 3 : Colonne de tamis .................................................................................................................. 17

Figure 4 : Courbe d’Analyse granulométrique de la latérite de Vontovorona (source) ........................ 25

Figure 5 : Spectrogramme de Fluorescence X de la latérite de Vontovorona ....................................... 28

Figure 6 : Évolution de la distance de l’enfoncement en fonction de la force d’enfoncement à 25

coups. ..................................................................................................................................................... 30

Figure 7 : schéma du processus de fabrication d’alcool artisanal ......................................................... 43

Figure 8 : le digesteur industriel pour le traitement des vinasses .......................................................... 47

Figure 9 : Schéma du processus de stabilisation par la méthode biotechnologique .............................. 54

Figure 10 : étape du travail .................................................................................................................... 60

Figure 11 : Evolution des résistances à la compression maximale moyenne à l'état sec et à l’état

humide en fonction de la classe granulaire du sable utilisé ................................................................... 67

Figure 12 : Evolution de la porosité moyenne en fonction de la classe granulaire du sable utilisé ...... 68

Figure13 : Evolution de la résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide

en fonction de la quantité de sable (en MPa) ........................................................................................ 70

Figure 14 : Evolution de la porosité moyenne en fonction de la quantité du sable utilisée .................. 70

Figure 15 : courbe de granularité de la latérite de Vontovorona après correction granulométrique ..... 71

Figure 16: Evolution de la résistance à la compression maximale moyenne en MPa à l'état sec et état

humide de l’essai A en fonction du temps de maturation ...................................................................... 75

Figure 17: Evolution de la résistance à la compression maximale moyenne en MPa à l'état sec et état

humide de l’essai A en fonction du temps de maturation ...................................................................... 75

Figure 18 : Evolution de la Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide

en fonction du temps de maturation de l’essai B ................................................................................... 78

Figure 19 : Evolution de la porosité moyenne des éprouvettes en fonction du temps de maturation de

l’essai B ................................................................................................................................................. 78

Figure 20 : Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide de l’essai C ... 81

Figure 21 : porosité moyenne de l’essai C ............................................................................................ 81

Figure 22 : Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide de l’essai

D………………………………………………………………………………………………………62

Figure 23 : porosité moyenne de l’essai D……………………………………………………………62

Figure 24 : Evolution de la résistance optimale à l’état sec et à l’état humide en fonction du

pourcentage de la fibre de bagasse utilisé ............................................................................................. 84


E

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 1 : constituants majeurs de latérites ........................................................................................... 3

Tableau 2 : formation des latérites selon les produits d’altération selon la roche mère .......................... 6

Tableau 3 : formes minéralogiques des oxydes présents dans les latérites ............................................. 8

Tableau 4: classification des latérites selon LACROIX .......................................................................... 8

Tableau 5: Norme de degré de plasticité d’un sol selon leur indice de plasticité .................................. 22

Tableau 6: Conditions des essais PROCTOR selon la norme NF P 94 – 093 ....................................... 23

Tableau 7: norme de qualité d’un sol selon l’indice de portance C.B.R ............................................... 24

Tableau 8: Résultats de l’Analyse granulométrique par tamisage ........................................................ 25

Tableau 9 : Le résultat de l’analyse granulométrique par sédimentation .............................................. 26

Tableau 10: Composition chimique de la latérite de Vontovorona ....................................................... 27

Tableau 11: Comparaison de la composition chimique de la latérite de Vontovorona par rapport à

d’autres gisements . ............................................................................................................................... 27

Tableau 12: Résultat de l’analyse de la composition minéralogique de la latérite de Vontovorona

source .................................................................................................................................................... 28

Tableau 13 : Caractéristiques géotechniques de la latérite de VONTOVORONA ............................... 29

Tableau 14 : Valeur distance de l’enfoncement et l’effort d’enfoncement à 25 coups ......................... 30

Tableau 15 : Composition moyenne de la canne à sucre ....................................................................... 41

Tableau 16 : Valeurs moyennes de saccharose, de sucres réducteurs et de fibres du complexe

Saccharum (k)........................................................................................................................................ 42

Tableau 17 : Composition chimique des principaux produits de la canne ............................................ 43

Tableau 18 : Composition de vinasse de canne à sucre ......................................................................... 49

Tableau 19 : Les valeurs locales ............................................................................................................ 51

Tableau 20 : Comparaison de la composition des vinasses ................................................................... 52

Tableau 21 : Composition de l’essai de correction granulométrique de chaque bac de maturation ...... 60

Tableau 22 : Composition de l’essai de variation du pourcentage du sable de chaque bac de maturation

............................................................................................................................................................... 61

Tableau 23 : Composition de l’essai de dosage en bagasse de chaque bac de maturation .................... 61

Tableau 24: résultats sur l’influence de la variation de la classe granulaire du sable utilisé................. 66

Tableau 25 : Récapitulatif des résultats obtenus sur l’influence de la variation de la classe granulaire

du sable utilisé ....................................................................................................................................... 67

Tableau 26: résultats de l’influence de la quantité du sable utilisée...................................................... 69

Tableau 27: récapitulatif des résultats obtenus sur l’influence de la quantité du sable utilisée ............ 70

Tableau 28 : Les résultats de l’analyse granulométrique de la latérite corrigée .................................... 71

Tableau 29 : résultats obtenus pour l’essai n° A ................................................................................... 73

Tableau 30 : récapitulatifs des résultats moyens de l’essai A ............................................................... 75

Tableau 31 : dosages des différents constituants dans chaque essai ..................................................... 76

Tableau 32: résultats obtenus dans l’essai n° B ..................................................................................... 77

Tableau 33 : récapitulatifs des résultats moyens de l’essai B ................................................................ 78

Tableau 34: résultats obtenus dans l’essai n° C ..................................................................................... 80

Tableau 35 : récapitulatifs des résultats moyens de l’essai C ................................................................ 81

Tableau 36: résultats obtenus dans l’essai n° D .................................................................................... 82

Tableau 37 : récapitulatifs des résultats moyens de l’essai D ............................................................... 83

Tableau 38 : Les résistances optimales obtenues sur les éprouvettes testées après les essais effectués

sur la stabilisation biotechnologique de la latérite de Vontovorona ...................................................... 84

Tableau 39: la production annuelle de brique cuite à ANTANANARIVO et ses environs .................. 87

Tableau 40: La demande non satisfaite de briques ................................................................................ 87


F

Tableau 41: Programme de production pendant les cinq premières années du projet et le part visé sur le

marché ................................................................................................................................................... 88

Tableau 42: Matériels nécessaires pour la production pendant les cinq premières années ................... 90

Tableau 43: Nombre de personnels pendant les cinq premières années de production ......................... 90

Tableau 44: Coût des matériels de fabrication de la première année de la production ......................... 91

Tableau 45: Coût de la construction de l’infrastructure ........................................................................ 91

Tableau 46: Montant de l’infrastructure ................................................................................................ 91

Tableau 47: Coût des matériels et mobiliers de bureau ......................................................................... 92

Tableau 48: Coût des autres matériels ................................................................................................... 92

Tableau 49: Coût des investissements nécessaires ................................................................................ 92

Tableau 50: Coût annuel des matières premières et autres charges pendant les 5 premières années de

production : ........................................................................................................................................... 93

Tableau 51: Le frais du personnel annuel pendant les cinq premières années de production ............... 94

Tableau 52: Amortissement annuel des matériels de fabrication .......................................................... 96

Tableau 53: Durée de vie et Amortissement ......................................................................................... 97

Tableau 54: L’amortissement annuel de la construction, du matériel de transport, d’installations

électrique et de matériel de bureau ........................................................................................................ 98

Tableau 55: Le prix de revient de production de brique et coût unitaire de brique ............................... 99


G

LISTE DES PHOTOS

photo 1 : Lavage lors de l’analyse granulométrique par tamisage ........................................................ 17

photo 2: Mise œuvre de l’analyse granulométrique par sédimentation ................................................. 19

photo 3: Appareil de CASAGRANDE pour la détermination de limite de liquidité ............................ 22

photo 4: Rouleaux de mortier pour la détermination de plasticité ........................................................ 22

photo 5: moule utilisé pour l’essai de PROCTOR ................................................................................ 24

photo 6: moule chargé de latérite avant saturation dans le bac à imbibition ......................................... 24

photo 7: Essai Proctor ............................................................................................................................ 24

photo 8 : Champs de canne à sucre ....................................................................................................... 42

photo 9 : distillation ............................................................................................................................... 46

photo 10 : Vinasse de distillerie ............................................................................................................ 47

photo 11: Site de prélèvement de la latérite pour la caractérisation et la réalisation des essais ............ 53

photo 12: latérite .................................................................................................................................... 55

Photo 13 : tamisage de la latérite ........................................................................................................... 55

Photo 14 : eau distillé ............................................................................................................................ 56

Photo 15 : Changement de couleur du papier pH .................................................................................. 56

Photo 16 : 1 bidon de vinasse ................................................................................................................ 56

Photo 17 : bagasse de canne à sucre jusqu’à l’obtention des fibres de 2 à 4 cm ................................... 57

Photo 18 : bac de maturation utilisé ...................................................................................................... 57

Photo 19 : Moule et piston utilisés lors du moulage.............................................................................. 58

Photo 20 : balance de précision ............................................................................................................. 58

Photo 21 : pesage des matières premières ............................................................................................. 59

Photo 22 : malaxage manuel du mélange .............................................................................................. 59

Photo 23 : moulage par Machine multifonctionnelle du type TESTWELL .......................................... 62

Photo 24 : Eprouvettes cylindrique après moulage-démoulage ............................................................ 63

photo 25: pesage de l’éprouvette humide .............................................................................................. 64

Photo 26 : immersions des éprouvettes pour trouver la porosité et la résistance compression à l’état

humide ................................................................................................................................................... 64

photo 27: Presse pour briques autobloquantes ...................................................................................... 89

Photo 28 : Briques autobloquantes ........................................................................................................ 89

Photo 29 : Presse pour briques autobloquantesPhoto 30 : Briques autobloquantes .............................. 89


H

LISTE DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS

% : Pourcent

pH : Potentiel d’hydrogène

Réc.sec. : Résistance à la compression maximale à l’état sec

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒉𝒖𝒎. : Résistance à la compression maximale à l’état humide

Fappl : Force appliquée

AFNOR : Association Française de Normalisation

CBR : Californian Bearing Ratio

CNRIT : Centre National de Recherche Industriels et Technologiques

ESPA : Ecole Supérieur Polytechnique d’Antananarivo

DBO : Demande Biologique en oxygène

DCO : Demande Chimique en oxygène

MES : Matière en Suspension

Ar : Ariary

CUA : Commune urbaine d’Antananarivo

CBR : Californian Bearing Ratio

cm : Centimètre

C(t) : Correction due à la température

C(m) : Correction due au ménisque

C(d) : Correction due au défloculant

Km : kilomètre

kPa : KiloPascal

mm : millimètre

L.A. : Lecture anneau

MPa : MégaPascal

mV : millivolt

TEO : Teneur en Eau Optimale

°C : degrés Celsius

daN : deca newton

Kg : kilogramme

S : seconde

g : gramme

B.L.C : brique en latérite compressée


INTRODUCTION GENERALE


1

A Madagascar, le sol latéritique est un des matériaux locaux très abondant presque dans

toute l’ile, il nous est indispensable de procéder à leur valorisation et de produire des matériaux :

comme la brique.

Des résultats antérieurs sur la valorisation de la latérite sont déjà satisfaisants du point

de vue résistance à la compression à sec et humide en utilisant les stabilisants chimiques comme

le ciment et la chaux, mais leur cout de production élevé est le facteur de blocage de son

application effective, sans oublier les impacts négatifs sur l’environnement.

Actuellement, une nouvelle technologie de production de brique en terre crue, basée sur

le contexte local et surtout en parfaite harmonie avec la protection de l’environnement est en

vogue telle que la stabilisation biotechnologique de la latérite.

La vinasse qui est un résidu liquide ou eaux usées ou encore le déchet ultime issu de la

distillation pour la produit canne à sucre, est une matière première susceptible d’être utilisée

dans cette technique récente.

Face à ces opportunités, le Centre Nationale de Recherches Industrielle et Technologique

(CNRIT) et la mention Science et Ingénierie des Matériaux de l’Ecole Supérieure

Polytechnique d’Antananarivo (ESPA) m’ont proposé ce travail qui s’intitule « ESSAI DE

STABILISATION BIOTECHNOLOGIE DE LA LATERITE EN UTILISANT DES

DECHETS DE SUCRERIE : CAS DE LA VINASSE ET DE LA BAGASSE » dont l’objectif

est d’obtenir un matériau de construction tels que la brique stabilisée ayant des prix abordables

avec une bonne résistance mécanique et qui préserve l’environnement.

Pour mieux cerner ce theme, notre étude comprend trois grandes parties :

- L’étude bibliographique qui traite : les généralités sur la latérite, la stabilisation

biotechnologique, et de la vinasse qui est un déchet de sucrerie ;

- L’étude expérimentale qui met en exergue : les méthodes d’analyses et caractérisation

de la latérite, l’étude de la stabilisation biotechnologique, ainsi que les résultats

obtenus et leurs interprétations ;

- L’étude économique et environnementale.


PARTIE I : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES


CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LA LATERITE

1.1. Définition : [1]

Le mot latérite vient du nom latin « later » qui signifie brique. D’après BUCHANAN

(1807), c’est un des meilleurs matériaux de construction, possédant de grande quantité de fer,

de couleur variant du jaune au rouge plus ou moins foncée et même noire. Selon MUKERJI,

les latérites sont des terres très altérées qui contiennent des proportions importantes mais très

variables d’oxyde de fer et d’aluminium, ainsi que du quartz et d’autres minéraux. On rencontre

les latérites surtout dans les régions tropicales, subtropicales et équatoriales. Elles recouvrent

33% de la surface terrestre.

1.2. Profil latéritipique [2]

Un profil d'altération typique des massifs latéritiques contient les grands ensembles suivants

(du haut vers le bas du profil d'altération) :

Cuirasse et carapace : formation massive à oxydes de fer et d'aluminium, quartz, Kaolinite

Formation tachetée : formation nodulaire à oxydes de fer et d'aluminium, quartz, Kaolinite

Saprolithe fine ou lithomarge : zone saturée d'eau à quartz, marquée par la dominance des

minéraux secondaires d'altération

Saprolithe grossière ou arène : formation dominée par la nature de la roche mère, possédant

des fragments de roche et des minéraux primaires en grains séparés

Roche mère silico-alumineuse

Plus on se trouve haut dans le profil, plus le taux d'altération chimique est élevé et plus la

présence d'argiles est marquée. Les épaisseurs ont des tailles variables, et peuvent aussi bien

être de quelques mètres que supérieures à 100 mètres.

1.3. Minéraux des latérites [3]

On trouve les minéraux secondaires néoformés suivants :

De fer : limonite, ferrihydrite, goethite (α FeOOH ou Fe2O3, H2O) qui donne la couleur

jaune, hématite (α Fe2O3) qui donne la couleur rouge.

D'aluminium : gibbsite ou hydragillite (Al(OH)3), cliachite, boehmite (AlOOH),

corindon, cliaspore, kaolinite(SiO5Al2(OH)4)

De titane : anatase

2


3

De manganèse : pyrolusite, manganite

De silicium : allophane, imogolite, halloysite, ferrikaolinite

Il ne faut pas oublier de citer les solutions solides obtenues par mélange de pôles : goethite

alumineuse, hématite alumineuse...

Certains minéraux primaires très peu altérables peuvent être hérités : quartz, rutile, zircon, or

natif...

Tableau 1 : constituants majeurs de latérites

Eléments Oxydes et

hydroxydes de

Fer

Oxydes et

Hydroxydes

d’Aluminium

Minéraux argileux Minéraux

siliceux

Commun Goethite

Limonite

Hématite

Gibbsite

Boehmite (plus rare)

Kaolinite

Halloysite (plus

rare)

quartz

Rares Magnétite

Maghétite

Diaspore

Corindon

Illite

Montmorillonite

1.4. Théories sur le développement des latérites [2]

Diverses théories peuvent expliquer le développement de sols latéritiques :

Résidus : Les latérites se développeraient sur une roche mère saine après une très longue

période d'altération et d'exposition à un climat aride. Un tel développement nécessiterait une

très grande quantité de roche pour produire assez de fer résiduel, sous forme d'oxydes, comme

l'hématite ou la goethite. Cette théorie est la plus couramment reconnue.

Horizon de sol : cette théorie consiste en la précipitation directe au-dessus de la zone de

fluctuation de la nappe d'eau. Cependant, cette théorie n'existe pas le cas des latérites très

épaisses.

Dépôt : un dépôt de fer et d'aluminium, à partir d'ions en solution. Ceci serait valable

pour les latérites béchiques ou constituées d'agrégats pisolithiques, mais n'expliquerait pas le

cas des latérites massives

Nappes influencées par les conditions de surface : les latérites se formeraient par

altération de la roche mère, du fait d'eaux acides issues de marécages, ou enrichies en acides

organiques par l'action des végétaux.


4

La vérité serait une conjonction de ces théories, jouant chacune à plus ou moins grande

importance.

1.5. Types de sols

Trois grands types de sols constituent les horizons latéritiques :

Les sols ferrugineux,

Les sols ferralitiques,

Les ferrisols.

1.5.1. Carapaces

La carapace est la partie du profil d'altération située juste en dessous de la cuirasse, en

constitue une zone de prélude au cuirassement. La carapace est une formation tachetée. Les

zones claires sont plus riches en quartz, et les taches de rubéfaction sont dues à la kaolinite. Le

fond matriciel peut être jaune, rose ou bien rouge. Au fur et à mesure que l'on monte dans le

profil d'altération, les taches se nodulisent et forment des concrétions ferrugineuses.

1.5.2. Cuirasses

Le sommet du profil est très enrichi en fer (jusqu'à 75% de Fe2O3), et très induré. La

transition entre carapace et cuirasse se fait par augmentation du nombre et de la taille des

nodules, de l'incrustation de fer sur les parois, ainsi que la diminution des volumes vides, et des

plages argileuses à goethite. La couleur du fond matriciel vire au rouge du fer de la

concentration en fer. Les cuirasses, directement soumises à l'érosion, peuvent se dégrader. Cette

dégradation se marque par une augmentation de la taille des vides et une individualisation des

nodules marquée. La dégradation des nodules donne : Des granules : par dissolution sélective

de l'hématite Des pisolithes : dégradation par hydratation Des gravillons : séparation du fond

matriciel

1.6. Le processus de latérisation

Le phénomène de latérisation est un processus de formation des sols spécifiques aux régions

tropicales chaudes et humides. Il s’agit d’une altération de la roche-mère dont la caractéristique

essentielle réside dans la mise en solution puis le départ de la silice. Ce phénomène de lessivage

s’accompagne d’un enrichissement en fer et en alumine sous forme d’oxydes Fe2 O3 et Al2 O3.

Certains facteurs ont une influence prépondérante sur l’altération des roches et la formation des

sols latéritiques qui en découlent, ce sont :


5

Le climat (pluviométrie, température, bilan hydrique) ;

La topographie (érosion et drainage) ;

Végétation (matière organique, bactéries, acides humiques) ;

La roche-mère.

1.6.1. Le climat

L’influence du climat sur la formation des latérites est multiforme :

- La température intervient dans la réaction physique et chimique nécessaire à la

formation des sols. Cependant, aucune étude n’a pu donner de température limite. Maignien

(1966) remarque que la majorité des sols latéritiques contemporains se développent sous des

températures moyennes annuelles qui avoisinent 25 °C, mais qu’il existe aussi des sols

latéritiques profonds sur les hauts plateaux malgaches, où la température moyenne annuelle est

de 18 à 20 °C. On peut en conclure que les latérites se forment dans les régions où la température

est élevée, mais qu’il peut en exister dans d’autres régions où la température a été élevée lors

de leur formation ;

- Les précipitations nécessaires à la formation des latérites relevées dans la bibliographie

sont très variables. Maignien (1966) remarque que les valeurs des précipitations peuvent être

différentes pour un sol sous climat tropical à saison peu étalée et pour un sol sous climat

équatorial à précipitation étalée ; - le rôle de l’eau étant surtout de lessiver le matériau,

l’efficacité de son action dépend de la nature de la roche. Il n’existe pas de limite supérieure de

précipitations : on rencontre en Basse Guinée des sols latéritiques très bien caractérisés sous

une pluviométrie annuelle de 6000 mm.

1.6.2. La topographie

Le relief conditionne le drainage (il détermine la quantité d’eau s’écoulant à travers la zone

d’altération) et contrôle la vitesse de l’altération. De nombreux auteurs ont étudié la relation

entre les différentes formes de terrain et les latérites et ils s’accordent pour affirmer que les

formations latéritiques, et surtout les latérites indurées, sont associées à des topographies

subhorizontales et à des plateaux élevés ou ayant des ondulations douces, mais rarement à des

pentes raides.


6

1.6.3. La végétation

Le rapport entre le climat et les latérites débouche nécessairement sur le rapport entre le type

de végétation et les latérites. Gluka et Eshart, cités par Maignien (1966), soutiennent que la

latérite ne peut se former que sous végétation forestière et que l’induration suivrait la disparition

du couvert forestier. C’est ainsi que les latérites durcies sont plus répandues dans les régions de

savane. Les formes nodulaires sont très courantes dans les régions forestières. La végétation

influe sur la teneur en éléments grossiers des horizons superficiels des sols latéritiques en

limitant l’érosion (les débris de quartz et gravillons se concentrent par suite de l’entraînement

des matériaux fins par les eaux de ruissellement). L’action des racines provoque aussi une

certaine homogénéisation de ces matériaux.

1.6.4. La roche-mère

En Afrique sub-saharienne, notamment en Afrique de l’ouest, la latérisation peut se réaliser

sur des roches basiques sous une pluviométrie de 1100 mm/an alors que sur des granites

riches en quartz cette limite s’élève à 1250 – 1300 mm/an.

Le produit de l’altération dépend de la nature de la roche mère. Cette nature influe surtout sur

la formation de l’argile, un des constituants de la latérite.

Tableau 2 : formation des latérites selon les produits d’altération selon la roche mère

Roches mères Exemple Produit d’altération

Roches cristallines

Basalte, peu de silice,

basiques beaucoup d’olivine

Montmorillonite

Roches cristallines acides Granite, Gneiss Kaolinite, Halloysite

Roches sédimentaires Schistes, grès

Argileuses

illite

1.7. Caractéristiques des latérites [4], [5], [6]

1.7.1. Caractéristiques physiques :

Des formes morphologiques variées ont été apparues d’après les résultats de recherches

effectuées :

PENDLETON et SHARASUVANA (1946) ont reconnu les deux formes physiques suivantes :

vacuolaires et pisolithiques qui sont distinctes selon les latérites, et avec plusieurs formes

intermédiaires entre ces deux formes.

DU PREEZ (1949) a défini la latérite comme une masse vacuolaire, concrétionnée,

cellulaire, vermiculaire et en scories ou pisolithiques. Pour les latérites vacuolaires, elles


7

peuvent être tendre ou de dureté variable (la dureté croît avec la teneur en fer, les latérites les

plus dures sont aussi les moins hydratées), et ont souvent une matière terreuse dans leurs

cavités. Ce type de latérite apparaît assez souvent en surface. La latérite cellulaire en scories

possède de nombreuses cavités vides séparées par une matière ferrugineuse, d’apparence

similaire à celle qui sépare la substance terreuse dans la latérite vacuolaire. D’habitude, cette

latérite est de couleur sombre et peut avoir une surface brillante. Sa dureté est variable et friable.

Généralement, la latérite nodulaire est ferrugineuse et apparaît comme une vertu superficielle

ou comme une composante du sol.

1.7.1.1 Couleur

La couleur des latérites est variée, mais généralement d’intensité vive. Les teintes le plus

courant sont : rose, ocre, rouge, brun. Ce pendant certaines formations présentent des taches et

de trames violettes ; d’autres des marbrures verdâtres. Un même échantillon peut présenter toute

une gamme de couleurs passant plus ou moins sensiblement de l’une de l’autres, suivant des

dessins et de formes varie.

Selon HENRY, 1984, la couleur de latérite varie suivant le milieu (réducteur et oxydant).

En milieu réducteur, les composes du fer donne une coloration gris noir et le manganèse une

couleur noire a aspect velouté. En milieu oxydant, le fer donne une couleur ocre, rouge ou noire

et le manganèse une couleur violette. L’alumine à l’état pure est de couleur blanche

1.7.1.2.Densité

La densité réelle qui varie dans l’assez large proportion (2.5 à 3.6) dépend de la composition

chimique. Celle-ci augmente avec les teneurs en Fer et diminue avec les teneurs en Alumine.

La valeur de densité peut renseigner sur les dynamiques d’altérations subies par les formations

latéritiques. (Alexandre 2002).

1.7.2 Caractéristiques chimiques

Puisque les latérites sont des matériaux qui sont identifiées sur terrain, donc elles ont une

grande variété de caractéristiques chimiques.

ALEXANDER et al. (1956) ont trouvés que relativement aux autres constituants (gibbsite,

kaolinite, titane et manganèse), les latérites ont une haute teneur soit en fer, soit en

aluminium, ou les deux à la fois.


8

1.7.3 Caractéristiques minéralogiques

Les oxydes de fer, les oxydes d’aluminium, et des minéraux argileux constituent les éléments

majeurs entrant dans la composition minéralogique des latérites. Ces éléments se présentent

sous différentes formes

Tableau 3 : formes minéralogiques des oxydes présents dans les latérites

Oxydes de fer Oxydes d’aluminium Minéraux argileux

Goethite

Limonite Communs

Hématite

Gibbsite : commun

Boehmite : plus rare

Kaolinite : commun

Halloysite : plus rare

Magnémite

Magnétite plus rares

Ilménite

Corindon très rares

Diaspore

Illite rares

Montmorillonite

1.8 Classification des latérites [1] [6], [7],

Les latérites sont abondantes, surtout à Madagascar, et couvrent la plus grande partie du socle

cristallin. Certains chercheurs les ont classés en plusieurs types :

1.8.1 Classification de LACROIX (1923)

C’est la classification des latérites suivant la teneur en matériaux latéritiques, basée sur les

ratios silice-alumine et silice sesquioxyde.

Tableau 4: classification des latérites selon LACROIX

Classes

Teneur en matériaux latéritique (oxyde,

hydroxyde et kaolinites) en%

Latérites vraies 90 à 100

Latérites argileuses 50 à 90

Kaolinites et argiles latéritiques 10 à 50

Kaolinites et argiles < 10

Source : « Naturaliste Malgache Tome1 », Revue scientifique, 1978


9

1.8.2 Classification par l’intensité de latérisation

On peut classifier les latérites selon l’intensité de latérisation ρ et traduire aussi leur altération

avec :

Pour ρ = 2 pour les kaolins et les argiles kaoliniques ;

1 < ρ < 2 pour les argiles latéritiques ;

ρ = 1 pour les latérites vraies

1.8.3 Classification des latérites selon MARTIN et DOYENNE (1930) :

Cette classification est basée sur le ratio silice-alumine et plus tard le ratio silice et

sesquioxydes pour classer les sols latéritiques et non latéritiques. Pendant de longues années

on a utilisé les rapports :𝑲𝒊′=S/R et 𝑲𝒊 pour classifier les latérites :

Avec 𝐾𝑖′ < 1,33 latérite varies

1,33< 𝐾𝑖′ <2 sols latéritiques

𝐾𝑖′ > 2 Sols tropicaux non latéritiques

1.8.4 Classification pédologique

RAZAFIMANDIMBY (1987) a adopté la classification suivante :

- Sols tropicaux ferrugineux : ce sont les sols riches en kaolinite et ne contenant ni

gibbsite, ni halloysite, ni allophane et les matières organiques sont rares ;

- Sols ferralitiques : ces sols contiennent de la gibbsite et de l'halloysite sur les roches

volcaniques avec une abondance de matière organique ;

- Ferrisols : caractérisés par la prédominance des argiles kaoliniques avec quelquefois de

lagiblsite, parfois on peut y trouver aussi de la goethite et de l'halloyisite (cas de site volcanique)

et une quantité variable de matière organique.

- Sols tropicaux : ils renferment essentiellement de la Montmorillonite, dans laquelle la

terre dépasse en général 50%.

𝐾𝑖=

𝑆𝑖𝑂260

𝐴𝑙2𝑂3102

S/R= (SiO2/60) / {(Al2O3/102) + (Fe2O3)/160}

ρ = % 𝑒𝑛 𝑝𝑜𝑖𝑑𝑠 𝑑𝑒 𝑆𝑖𝑂2(𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛é°)

% 𝑝𝑜𝑖𝑑𝑠 𝑑′𝐴𝑙2𝑂3 (𝑐𝑜𝑚𝑏𝑖𝑛é)× 1,7


10

1.9 Structures de latérites [9], [10], [11]

RAZAFIMANDIMBY (1987) a décrit la structure de la latérite comme étant la suivante :

Selon SEGALEN (1994), les latérites possèdent au moins deux formes de structures : la

structure pisolithique et la structure vermiforme.

1.9.1 Structures pisolithiques

Dans ce type de structure, le fer forme des nodules discrets. On distingue les pisolithes rayées

et non rayées :

- Les pisolithes rayées peuvent se former par précipitation alternée de couches riches en

aluminium et de couches riches en fer.

- Les pisolithes non rayées sont des sphérules petites et bien rondes (0,5 cm de diamètre).

Elles deviennent souvent plus grandes lorsque ces nodules se forment dans la saprolite

(2cm de diamètre). Ces pisolithes peuvent devenir des pisolithes rayées par un processus

de diffusion qui est courant lors d’une bauxitisation.

1.9.2 Structures vermiforme

Un type de structure peut se présenter dans la saprolite par précipitation directe du fer

limonitique. Des cavités vermiformes irrégulières se présentent aussi dans les blocs de

latérites pisolithiques.

Figure 1: Structure de la latérite selon RAZAFIMANDIMBY


11

1.10 Utilisation des latérites [12] [13], [14], [15],

1.10.1 Construction traditionnelle Malagasy

1.10.1.1 Fabrication des murs traditionnels ou « Tambohon’ny Ntaolo »

Les murs traditionnels sont très fréquents, voire typiques des Hautes Terres Malagasy.

Les latérites demeurent le matériau de base de ces murs dont voici le mode opératoire de

fabrication : Les paysans utilisent la latérite de leur localité, ils arrosent le tas de latérite remuée

avec l’eau, ils piétinent le tas arrosé en utilisant des bœufs tout en ajoutant de l’eau jusqu’à ce

que le matériau devienne une pâte très visqueuse rendant difficile le déplacement des bœufs.

Avec cette boue très visqueuse, les paysans confectionnent des murs par étage constitué d’une

couche de 75cm. La différence de retrait d’eau entre l’ancienne couche plus ou moins sèche et

la nouvelle couche est l’origine des fissures horizontales. Pourtant, même sans toiture ou

chapeau efficace aux intempéries (pluie, cyclone), ces murs restent et peuvent durer des siècles.

1.10.1.2 Enduit traditionnel

Le matériau de base est toujours des latérites auxquelles on ajoute de gros sable et de la bouse

de vache. L’analyse du mécanisme de stabilisation des murs et des enduits traditionnels nous

conduit à l’hypothèse que les éléments suivants joueraient des rôles principaux dans le

mécanisme de stabilisation traditionnelle :

- L’oxyde de fer des latérites ;

- La silice active des latérites ;

- La bouse de vache qui serait utile en tant que nourriture des microorganismes

ferroréducteurs.

1.10.1.3 Fabrication des blocs

Les constructions traditionnelles en terre crue à Madagascar sont à base de :

- Latérite mélangée à la bouse de zébu ;

- Latérite additionnée de blanc d’œuf ;

- Latérite mélangée de la paille et de bouse de zébu ;

- Latérite macérée avec le tronc d’un bananier et de la bouse de zébu ;

Le compactage mécanique statistique par le moyen d’une presse de la latérite convenablement

mouillée permet d’améliorer les performances mécaniques des blocs.

L’incorporation de chaux ou de ciment à la pâte permet, non seulement d’améliorer les

résistances mécaniques des blocs, mais leur confère également une plus grande stabilité à l’eau


12

; ceci grâce aux hydrates formés par hydratation du ciment, et les réactions entre la kaolinite et

la Gibbsite de la latérite et la chaux incorporée ou libérée par le ciment hydraté. Ces réactions

peuvent être accélérées par l’activation thermique préalable de la latérite.

1.10.2 Utilisation des latérites en agriculture

La latérite peut être utilisée comme engrais grâce à sa faculté de libérer rapidement des éléments

nutritifs pour le sol. Elle a aussi une grande capacité à emmagasiner l’eau et les éléments

fertilisants.

1.10.3 Utilisation en métallurgie

Plusieurs métaux rares et nobles peuvent être extraits des latérites tels que : l’aluminium, le

chrome, le magnésium, le mercure, le titane. La latérite peut aussi être utilisée dans la

fabrication des moules de fonderie, comme filler additif dans la fabrication des métaux, résines,

plastiques

1.10.4 Utilisation en céramique

La latérite peut servir à la fabrication des briques réfractaires, des carreaux ou même de poterie

où la couleur a une importance primordiale et à la synthétisation des zéolites.

1.10.5 Utilisation dans le domaine routier

L’abondance des latérites dans les régions tropicales rend nécessaire leur utilisation dans la

construction des routes. Elles sont aussi bien utilisées en couche de base qu’en couche de

fondation :

- Couche de base : stabilisation mécanique (compactage) ;

- Couche de fondation : stabilisation mécanique et stabilisation physico-chimique à froid

(traitement au ciment, à la chaux ou d’autres stabilisants).

1.10.5.1 Latérite stabilisée à la chaux

La stabilisation des latérites à la chaux permet de valoriser les sols argileux latéritiques.

Le mélange sol chaux peut alors être utilisé soit directement en couche de roulement, soit

seulement comme corps de chaussée selon l’intensité du trafic routier

1.10.5.2 Latérite stabilisée au TOPSIL

Le TOPSIL est un stabilisant Sud-Africain dont l’efficacité est en phase

d’expérimentation dans plusieurs régions de l’île notamment sur le tronçon de route latéritique

reliant VOHIPARARA-IRONDRO.


13

1.11 Répartition des latérites dans le monde [16]

Les latérites sont largement répandues à travers le monde, mais plus particulièrement

dans les régions intertropicales d’Afrique, d’Australie, de l’Inde, du sud-est asiatique et

d’Amérique du sud Toutefois la répartition de ces sols ne correspond pas nécessairement aux

conditions actuelles de genèse. Beaucoup de ces formations sont subactuelles ou fossiles, même

en régions intertropicales. Leur existence montre qu’à un moment ou un autre de l’histoire du

globe, les conditions de formation ont pu se trouver réunies, conditions qui n’ont pas été

nécessairement contemporaines en tous points de la terre. Sans parler des formations

sédimentaires rouges très anciennes (permocarbonifères) que l’on soupçonne d’origine

tropicale, les niveaux du sidérolithique et des matériaux plus récents présentent les

caractéristiques des latérites. Mückenhausen et Tavernier (1960) signalent des latosols en

Allemagne méridionale. Les red yellow podzolic soils des États-Unis peuvent plus ou moins

être assimilés à des oxisols. Selon certains auteurs, certains sols enterrés sous les limons du

Condroz (Belgique) possèdent toutes les caractéristiques de sols ferrugineux tropicaux à

concrétions. De tels exemples sont extrêmement fréquents. Il est maintenant universellement

admis que les sols latéritiques n’ont pu s’individualiser qu’à travers des périodes d’évolution

extrêmement longues (Leneuf, 1959), de l’ordre de dizaines et parfois même de centaines de

milliers d’années. De nombreuses études tendent à montrer que l’ère tertiaire a présenté des

conditions particulièrement favorables à la latérisation, aussi bien dans les régions

intertropicales que dans le reste du monde.

Nous pouvons nous demander pourquoi ces formations sont abondantes sous les

tropiques. Les conditions actuelles de formation ne sont certainement pas les seules en cause.

Il est probable que ces différences soient liées à l’action des glaciers quaternaires

Qui, dans les régions boréales, ont arasé les croûtes d’altération, effaçant les influences

anciennes. Ces glaciations n’ayant pas joué dans les régions intertropicales, les formations

latéritiques tertiaires viennent s’y ajouter aux formations quaternaires.

Prescott et Pendleton (1952) ont tenté les premiers une synthèse mondiale sur la répartition des

latérites. Depuis cette étude, de nombreuses prospections ont étéeffectuées, particulièrement en

Afrique et en Amérique du Sud :

- Pour l’Afrique, on peut citer la carte des sols du Service pédologique interafricain (de la

commission de coopération technique en Afrique au sud du Sahara [CCTA]), dont une version

a été présentée par D’Hoore en 1954. Il s’agit d’une synthèse à l’échelle d’un continent qui

tient compte de l’ensemble des résultats acquis par des pédologues ayant œuvré en Afrique ;


14

- En Amérique du Sud, les études cartographiques sont moins poussées, mais permettent d’avoir

une assez bonne idée de la répartition des formations latéritiques (Bramao et Lemos, 1960) ;

- Pour l’Asie du Sud-Ouest, les études sont au même niveau qu’en Amérique du Sud

Figure 2 : Répartition des latérites dans le monde


15

CHAPITRE 2 : QUELQUES ETUDES EFFECTUEES SUR LA LATERITE A

MADAGASCAR

2.1. Exemples études faites par chercheurs Malagasy

En 1987, RAZAFIMANDRIMBY fait partie des pionniers de chercheurs sur les latérites

de Madagascar s’intitulant « Études Physiques et Physico-chimiques des Gisement des

Gisements d’Argiles Malgaches d’Intérêt Économique ». Il a élaboré la classification de

latérites, en collectant des données sur les latérites de quelques régions surtout aux Hauts

Plateau, suivant leurs compositions en quatre classes : les sols tropicaux ferrugineux, les sols

ferralitiques, les ferrisols et les sols tropicaux.

RANDRIAMANDIMBIARIVELO, en 1990, a aussi fait une étude sur les propriétés

géotechniques des latérites de Madagascar. Le cadre de son travail a orienté sur l’amélioration

des propriétés géotechniques, surtout à la portance de ces matériaux dans le but de l’utilisation

dans le domaine des travaux de génie civil.

En 1992, RANAIVONIARIVO a repris l’étude de valorisation des latérites. Son plan a

dirigé sur l’obtention de nouveau matériau comme liant comparable au ciment PORTAND,

après calcination de latérite, puis combinaison avec la chaux de quantité bien définie et mélange

ensemble avec une quantité d’eau optimalisée.

RANDRIANA, en 2004, a contribué à l’étude d’un nouveau procédé de stabilisation des

latérites par élaboration d’un liant oxyde de fer et de silice active.

En 2007, RABOTOVAO a orienté sa recherche sur la comparaison de la stabilisation de

la latérite de Vontovorona avec le liant ciment et la silice active additionnée de l’urée.

LINA, en 2008, a contribué sur l’étude comparative des différentes méthodes de

stabilisation de la latérite.

2.2. Caractéristiques de la latérite Vontovorona selon les études effectuées

Dans notre étude expérimentale nous utiliserons la latérite de Vontovorona. Des nombreuses

études de caractérisation de la latérite ont déjà effectuées dans cette localité, et nous avons

pris quelques résultats pour compléter et surtout pour orienter notre étude.

2.2.1. Méthode d’analyse et caractérisation de la latérite [17], [18] [19] [39]

En générale, le sol latéritique est constitué par un mélange de particules élémentaires de

dimensions différentes. Par conséquent, il possède de propriétés différentes. La caractérisation

du sol consiste à :

Faire des essais physiques ;


16

Effectuer l’analyse chimique et l’analyse minéralogique ;

Déterminer les caractéristiques géotechniques.

2.2.1.1. Essais physiques

a. Teneur en eau :

Le but de cette opération est de déterminer la teneur en eau de l’échantillon.

C’est le rapport, exprimé en pourcentage du poids de l’eau que le sol contient par rapport au

poids du sol sec.

Poids de l’eau = Poids du sol humide – poids du sol sec

La détermination du poids sec de l’échantillon du sol se fait par la pesée de celui-ci après un

séjour dans une étuve réglée à 105 °C, jusqu’à poids constant.

b. Analyse granulométrique :

Le but de l’analyse granulométrique est de classer le sol suivant les dimensions des

grains qui le constituent. L’analyse se fait en deux parties :

Par tamisage pour les grains de diamètre supérieur à 80 µm ;

Par sédimentation pour les grains de diamètre inférieur à 80 µm.

b.1. Analyse granulométrique par tamisage

L’analyse granulométrique par tamisage consiste à fractionner à l’aide d’une série de tamis,

classée par ordre décroissant, un matériau en plusieurs classes granulaires. Le poids des

différents refus est rapporté au poids initial du matériau, les pourcentages ainsi obtenus servent

à établir la courbe granulométrique.

W (%) = 𝑃𝑜𝑖𝑑𝑠 𝑑𝑒 𝑙′𝑒𝑎𝑢

𝑝𝑜𝑖𝑑𝑠 𝑑𝑢 𝑠𝑜𝑙 𝑠𝑒𝑐× 100


17

Passer un échantillon de sol à travers une série de tamis à mailles carrées emboîtées les unes

dans les autres (les dimensions des mailles des tamis sont décroissantes du haut vers le bas).

On fait répartit les grains, par vibration, sur les différents tamis selon leur grosseur. À

la fin de cette opération, on recueille dans chaque tamis la partie de l’échantillon qui y a été

arrêtée (le refus) et on le pèse à sec, ce qui permet de calculer le pourcentage du refus pour ce

tamis :

On peut aussi calculer le pourcentage de la partie de l’échantillon passée

à travers les ce tamis (le tamisât) :

Tamisât (%) = 100 – refus (%)

Les résultats de l’analyse sont reportés sur un diagramme semi-logarithmique où l’on porte :

- En abscisse, les diamètres des particules,

- En ordonnée, les pourcentages en poids des tamisât cumulés.

Figure 3 : Colonne de tamis

Pourcentage de refus (%) = 𝒑𝒐𝒊𝒅𝒔 𝒅𝒖 𝒓𝒆𝒇𝒖𝒔

𝒑𝒐𝒊𝒅𝒔 𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝒅𝒆 𝒍′é𝒄𝒉𝒂𝒏𝒕𝒊𝒍𝒍𝒐𝒏 * 100

photo 1 : Lavage lors de l’analyse granulométrique par tamisage


18

b.2. Analyse granulométrique par sédimentation

Cette méthode utilise la différence de vitesse de décantation des particules d’un sol

préalablement mis en suspension dans l’eau. Les particules les plus grosses se déposent les

premières et les plus fines les dernières. Sa vitesse de chute est donc fonction du diamètre des

grains et donnée par la relation suivante :

Avec : V : vitesse de chute de la particule (m.S-1)

D : diamètre de la particule (m)

𝝆𝑺 : Masse volumique des particules solides (kg .m-3)

𝝆𝑳 : Masse volumique du liquide (kg .m-3)

ƞ : Viscosité dynamique (kPa.s.)

Quelques traitements appropriés sont nécessaires avant d’effectuer cette analyse par

sédimentométrie à savoir :

Addition de l’acide chlorhydrique dilué pour l’élimination du fer,

Ajout d’eau oxygénée pour la destruction des matières organiques ;

Addition du floculant comme l’hexamétaphosphate de sodium pour la dispersion des

particules : annulation des forces électrostatiques entre les feuillets d’argile.

On mesure la variation de la densité de la suspension dans le temps à une hauteur donnée. Cette

densité indique la concentration en particules ayant un diamètre égal ou inférieur à un diamètre

D appelé diamètre équivalent, donnée par la relation de STOKES :

𝑫 = √𝟏𝟖ƞ

𝒈((𝝆𝑺− 𝝆𝑳) ∗

𝑯𝒓

𝒕 Avec V=

𝑯𝒓

𝒕

Avec ; Hr : densité de la suspension ; g : accélération de la pesanteur (m.s2)

V = 𝑔 (𝜌𝑆− 𝜌𝐿)

18ƞ× D2


19

t : temps de décantation

c. Poids spécifique, masse volumique et densité apparente

c.1. Poids spécifique γs

C’est le rapport du poids du matériau sec au volume des grains du sol, exprimé en t/m3. Sa

détermination se fait avec le pycnomètre. Elle est donnée par la relation :

c.2. Masse volumique apparente :

On appelle masse volumique apparente d’un sol la masse d’un volume par unité de sol,

c’est-à-dire la somme des masses des grains, de l’eau et de l’air que contient ce volume. On

définit également la masse volumique sèche qui est la masse de la matière sèche contenue dans

l’unité de volume, c’est-à-dire la masse des grains.

c.3. Densité apparente γd

C’est le rapport de la masse volumique apparente du matériau et celle de l’eau, exprimée en

t/m3. Elle s’obtient donc par la relation :

2.2.1.2. Analyse chimique et minéralogique

a. L’analyse chimique

Le but de l’analyse chimique est de déterminer les proportions des différents constituants ainsi

que la perte au feu de la latérite. Le principe repose alors sur le dosage des éléments de la

γs = 𝐦𝐚𝐬𝐬𝐞 𝐬𝐞𝐜 𝐝𝐮 𝐦𝐚𝐭é𝐫𝐢𝐚𝐮

𝐯𝐨𝐥𝐮𝐦𝐞 𝐝𝐞𝐬 𝐬𝐨𝐥𝐢𝐝𝐞𝐬 𝐝𝐞 𝐜𝐞 𝐦𝐚𝐭é𝐫𝐢𝐚𝐮

γd= 𝝆𝒂

𝝆𝒆𝒂𝒖

photo 2: Mise œuvre de l’analyse granulométrique par sédimentation


20

latérite présente dans la liqueur obtenue après attaque de la latérite par du sulfate acide de

potassium (KHSO4).

b. L’analyse minéralogique

Il s’agit d’analyser par spectrométrie de fluorescence X, l’échantillon de latérite de

Vontovorona dans le but d’en déterminer les constituants chimiques et minéralogiques de la

latérite à stabiliser. L’enregistrement du spectre a été effectué au laboratoire de la cimenterie

de l’HOLCIM/Madagascar sis à Ibinty-Antsirabe et l’appareillage utilisé est un spectromètre

de Fluorescence X à dispersion d’Énergie. La spectrométrie de fluorescence X est une

spectrométrie de l’atome basée sur une forte excitation de l’atome avec formation de lacune sur

la couche électronique profonde de l’atome (K, L, …).

Chaque raie de Fluorescence X est caractérisée par deux paramètres :

D’une part par sa fréquence qui est caractéristique de l’atome ;

D’autre part, par son intensité I.

b.1. La fréquence γ du photon X :

Elle est donnée par la relation :

Avec :

γ : fréquence du photon X

a, b : des constantes caractéristiques des raies X de fluorescence (raie X de

fluorescence K, L, …)

Z : le numéro atomique de l’élément

b.2. L’intensité I :

Cela est donné par la relation :

Avec : II: Intensité de la raie S

Si: Sensibilité de la chaîne de comptage

Ai : Facteur d’absorption du rayonnement X C

Ci: Concentration de l’élément dans le l’échantillon

γ1/2 = a (Z-b)

II = Si * Ai* Ci


21

2.2.1.3. Les caractéristiques hydriques

a. Limites d’ATTERBERG

Ils définissent conventionnellement les frontières entre les différents états du sol (liquide,

plastique ou solide) selon sa teneur en eau. On les effectue sur le matériau passant par le tamis

à maille carré d’ouverture 0,40 mm (module AFNOR N°27). L’essai s’opère en deux phases :

recherche de limite de liquidité Wl et recherche de limite de plasticité Wp

a.1. Limite de liquidité Wl

Elle marque la teneur en eau au passage du sol d’état liquide à l’état plastique, notée Wl

exprimée en %, mesurée à l’aide de l’appareil de CASAGRANDE, qui est constitué par une

petite coupelle dans laquelle on met la terre et d’une came mue par une manivelle qui soulève

la coupelle et laisse brusquement retomber sur un socle rigide.

a.2. Limite de plasticité Wp

Elle marque le passage du sol d’état plastique à l’état solide et se définit comme la teneur en

eau d’un petit rouleau de mortier qui se brise en morceaux lorsque son diamètre atteint 3mm.

Elle est notée Wp, exprimée en %.

WP est compris entre 10% à 25%, idéalement proche de 17%.

Principe de l’essai :

Former un rouleau de terre, à la main, sur une plaque de marbre ou de verre.

Lorsque le rouleau se brise à un diamètre de 3 mm, les morceaux obtenus sont pesés,

puis séchés à l’étuve à 105°C jusqu’à poids constant.

Nous calculons alors la teneur en eau WP :

Avec, Po: poids du sol humide

P1: poids du sol sec

a.3. L’indice de plasticité Ip

L’indice de plasticité, exprimée en %, est la différence entre les limites de liquidité et de

plasticité qui caractérise la plasticité d’un sol comme indique le tableau le suivant :

WP = 𝑝𝑜−𝑝1

𝑝1 * 100


22

Tableau 5 : Norme de degré de plasticité d’un sol selon leur indice de plasticité

b. Essai de compactage du PROCTOR

L’essai PROCTOR a pour but de déterminer, pour un compactage normalisé d’intensité

donnée, la teneur en eau optimale et la densité sèche maximale correspondante.

Le principe de L’essai consiste à compacter dans un moule normalisé, à l’aide d’une

dame normalisée et suivant un processus bien défini, un échantillon de matériaux à étudier.

Nous déterminons sa teneur en eau et son poids volumique sec après compactage. Nous

répétons plusieurs fois de suite l’opération afin de faire évoluer la masse volumique des

matériaux ; ensuite nous traçons la courbe représentative du poids volumique sec en fonction

Indice de plasticité Degré de plasticité

5 – 10 Faible plasticité

10 – 20 Moyenne plasticité

Supérieur à 20 Forte plasticité

photo 3: Appareil de CASAGRANDE pour la détermination de limite de liquidité

photo 4: Rouleaux de mortier pour la détermination de plasticité


23

de la teneur en eau dont l’abscisse est la teneur optimale de PROCTOR et l’ordonnée le poids

volumique sec optimal de PROCTOR.

Pour ces essais, nous pouvons utiliser, selon la finesse des grains du sol, deux types de moule :

Le moule PROCTOR : utilisable pour les sols fins.

Le moule C.B.R : utilisable dans tous les cas.

Avec chacun de ces moules, nous pouvons effectuer deux types d’essai (choix par rapport à

l’énergie de compactage) :

L’essai PROCTOR NORMAL ;

L’essai PROCTOR MODIFIE

Le choix de l’énergie de compactage est fait en fonction de la surcharge que va subir l’ouvrage

au cours de sa durée de vie :

Essai PROCTOR normal : faible résistance souhaitée, du type de remblai peu chargé.

Le compactage se fait en trois couches d’épaisseur égale.

Essai PROCTOR modifié : forte résistance souhaitée, du type chaussé autoroutière. Le

compactage se fait en cinq couches d’épaisseur égale.

Tableau 6 : Conditions des essais PROCTOR selon la norme NF P 94 – 093

Essais Masse de la

dame (Kg)

Hauteur de

chute (cm)

Nombre de

couches

Nombre de coups

par couche

Énergie de

compactage

kJ/m3

Proctor

Normal

2,49 30,50 3 25 (moule Proctor)

55 (moule C.B.R)

587

533

Proctor

modifié

4,54 45,70 5 25 (moule Proctor)

55 (moule C.B.R)

2.680

2.435


24

c. Essai de portance ou Essai C.B.R. (Californian Bearing Ratio)

Le CBR est un essai de poinçonnement réalisé dans des conditions bien définies sur des

échantillons moulés suivant la méthode de PROCTOR avec des énergies et des teneurs en eau

déterminées. L’eau joue un rôle important sur la capacité portante des sols, à une teneur

déterminée, après saturation à 96 heures dans le bac à imbibition.

L’indice portant CBR exprime en pourcentage le rapport entre les pressions, produisant

dans le même temps un enfoncement donné dans le sol étudié d’une part et dans un matériau

type d’autre part, la qualité du sol étudié est déterminée par la norme indiquée dans le

tableau suivant :

Tableau 7 : norme de qualité d’un sol selon l’indice de portance C.B.R

2.2.2. Les résultats de la caractérisation de la latérite de Vontovorona

a. Essai physique [17], [18]

Les caractéristiques physiques qu’ils ont déterminées sont : la teneur en eau, l’analyse

granulométrie, la masse volumique apparente, la masse spécifique et la densité apparente

a.1. Teneur en eau

La teneur en eau de l’échantillon de latérite de VONTOVORONA est 13,1 %

Indice de portance C.B.R Qualité de sol

< 5 Très mauvais

5 à 10 Mauvais

10 à 15 Moyen

15 à 30 Bon

> 30 Très bon

photo 5: Essai Proctor photo 6: moule utilisé pour

l’essai de PROCTOR photo 7: moule chargé de latérite

avant saturation dans le bac à

imbibition


25

a.2. Analyse granulométrique

Le but est de mesurer la taille des particules élémentaires qui constituent l’ensemble des

grains des substances diverses et la définition des fréquences statistiques des différentes

tailles des grains dans l'ensemble étudié.

a.2.1. Composition granulométrique par tamisage

Le résultat de l’analyse granulométrique par tamisage des échantillons de latérite prélevés

à VONTOVORONA est résumé dans la figure et le tableau ci-dessous :

Tableau 8 : Résultats de l’Analyse granulométrique par tamisage

Module

AFNOR

Ouverture de

tamis (mm)

Refus cumulés

(g)

refus cumulés

(%)

tamisas

cumulés (%)

37 4,000 0,0 0,00 100,00

34 2,000 0,0 0,00 100,00

31 1,000 1,5 0,13 99,87

26 0,315 10,0 0,90 99,10

24 0,200 13,5 1,21 98,79

20 0,080 18,5 1,66 98,34

- 19,4 1,74 98,26

D’après la figure et le tableau 9, la latérite de Vontovorona possède une quantité très

importante en fine car elle occupe jusqu’à 98,26% par rapport au brut.

Figure 4 : Courbe d’Analyse granulométrique de la latérite de Vontovorona


26

La latérite de Vontovorona n’entre pas dans la norme du fuseau de limite de Brique de terre

Stabilisée. Cela nécessite un apport de sable comme correction granulométrique

a.2.2. Analyse granulométrique par sédimentation

Le résultat de l’analyse granulométrique par sédimentation de la latérite de Vontovorona est

donné dans le tableau suivant :

Tableau 9 : Le résultat de l’analyse granulométrique par sédimentation

Durée de

chute min

0,5 1 2 5 10 20 40 80 240 1440

Lecture de

densimètre

26,0 24,5 21,0 17,5 14,0 10,5 8,5 7,0 6,5 6,0

Température 17,8 17,8 17,8 17,8 17,8 17,8 18,2 18,6 19,5 17,4

Corrections (Ct) +

Cm + Cd

-0,40 -0,40 0,40 -0,40 0,40 -0,40 0,40 -0,35 -0,20 -0,40

Lectures corrigées 25,6 24,1 20,6 17,1 13,6 10,1 8,1 6,7 6,3 5,6

Diamètre

équivalent

D (µm)

68 47 34 21 15 11 8 6 3 1

% grains < D 95,7 90,1 76,9 63,9 50,8 37,8 30,3 25,0 23,5 20,9

%

grains/échantillon

total

94,0 88,0 75,0 63,0 51,0 37,0 29,7 24,5 23,0 20,5

a.3. Masse spécifique, masse volumique apparente et densité apparente

a.3.1. Masse spécifique :

La masse spécifique de l’échantillon de latérite de Vontovorona obtenue est de : 3,02 t/m3

a.3.2. Masse volumique apparente :

La masse volumique apparente de la latérite de Vontovorona calculée est de : 1,78 t/m3

a.3.3. Densité apparente :

La densité apparente d’échantillon de latérite de Vontovorona déterminée est de : 1,78

b. Analyse chimique et minéralogique [17]

b.1. Analyse chimique :

Le tableau suivant donne la teneur, sous formes oxydes en éléments chimique des deux

échantillons de latérite utilisés dans le cadre de ce travail :


27

Tableau 10 : Composition chimique de la latérite de Vontovorona

Constituants Teneur [%]

SiO2 31,54

Al2O3 25,94

Fe2O3 26,01

TiO2 4,40

CaO Traces

MgO Traces

SO3 Traces

K2O Traces

Cr2O3 Traces

MnO 0,21

Na2O 0,09

P2O5 0,51

Perte au feu 11,29

L’échantillon de latérite est très riche en oxyde de fer III (Fe2O3). D’autre élément comme

l’oxyde d’aluminium et l’oxyde de silicium sont en quantité importante. De plus, d’après la

classification de MARTIN et DOYEN, qui se base sur le rapport :

𝐾′𝑖 =𝑆

𝑅=

𝑆𝑖𝑂2

60𝐴𝑙2𝑂3

102 +𝐹𝑒2𝑂3

160

= 1,29

La latérite de Vontovorona a une valeur de Ki’≈ 1,29, donc, on peut la classer comme des sols

latéritiques.

Le tableau suivant montre la comparaison de la composition chimique de la latérite de

Vontovorona par à d’autres gisements :

Tableau 11 : Comparaison de la composition chimique de la latérite de Vontovorona par rapport

à d’autres gisements [15].

Localité Constituants et Teneur [%]

SiO2 Al2O3 Fe2O3

Campus Universitaire de Vontovorona 13,80 45,70 15,70

ALAKAMISY AMBOHIDRATRIMO 25,30 42,70 9,90

ANTANAMBAOBEMANANARA NORD 61,59 24,70 0,40


28

b.2. Analyse minéralogique :

Le résultat de l’analyse par diffraction de rayon X de la latérite de Vontovorona est présenté

par la figure 5 et le tableau 13 suivant :

Tableau 12 : Résultat de l’analyse de la composition minéralogique de la latérite de Vontovorona

Minéraux Intensités des raies observées

KAOLINITE Raies intenses

ILLITE Raies de très faible intensité

GIBBSITE Raies très intenses

MAGHEMITE Raies de faible intensité

HEMATITE Raies moyennement intenses

QUARTZ Raies de très faible intensité

ANATASE Raies moyennement intenses

RUTILE Raies intenses

MONTMORILLONITE Raies de faible intensité

GOETHITE Raies de faible intensité

SILICE AMORPHE Raies de faible intensité

PSEUDORUTILE Raies de faible intensité

c. Caractérisation géotechnique [17], [18]

Les caractéristiques géotechniques de la latérite obtenues sont : la teneur en eau naturelle, le

poids spécifique, la densité apparente, l’essai C.B.R., les limites d’ATTERBERG, l’essai de

compressibilité de PROCTOR sont donnés dans le tableau suivant :

Figure 5 : Spectrogramme de Fluorescence X de la latérite de Vontovorona


29

Tableau 13 : Caractéristiques géotechniques de la latérite de VONTOVORONA

Caractéristiques physique et mécanique Valeur

Teneur en eau naturelle W 13,1 %

Poids spécifique γs 3,02 T/m3

Densité apparente γd 1,78 T/m3

Masse

volumique

apparente ρa 1,78 T/m3

sèche ρs 1,57 T/m3

Limites

d’ATTERBERG

Limite de liquidité Wl 62,1 %.

Limite de plasticité Wp 40,1 %.

L’Indice de plasticité Ip 22,0 %.

Essai de

compressibilité

de PROCTOR

teneur en eau optimale

Wopt

26 %

poids volumique sec

maximal de : γd opt

16,28 T/m3

Essai de

portance ou

Essai C.B.R.

Enfoncement en 2,5 mm 30,3 %

Enfoncement en 5 mm 31 %

D’après la classification précédente, L’échantillon étudié ici peut être classé comme

sol ayant une plasticité forte. La teneur en eau optimale est de 26%.

L’indice de portance à prendre en compte est donc 31%. Le résultat nous montre que

le sol est de très bonne qualité si on devrait l’utiliser dans la construction des ouvrages ou de

matériau en terre.

Le tableau et la figure suivant montrent la valeur de la distance de l’enfoncement et l’effort de

cet enfoncement à 25 coups :


30

Tableau 14 : Valeur distance de l’enfoncement et l’effort d’enfoncement à 25 coups

Enfoncement en [mm] 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,25 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5

Lecture anneau 1,5 3,5 5,5 8 10 12 14 17,5 20,5 23 26 28 30 31,5 34 35 36 38 39,5

Force en [Kg](L.A. x 20) 30 70 110 160 200 240 280 350 410 460 520 560 600 630 680 700 720 760 790

Figure 6 : Évolution de la distance de l’enfoncement en fonction de la force d’enfoncement à 25 coups.


31

CHAPITRE 3 : STABILISATION

3.1. Définition [12] [20]

La stabilisation est une méthode appropriée aux contraintes physico-chimiques qu’un

matériau destiné à une utilisation spécifique pourrait être soumis. Elle n’est pas en soi mais une

nécessité.

Stabiliser revient à modifier les propriétés initiales d’un système terre-eau-air, la terre

en d’autres propriétés intéressantes et compatibles à une modification pour obtenir des

structures permanentes compatibles à une application donnée. Pour stabiliser, il est nécessaire

de connaître :

3.2. Buts de la stabilisation [12] [20]

Les principaux buts de la stabilisation sont :

- Modifier la granulométrie du sol

Obtenir une meilleure cohésion, de meilleures caractéristiques mécaniques en

augmentant la résistance à la compression sèche et humide, la résistance à la traction et au

cisaillement ;

Réduire la porosité et les variations de volume qui entraînent le gonflement et le retrait

des matériaux ;

Améliorer la résistance à l’érosion du vent et de la pluie, en d’autres termes réduire

l’abrasion de surface et imperméabiliser cette surface.

3.3 Objectifs

La stabilisation est un problème complexe, car de très nombreux paramètres interviennent. Il

faut en effet connaître :

- Les propriétés des terres à stabiliser ;

- Les améliorations envisagées ;

- L’économie du projet réalisé : coût et délais de réalisation ;

- La maintenance du projet réalisé : coût d’entretien ;

- Les techniques de mise en œuvre de la terre choisie, pour le projet et les systèmes

constructifs.

- La stabilisation ne peut intervenir que sur deux caractéristiques de la terre : sa

structure et sa texture.


32

On a trois possibilités d’intervention sur la structure et la texture de la terre :

o Réduire les volumes des vides entre les particules, c’est-à-dire agir sur la porosité ;

o Colmater les vides qui ne peuvent être supprimés, c’est-à-dire agir sur la perméabilité ;

o Améliorer les liens entre les particules, c’est-à-dire, agir sur la résistance mécanique ;

3.4. Types de stabilisation [12] [20]

Il y a trois façons possibles de stabiliser la terre. Ces trois procédés peuvent être appliqués, seuls

ou en général, couplés.

3.4.1. Stabilisation mécanique

On modifie les propriétés de la terre en intervenant sur sa structure : c’est le compactage

de la terre qui modifie sa densité, sa compressibilité, sa perméabilité et sa porosité.

3.4.2. Stabilisation physique

Les propriétés d’une terre peuvent être modifiées en intervenant sur la texture : mélange

contrôlé de fractions de grains différents. La stabilisation physique s’obtient soit par traitement

thermique, par déshydratation ou gel où soit par traitement électrique qui favorise un drainage

de la terre lui conférant de nouvelles qualités structurales.

3.4.3. Stabilisation chimique

La terre est additionnée à d’autres matériaux ou produits chimiques qui modifient ses

propriétés. Les modifications résultent de réactions physicochimiques entre les constituants

actifs de la terre et les matériaux, entraînant la formation de nouvelles phases au sein de la

texture et l’enrobage maximum des grains inertes.

3.5. Mécanisme de la stabilisation

3.5.1. Densifier

Pour densifier la terre, nous avons deux façons différentes :

- Manipuler la terre mécanique pour évacuer le maximum d’air en pétrissant et en

comprimant la terre.

- Combler le maximum de vide en introduisant d’autres grains.

Pour opérer, la texture de la terre doit être parfaite : le vide laissé entrer chaque groupe de grains

sera ainsi comblé par un autre groupe de grains. Il s’agit d’une intervention directe sur la

texture.


33

3.5.2. Armer

Il s’agit d’introduire une armature généralement constituée de fibres d’origine végétale (paille),

animale (poils, bouse), minérale ou synthétique (fibres de synthèse) dans la terre. Ce moyen

crée un réseau de fibres omnidirectionnel qui améliore la résistance à la traction et au

cisaillement du sol et contribue aussi à réduire le retrait. [21]

3.5.3. Enchaîner

C’est l’introduction d’une matrice tridimensionnelle inerte et résistante qui va s’opposer à tout

mouvement du sol. Il s’agit d’un mouvement de consolidation par cimentation qui résulte du

remplissage des vides par un liant insoluble capable d’enrober les particules dans la latérite.

Les principales réactions de consolidations ont lieu dans le stabilisant lui-même, entre le

stabilisant et la fraction sableuse de la terre. On observe cependant des réactions secondaires

entre le stabilisant et la fraction argileuse et peut modifier le comportement mécanique du

matériau.

3.5.4. Lier

Dans ce cas, la matrice inerte introduite dans la terre inclut les argiles. On connaît deux

mécanismes qui donnent le même résultat :

- Une matrice inerte est formée par les argiles. Nous utilisons les charges négatives et positives

des plaquettes argileuses ou leur composition chimique pour les lier entre elles par

l’intermédiaire d’un stabilisant, celui-ci jouant le rôle de catalyseur de cette liaison.

- Une matrice inerte est formée avec les argiles ; un stabilisant qui réagit avec l’argile et forme

un nouveau matériau (une sorte de ciment) insoluble et inerte par précipitation ; c’est une

réaction pouzzolanique obtenue avec la chaux.

Cette réaction est lente et essentiellement dépendante de la qualité et de la quantité de l’argile.

3.5.5. Imperméabiliser

Ce mode de stabilisation contribue à réduire l’érosion à l’eau, le gonflement et le retrait aux

cycles répétés moulage-séchage. On connaît deux possibilités d’imperméabilisation :

- Tous les vides ou les pores, les fissures sont remplis d’une matière sensible à l’eau.

- Une matière est dispersée dans la terre qui au moindre contact avec l’eau va gonfler et

obstruer les accès aux ports.

3.5.6. Hydrofuger

Dans ce cas, on modifie l’état de l’eau interstitiel et l’on réduit la sensibilité des plaquettes

d’argile à l’eau. Ce moyen qui fait intervenir des produits (chlorure de calcium, acide aminé


34

quaternaire ou résine) ou bien l’échange ionique contribue à éliminer au maximum l’absorption

à l’adsorption de l’eau. [22]

3.5.7. La réduction microbienne

Les microorganismes peuvent utiliser le fer ferrique comme accepteur d’électrons. Sa réduction

constitue une forme importante de respiration anaérobie c’est-à-dire au milieu en absence

d’oxygène de l’air.

Le fer ferrique peut former des complexes avec de nombreux composés organiques, ce qui lui

permet par la suite de devenir soluble et à nouveau disponible comme accepteur d’électron pour

les bactéries réductrices de fer ferrique. [23]

L’hydroxyde ferrique nouvellement précipité peut lui interagir avec d’autres substances non

biologiques, comme des substances humiques, pour réduire le fer ferrique en fer ferreux.

La réaction correspondante à cette réduction du fer ferrique en fer ferreux peut s’écrire comme

la suivante :

3.6. Les stabilisants

Les stabilisants sont des matériaux qui sont souvent des liants permettent l’amélioration des

performances physico-mécaniques des terres. Toutefois, le principe de stabilisation peut avoir

selon les types des stabilisants utilisés.

En général ces stabilisants sont groupés en deux catégories :

Les stabilisants organiques ; les stabilisants minéraux.

3.6.1. Les stabilisants organiques : [13]

Ce sont des produits chimiques d’origine organique ayant des caractères chimiques susceptibles

de modifier ou d’agir sur le matériau à stabiliser. Ils sont souvent des liants hydrocarbonés,

mais aussi, certaines substances naturelles ou artificielles d’origine organique peuvent jouer le

rôle de stabilisant organique.

Depuis des années, le plus utilisé est les bitumes dont leur utilisation est surtout basée

sur les revêtements des chaussées pour leur permettre d’avoir une bonne tenue vis-à-vis des

passages et de l’action de l’eau.

Toutefois, depuis ces dernières années du XXe Siècle, des nouveaux stabilisants

organiques sont apparus sur le marché mondial. Ils sont plus souvent d’origine Sud – africaine

(par exemple l’Ecobond soil stabilizer), mais aussi d’origine américaine (par exemple le


35

Rhénolite) ou asiatique (par exemple le Reverseal). Leur principe est toujours la même et cela

réside généralement sur l’imperméabilisation du matériau et la destruction des propriétés

hydrophiles des argiles.

3.6.2. Les stabilisants minéraux

Ce sont des poudres de matériaux minéraux finement broyés, qui sont mélangées avec de l’eau,

forment une pâte plastique qui fait prise et durcit. Parmi les principaux liants minéraux, les plus

répandus sont le ciment, la chaux, et les pouzzolanes. Il existe également des silicates solubles

et des ciments géopolymères. L’ajout de ces liants permet l’obtention de matériaux ayant une

sensibilité à l’eau réduite ainsi que des caractéristiques mécaniques améliorées.

3.6.2.1 Stabilisation par géopolymérisation [17]

Un ajout de liant géopolymère permet d’activer la kaolinite dans le sol et de la transformer en

un composé tridimensionnel, ayant une structure proche du matériau géopolymère. Le réactif

utilisé est du type polysialate (exemple : polysialate de sodium Na PS -).

Cette réaction de polymérisation, appelée aussi « réticulation géopolymère » est une

réaction semblable à celle de la synthèse des céramiques.

La différence réside dans le fait que la réticulation peut commencer à basse température

de 50°C à 250°C contrairement aux céramiques qui se font à des températures voisines de

800°C à 1000°C. On observe de nouvelles propriétés dans le sol ainsi obtenu : résistance à la

compression élevée, amélioration de la résistance à l’eau.

D’une manière générale, l’argile est une matière première susceptible de donner, une

fois avec l’eau, des pâtes plastiques à l’origine des produits en terre cuite. C’est l’un des

matériaux plus anciennetés utilisées en céramique depuis la haute antiquité et par toutes les

civilisations.

Les argiles ont des propriétés et caractéristiques variées.

Le domaine d’utilisation de l’argile est large (industrie pharmaceutique, en céramique).

L’argile est composée, en général, par une large part de silice, d’aluminium plus ou

moins hydraté. Ces composants sont l’oxyde d’alumine (environ 40%), l’oxyde de

silice (environ 46%) et l’eau (environ 14%)

La kaolinite (Si2O5Al2(OH) 4), la montmorillonite et l’illite constituent les minéraux les

plus abondants dans les argiles.

L’utilisation des argiles pour la stabilisation des sols dans le domaine des matériaux est due à

leur faculté à modifier les propriétés physico-chimiques des minéraux par des réactions de

neutralisation électrique.


36

3.6.2.2 Stabilisation au ciment [13]

L’addition de ciment, même avant compactage, améliore les caractéristiques du matériau en

particulier la réduction de sa sensibilité à l’eau.

Leur principe est toujours le même et cela réside généralement sur l’imperméabilisation du

matériau et la destruction des propriétés hydrophiles des argiles.

De plus, l’addition ou l’ajout de ciment dans le matériau en particulier dans le sol modifient sa

granularité. Pour cela, la sensibilité à l’eau varie avec la teneur en ciment appliquée.

Avant compactage, le mélange sol-ciment garde toujours les mêmes propriétés que le sol de

même nature, mais après compactage, le ciment rend le matériau irréversible et on obtient le

gain de résistance grâce au compactage.

3.6.2.3 Stabilisation à la chaux [13], [23]

La stabilisation à la chaux consiste en une incorporation de chaux vive ou éteinte au sol ou au

matériau à traiter. L’action de la chaux concerne les particules argileuses contenues dans le sol.

À court terme, l’apport de chaux produit une modification des liaisons entre les particules :

L’argile prend une structure floculée, cependant que les ions de calcium introduits par le

Chaux constituent des ponts entre les particules.

À long terme, par réaction argile-chaux, il se forme des nouveaux éléments cristallins, qui

viennent cimenter les grains de sol. Ce phénomène n’est sensible qu’après une quinzaine de

jours (dans les meilleurs des cas), ce qui implique la nécessité du temps de cure pendant lequel

on laisse la résistance à la compression augmenter. Ce temps de cure peut s’étendre jusqu’à

plusieurs semaines et le phénomène évolue au mieux dans une ambiante chaude et humide.

Pour cela, la résistance à la compression augmente avec le temps et le sol devient moins

plastique et acquiert une meilleure tenue à l’eau.


37

CHAPITRE 4 : STABILISATION BIOTECHNOLOGIQUE [12] [24] [13] [25]

[14] [26] [15] [27] [28] [29]

4.1. Définition :

La stabilisation biotechnologique c’est l’ensemble des méthodes scientifiques et d’ingénierie

par l’application des microorganismes ou des organismes vivants pour produire des nouveaux

matériaux de biens et des services.

4.2. Le Microorganisme :

4.2.1. Généralités :

Tous les types de microorganismes existent dans le sol, et atteignent à 10 unités jusqu’ à

106 unités par gramme de sol. Ils appartiennent à des familles et à des genres très nombreux tels

que les eucaryotes (champignons, algues et protozoaires) et des procaryotes (bactéries et

cyanobactéries). Leur distribution est fonction non seulement de la présence de substrats

énergétiques (essentiellement des résidus des végétaux) et d’éléments minéraux, mais aussi de

nombreux facteurs physiques et chimiques caractérisant chaque sol, notamment la structure,

l’aération, le pH, la température et la teneur en eau. Parmi les bactéries, beaucoup sont des

anaérobies facultatifs, dont on signalera en particulier : Bacillus polymixa, Bacillus circulams,

Sporogènes de Closetridium et Aerobacter aérogences. Elles sont responsables de la réduction

du fer ferrique en fer ferreux en milieu anaérobiose. Certaines littératures relatent que ces

bactéries n’existent qu’aux environs de la surface.

4.2.2. Définition :

Le terme « microorganisme » vient du mot grec mikros « petit » et organismos « organisme ».

Le microorganisme est un organisme vivant invisible à l’œil nu, qui ne peut être observé qu’à

l’aide d’un microscope.

4.2.3. Classifications des microorganismes :

Selon Louis Pasteur en France et Koch en Allemagne, les microorganismes sont classés en deux

catégories :

Les microorganismes supérieurs ou eucaryotes possèdent un noyau entoure d’une

membrane. (Exemples : les algues, protozoaires, champignons…)

Les microorganismes inférieurs ou procaryotes ont un chromosome unique sans

membrane nucléaire. (Exemples : algues bleues, bactéries)


38

4.2.4. Rôles des microorganismes :

Les microorganismes du sol jouent deux rôles essentiels :

D’une part, ils sont responsables de diverses transformations chimiques et même

physiques qui se déroulent dans le sol ;

D’autre part, ils agissent directement ou indirectement sur la nutrition des plantes.

Réduction du fer ferrique Fe 3+insoluble en fer ferreux Fe 2+soluble en milieu anaérobies.

4.3. Les matières favorisantes la réduction :

Naturellement, la réduction se fera dans de bonnes conditions si un aliment énergétique

(sucre, matière végétale verte diverse …) est fourni aux microorganismes.

KALAKUTSKII (1959) trouve que les produits provoquant la réduction du fer sont des produits

élaborés au cours de la fermentation du glucose.

KAMURA et TAKAI (1960) vérifient que dans le sol de leur pays, la réduction du fer ferrique

en en fer ferreux est bien effectuée grâce aux microorganismes, et que la matière organique

seule présente une efficacité très réduite.

4.4. Les facteurs écologiques dominants :

Le milieu de culture des microorganismes doit contenir des substances indispensables à

leur croissance et leur production : les paramètres physico-chimiques comme le pH et la

température convenables, le potentiel d’oxydoréduction, l’humidité optimum.

4.4.1. Le pH

Le pH optimum pour la croissance de la plupart des bactéries anaérobies se situe aux

environs de pH neutre (6,4 et 7,4) et la majorité des espèces ne peuvent se développer dans des

milieux très acides ou très alcalins. Toutefois, certaines bactéries non seulement tolèrent, mais

« préfèrent » des conditions acides ou fortement acides (organismes acidophiles).

4.4.2. La température :

Généralement, un type de bactérie croît plus rapidement à une certaine température :

c’est la température optimale de croissance. La vitesse de croissance se réduit lorsque la

température s'écarte de cet optimum.

Étant donné que la réduction biologique du fer est la conséquence de l’activité de ces

microorganismes, ainsi que la croissance bactérienne serait proportionnelle à la quantité de fer


39

ferreux (Fe II) produite. La température optimale de cette croissance est alors comprise entre

35 et 40°C.

4.4.3. Le potentiel d’oxydoréduction :

Le processus de réduction biologique n’apparaît que dans des conditions moyennement

réductrices.

Quelques auteurs comme FLAIG et SCHARRER considèrent que la réduction du fer Fe3+

débute vers E = 22 à 25 mV où E = E°/29 + 2 pH. Ces limites correspondent à E° = 406 à 496

mV pour pH = 4.

Ce potentiel d’oxydoréduction d’un sol est en relation avec la tension d’oxygène du milieu.

Ainsi, en anaérobiose, le potentiel d’oxydoréduction du milieu est faible, donc un milieu

réducteur.

4.4.4. L’humidité :

La teneur en oxygène du sol est partiellement sous la dépendance de l’humidité puisque

ce facteur régit, dans une grande mesure, la diffusion de l’O2. Les besoins en oxygène des

bactéries varient en fonction de la nature de leur métabolisme. Les bactéries qui ne peuvent se

passer d'oxygène sont dites aérobies « strictes » ou « obligatoires », pour marquer leur

dépendance absolue vis-à-vis de ce gaz. Leur source principale d’énergie est la respiration et

l’oxygène moléculaire, l’ultime accepteur d’électron, est réduit en eau.

Les bactéries qui croissent normalement en présence d'oxygène, mais peuvent quand

même se développer en anaérobiose (c'est-à-dire en l'absence d'oxygène) s'appellent les

anaérobies facultatifs. Ils tirent de l’énergie de l’oxydation des substrats, mais emploient aussi

la voie fermentai. Dans les sols très humides, la réduction du fer peut se développer très

vigoureusement si les autres conditions fondamentales sont réunies.

Dans le milieu naturel, le processus de réduction biologique n’apparaît qu’anaérobiose ou

semi-anaérobiose, c'est-à-dire pour des sols saturés en eau de façon permanente ou temporaire.

4.5. Le mécanisme de transformation d’oxyde de fer ferreux en fer ferrique par le

microorganisme :

Divers mécanismes ont été évoqués :

Destruction du complexant du fer ferreux par les microorganismes ;

Oxydation déterminant la destruction du complexant avec variation locale du pH et de

potentiel de redox ;


40

Oxydation puis assèchement et fixation de l’hydroxyde sur un hydroxyde déjà existant.

Toutefois, les explications proposées ne paraissent pas définitivement pour quelques

auteurs qui estiment que le mécanisme de la précipitation n’est pas encore suffisamment clair.

La dessiccation ne saurait seule être invoquée car les concrétions et cuirasses se

produisent aussi dans des pays très humide. La cristallisation des produits provoquant une

expulsion d’eau du réseau cristallin doit certainement intervenir.


41

CHAPITRE 5 : VINASSE ISSUE DE LA CANNE A SUCRE

5.1. Généralités sur la Canne à sucre

5.1.1. Définition et description : [30] [31]

Herbe tropicale géante d’une hauteur allant de 2,5 à 4 mètres et 1,5 à 6 cm de diamètre

faisant partie de la famille des graminées ou poacées, la canne à sucre ou par son nom

scientifique Saccharum officinarum dite la « Canne Noble » est originaire de l’île de Papouasie-

Nouvelle Guinée. La canne à sucre (« Saccharum officinarum ») est une graminée viva ce

principalement cultivée dans les régions tropicales et subtropicales. La plante possède des

racines denses qui peuvent s’enfoncer profondément dans le sol, mais la plupart d’entre elles

s’étalent à environ 50 cm de la surface dans un périmètre pouvant atteindre fréquemment 2 à 5

m autour de la souche, séparés par des nœuds où les feuilles prennent naissance. Elles sont

pourvues de nombreux poils absorbants qui aspirent l’eau et les sels minéraux du sol. D’autres

racines plus profondes assurent le maintien et la stabilité de la plante. Les feuilles sont réparties

en deux files opposées et ont un limbe de 1 m de longueur sur 2 à 10 cm de largeur.

En période de floraison, la tige se termine par une panicule, inflorescence argentée qui

portera les graines. Pendant la période qui précède la récolte, la plante fabrique peu à peu son

sucre (saccharose) dans les feuilles grâce à l’action conjuguée du soleil, de l’eau et de l’air

(photosynthèse). Le saccharose s’accumule dans la tige comme réserve énergétique, mais sa

répartition n’est pas égale et le sommet de la plante est d’une moindre teneur en sucre. Les

principaux constituants de la canne à sucre sont le sucre et les fibres. Au Tableau 16, la

composition moyenne de la canne à sucre est présentée. Selon l’état de maturité de la plante, la

teneur en fibre peut varier de 10 % à 18 %, la quantité d’eau de 72 % à 77 % et le saccharose

de 12 % à 16 %.

Tableau 15 : Composition moyenne de la canne à sucre

composant Teneur (%)

Eau 70

Fibres ligneuses 14

saccharose 14

impuretés 2

Total 100


42

Tableau 16 : Valeurs moyennes de saccharose, de sucres réducteurs et de fibres du complexe

Saccharum (k)

Genres et

espèces

No. de clones Taux moyen de

saccharose, %f

Teneur moyenne

en sucres, %f

Taux moyen de

fibres, %f

S.officinarum 25 17,48 ± 0,35 0,32 ± 0,02 9,8 ± 0,4

S.spontaneum 30 5,35 ± 0,38 1,66 ± 0,06 31,8 ± 0,9

S.robustum 10 7,73 ± 0,83 0,27 ± 0,02 24,8 ± 1,6

S.sinense 2 13,45 ± 0,02 0,38 ± 0,08 12,8 ± 2,0

5.1.2. Plantation du de la canne à sucre [32] [33] [34]

L’origine probable de la canne à sucre est dans le Pacifique Sud et l’Asie du Sud Est. Après,

la culture s’est étendue en Inde et vers d’autres continents. D’après Autrey, 1988, les origines

de la canne à sucre à Madagascar remontent, comme les îles des Mascareignes du 17e siècle.

Cette espèce est culitivée à travers la grande île comme en témoigne les nombreuses souches

établies le long des routes et dans les arrières cours. La canne à sucre est aussi vendue dans les

marchés comme canne de bouche alors qu’un « rhum » appellé toaka gasy est fabriqué sur une

base artisanale dans la région de Fandriana à partir du jus de canne. Des principaux sous-

produits peuvent être tirés à partir de la canne à sucre : le sucre, l’alcool et le rhum « toaka gasy

» La production de canne à sucre se fait de moins en moins à Madagascar, on importe plus

qu’on produit, nous pouvons dire que la production sucrière n’arrive pas à satisfaire le besoin

national.

photo 8 : Champs de canne à sucre


43

5.1.3. Composition chimique de la canne à sucre et ses coproduits [35]

Tableau 17 : Composition chimique des principaux produits de la canne

Canne entière Tiges Amarres Jus Bagasse Mélasse

Matière sèche (MS) 30-33 30-32 27-32 18-20 50-70 72-76

Matière organique/MS 92-94 94-95 90-93

Minéraux/MS 6-8 5-6 7-10 1.5-2.5 14-16

Matière azotée totale/MS 2.5-3 1.5-2 4-7 1.2-1.6 2-4 4-5

Fibre Détergent neutre /MS 58-65 47-48 62-68 86-88

Fibre Détergent acide /MS 31-33 28-38 38-42 54-56

Lignine Détergent acide /MS 4-6 9-11

Détergent neutre soluble /MS 32-37 73-75 73-75

Les produits de la canne sont pauvres à très pauvres en matières azotées. Certains sont très

riches en fibres (bagasse, amarres, tiges et canne entière), d’autres en sont dépourvus (jus et

mélasse alimentaire. Elle peut cependant être utilisée comme litière, fumure organique ou

comme biomasse non alimentaire pour produire de l’énergie électrique.

5.2. TECHNIQUE DE FABRICATION D’ALCOOL ARTISANAL : CAS DU

TAOKA GASY

Préparation de la canne à sucre (Broyage, découpage)

Fermentation artisanal

Distillation artisanal

Déchet liquide (vinasse) et Déchet solide (bagasse)

Alcool

Matière première : canne à sucre

Figure 7 : schéma du processus de fabrication d’alcool artisanal


44

5.2.1. Les matières premières :

D’une façon générale, on peut obtenir l’alcool à partir de plusieurs types de matières premières

telles que :

- Les matières sucrées, contenant des sucres fermentescibles comme la canne à sucre, la

betterave, le miel…

- Les matières amylacées, contenant de l’amidon comme le maïs, le riz, le manioc….

- Les matières cellulosiques, contenant des celluloses comme le bois, les résidus végétaux...

Particulièrement, pour la fabrication du rhum artisanal ou taoka gasy, on utilise surtout la canne

à sucre ou le sucre fermenté additionné d’eau et de ferment appelé encore laro.

5.2.1.1.La canne à sucre

La canne à sucre doit être coupée et broyée pour qu’on puisse extraire le maximum de jus

avec un résidu constitué par la bagasse. Elle apporte non seulement des sucres

fermentescibles, mais aussi d’autres matières nécessaires pour fournir des impuretés qui

améliorent la qualité du taoka gasy

5.2.1.2.Le sucre

Le sucre est dissous dans un mélange d’eau et de ranofototra (liquide de la dernière

fermentation). Il améliore surtout le taux d’alcool du taoka gasy.

5.2.1.3.L’eau

L’eau est une matière première importante dans la fabrication de taoka gasy. Elle joue plusieurs

fonctions, d’abord pour la dilution du moût fermentai, ensuite pour la diminution du degré

alcoolique et enfin pour le lavage des récipients et le refroidissement dans les condenseurs ou

réfrigérants.

5.2.1.4.Le ferment ou Laro

Les ferments ou Laro sont des ingrédients qu’on mélange avec les matières premières

principales pour la fabrication du taoka gasy. Ils déterminent la spécificité de celui-ci et peuvent

varier d’une région à une autre. Leurs points communs sont l’apport d’arôme, l’amélioration du

goût et l’accélération des réactions de fermentation.


45

Les Laro sont des plantes dont on utilise soient les feuilles, les tiges, l’écorce, les racines

ou les fruits. Généralement, les fabricants utilisent du Laro séché et pilé, mais il y en a d’autres

qui pilent le Laro frais avec la canne à sucre pendant la préparation du moût.

Quelque exemple de Laro : feuille d’AMONTANA, HAZOMBY, KATRAFAY,

FARIMATY, feuille DE ZAMBORIZANO, feuille DE ROTRA, LAMBINANA, BELAHY,

HATSIKANA, MOKOTRA, fruit de KILY…

5.2.1. Préparation de la canne à sucre

5.2.1.2.Broyage :

Cette opération consiste à broyer la canne à sucre avec un pilon en pierre

5.2.1.2.Découpage :

Elle consiste à découper la canne à sucre broyée

5.2.2. Fermentation artisanal :

Selon la région et selon les fabricants, les cuves de fermentation sont, soit un bidon, soit

un pot de terre cucurbite de plus de 20L, soit un fût métallique de 200L, où soit tout simplement

un trou imperméabilisé se trouvant dans un sol dur et sec qu’on appelle BETSIBILOKA.Pour

ceux qui utilisent le bidon et le pot de terre, ils sont enfouis dans le but de maintenir constante

la température de fermentation.

Pour les fûts, on peut les laisser à l’air libre, mais on les recouvre avec des feuilles de

bananiers puis avec de l’argile afin d’empêcher toute entrée d’air. C’est aussi le même cas pour

le trou de fermentation. La durée de fermentation est variable suivant le type de composition

du moût et suivant la température du milieu ambiant. Elle varie de 8 à 10 jours et les fabricants

reconnaissent la fin de la fermentation par la fin du bouillonnement du moût fermentai.

Ce moût donne aussi une odeur d’alcool très prononcée suivant les types.

5.2.3. La distillation artisanale :

5.2.3.2.Introduction

La distillation est la dernière étape de la fabrication de taoka gasy. Les appareils de distillation

sont réalisés selon un même principe, seule la capacité du fût ou encore du bouilleur varie. Le

bouilleur peut être constitué par un pot de terre cucurbite, un demi-fût ou un fût de 2001. La

tête du bouilleur est munie d’un tuyau en cuivre ou en acier de 1 à 1,5 m de long qui sert au


46

soutirage de la vapeur. Le condenseur ou réfrigérant est simple bac à eau traversé par le tuyau.

L’ensemble constitue ce que l’on appelle dans le jargon des fabricants d’alcool, l’alambic.

5.2.1.2.Déroulement de la distillation

Le moût fermenté (jus +bagasse) est introduit dans le bouilleur et s’il y a insuffisance

de substance liquide, le fabricant ajoute encore de l’eau chaude ou du ranofototra. Une fois le

bouilleur rempli, on met le couvercle et on cimente le pourtour avec de la pâte d’argile pour

éviter toutes les fuites possibles. La distillation se fait à feu direct alimenté avec des brindilles,

des morceaux de bois ou de la bagasse sèche.

Au cours du démarrage, le fabricant de rhum alimente intensément le feu jusqu’à ce que

le bouilleur commence à chanter. Puis, il maintient un feu plus doux. Il faut noter qu’avec un

feu trop intense, la boisson obtenue est imbuvable (au niveau du goût). En générale, la durée de

la distillation varie de 3 à 6 heures selon la capacité du bouilleur et le fabricant repère la fin par

une simple dégustation. Par appréciation du degré alcoolique, il brûle au feu un petit échantillon

et l’obtention d’une flamme bleue indique un bon distillat. Quant à la qualité, elle est appréciée

par la couleur du distillat qui doit être clair et transparent, par le goût et par l’arôme.

5.3. VINASSE

5.3.1. Définition [36]

La vinasse est le résidu de la distillation des liquides alcooliques, ou encore appelée « les

eaux usées des distilleries ».

photo 9 : distillation


47

La vinasse de canne est un résidu liquide riche en matière organique issu de la distillation du

jus de canne fermenté. [37].

5.3.2. Origine et description [36] [38]

La vinasse est issue des distilleries industrielles produisant du rhum à partir de la canne à

sucre (rhum de mélasse et rhum agricole). Une tonne de canne arrivée à l’usine produit

environ 30 kg de mélasse qui, si elle est distillée, produit 114 l de vinasse (moyenne : 3 800 l

de vinasse par tonne de mélasse distillée). Une seule petite distillerie la recycle dans les

champs de canne. Liquide brun, odeur forte.

Les vinasses de distillerie (en anglais distillery waste, stillage, slop ou dunder sont le déchet

ultime de la filière canne à sucre – sucre – rhum. Le processus qui permet de passer de la canne

au rhum est représenté dans le schéma 1 ci-contre, les différentes étapes sont détaillées ci-

dessous :

Préparation : après pesage, la canne est défibrée par des passages dans des coupes cannes et/ou

des shredders.

Extraction : broyage de la canne dans des moulins à trois cylindres avec système d’imbibition

composée pour l’obtention d’un meilleur épuisement, ou système de diffusion utilisant un

diffuseur et des moulins ou des presses de répression. On sépare ainsi le jus du résidu fibreux

: la bagasse.

Figure 8 : le digesteur industriel pour le traitement des vinasses

photo 10 : Vinasse de distillerie


48

Épuration : les impuretés que contient le jus sont enlevées par chaulage, réchauffage,

décantation et filtration. Pour la production de sucre dit « blanc de plantation », on ajoute de

l’anhydride sulfureux (sulfitation). D’autres traitements complémentaires peuvent aussi être

utilisés : phosphatation, carbonatation…On obtient ainsi un jus clarifié et des boues fixées sur

des tourteaux (écumes).

Évaporation : le jus clair est concentré dans une batterie d’évaporateurs successifs sous

pression réduite. L’eau est éliminée sous forme de vapeur, il reste le « sirop ».

Cuites : le sirop est transformé, par concentration dans des appareils à cuire sous vide, en «

masse cuite » qui contient les cristaux de sucre et un liquide plus ou moins visqueux : la liqueur

mère.

Malaxage-centrifugation : la cristallisation est achevée dans les malaxeurs. Après quoi, les

cristaux de sucre et les égouts sont séparés par centrifugation. Le sucre de premier jet est

obtenu après clairçage dans la centrifugeuse.

Recirculation des égouts A et B : les égouts A sont concentrés à nouveau puis recentrifugés,

onobtientainsiles sucre de deuxième jet et les égouts

Mélasse : une opération similaire permet d’obtenir le sucre de troisième jet et la mélasse. Le

troisième jet est réempaté ou refondu et recirculé en premier jet ou utilisé comme pied de

cuites.

Séchage et conditionnement : après séchage, le sucre est emmagasiné en sacs ou en vrac,

consommé en l’état ou raffiné.

Lors de la fabrication du sucre, plusieurs étapes peuvent avoir une influence sur la composition

de la mélasse et donc sur celle des vinasses : toutes les étapes qui jouent sur l’efficacité de

l’extraction, bien sûr, puisque cela influe directement sur le taux de sucre des mélasses, mais

aussi les étapes de sulfitation, de chaulage… qui introduisent des produits chimiques pas

forcément purs dans le jus de canne. 1 tonne de cannes produit ainsi :

100 kg de sucre, 250 kg de bagasse, 30 kg d’écumes, 30 kg de mélasse. À son tour, 1 tonne de

mélasse produit : 300 litres d’alcool pur, 3800 litres de vinasse.

5.3.3 Composition chimique de la vinasse [8] [36]

Nous avons dans le tableau n°19 ci-après la composition moyenne de vinasse. Notons

que la composition peut varie en fonction de la variété de canne choisie et du procédé utilisé.


49

Tableau 18 : Composition de vinasse de canne à sucre

Analyses Vinasse

Matière sèches en suspension (g/l)

Matières minérales (g/l)

Matières organiques (g/l)

1,895

0,205

169

Matières sèches en solution (g/l)

Matières minérales (g/l)

Matières organiques (g/l)

78.204

28.254

4.995

Azote Kjeldahl (g/l) 1.512

Azote ammoniacal (g/l) 0,1456

Azote nitrique (g/l) 0,091

Azote aminé (g/l) 0,0686

Phosphates (g/l)

Phosphates en solution (g/l)

Phosphates en suspension (g/l)

0,438

0,434

0,01457

Chlorures (g/l de Cl) 6.153

Sulfates (g/l de 𝑆𝑂42+) 479

Sodium (g/l de Na +) 0,13346

Potassium (g/l de K+) 9.524

Calcium (g/l de Ca2+) 1.380

Magnésium (g/l d eMg2+) 1.031

Acidité totale – acide acétique (g/l) 1.346

Acidité volatile – acide acétique (g/l) 964

Matières réductrices totales après défécation et inversion sucre inverti (g/l) 3

Matières réductrices volatiles 0,62

DCO (mg O2 / l) 54.128

DBO (mg O2 / l) 28.000

Viscosité 7,5

pH 4.56

Source : Vinasse, CTS Martinique, « composition brute des vinasses agricoles »

D’après ce tableau on peut dire que la vinasse de canne à sucre est très riche en azote, en

chlorures, sulfates et potassium, mais les autres éléments sont présents, mais en quantité

inferieurs à ces dernières ; on trouve une quantité non négligeable de chlorures, un peu de

calcium de Magnésium et en petite quantité du sodium.


50

On peut aussi lire des valeurs de DBO (28.000 mg/l) et de DCO (DCO = 54.128 mg/l O2) très

élevées, c’est un effluent très polluant, car la DBO et la DCO nous informe sur la quantité de

la matière organique contenue dans la vinasse et donc en quelque sorte la charge polluante.

A part cela, ce tableau nous donne une description générale de cette vinasse qui est un produit

acide (pH de 4,6 en moyenne) et le pourcentage de matière sèche est élevé. En raison de

l’augmentation de l’activité industrielle de l’industrie du rhum, notre environnement se trouve

fortement affecté par ses déchets, et plus particulièrement par les eaux usées.

D’après ce tableau les eaux usées des distilleries, aussi appelé « vinasses » posent de sérieux

problèmes environnementaux. Les vinasses sont très difficiles à traiter. En effet, à cause de :

- Fortes teneurs en cendre,

- De leurs pH faible (pH = 4,6 en moyenne)

- Fortes densités optiques

- De leurs fortes DCO et DBO,

Pour le rhum agricole, les rejets sont de l'ordre de 250 kg de DCO par mètre cube

d'alcool seulement. En plus, les vinasses peuvent constituer une source non négligeable de

pollution des eaux.

Les vinasses sont traditionnellement rejetées dans les milieux aquatiques et acidifient ce

dernier. Les enjeux environnementaux de la gestion des déchets de distillation du rhum sont

considérables et aussi elle cause des nuisances olfactives.

À Madagascar, la filière commence déjà à prospérer comme les investissement pour la

production du bioéthanol : l’éthanol domestique comme l’unité de production de d’éthanol

domestique à Ampasimpotsy, Ranomafana (microdistillerie) district de Brickaville à la société

Madagascar Energy COMPANY prévoyant de produire 2.000 l d’éthanol par jour et qui

envisage de mettre en place 4.000 distilleries [64] pour la fondation TANY MEVA à Ambositra

[65], et les industries de sucrerie comme la SASM (Société agricole sucrière de Madagascar ) .

Alors que la production d’un litre d’alcool implique la coproduction de 10 L de vinasse, [66].

C’est pour cette raison que nous devrions considérer les enjeux concernant les effluents de la

vinasse.


51

5.3.4 Caractéristiques agronomiques [36]

Caractéristiques de la matière organique

C/N : 12,8 ISB : non déterminable

Caractéristiques physico-chimiques

pH : 4,6 à 5,2 (plutôt acide) DCO (demande chimique en oxygène) : 90 g O2 /l

Coefficients d’équivalence engrais

N : < 0,2 P2O5 : 1 K2O : 1 CaO : 1 MgO : 1

Composition en éléments fertilisants de la vinasse (kg/t de produit brut)

Valeurs obtenues à partir de 10 échantillons de vinasse.

Ce produit, caractérisé par une forte teneur en potasse, présente de fortes variations de

teneurs en cet élément. Il contient des protéines, des cires et des gommes.

Tableau 19 : Les valeurs locales

Moyen Ecarts Variabilité

Azote Total (N) 2,6 2,1-2,9 Très faible

Azote Ammoniacal théorique Nd - -

Phosphore Total (P2O5) 0,7 0,6-0 ,8 Très faible

Potassium Total (K2O) 16,0 11,2-19,5 forte

Calcium Total (CaO) 2,8 2,4-3,3 Très faible

Magnésium Total (MgO) 2,1 1,5-2,3 Très faible

Somme des matériaux minéraux 24,1 17,8-28,7 moyenne

Matière sèche 107 99-113 faible

Matière organique 73 68-75 Très faible

nd : non déterminé- Les valeurs locales, présentées dans le tableau ci-dessus, peuvent être

légèrement différentes de celles couramment trouvées dans la bibliographie métropolitaine.


52

Tableau 20 : Comparaison de la composition des vinasses

N P2O5 K2O

Par rapport à l’ensemble des matières organiques

produites à la Réunion

pauvre pauvre riche

Composition de la vinasse de canne à sucre dans

la bibliographie

1 à 2,5 0,28 à 2,5 11 à 17

Comparaison de la composition des vinasses produites à La Réunion aux teneurs moyennes des

matières organiques réunionnaises et aux données de la bibliographie (kg/t de produit brut)

Intérêt agronomique

Concentrations faibles en azote et en phosphore, concentration très élevée en

potassium. Après apport au sol, une légère phase de réorganisation de l’azote est observée,

notamment dans les andosols. L’azote de la vinasse est ensuite minéralisé progressivement. La

vinasse permet essentiellement la fertilisation en potassium des cultures. Elle contient

également des produits organiques et minéraux intéressants pour la nutrition des plantes et la

biologie du sol.

Il est nécessaire de compléter l’apport de vinasse par un apport azoté et phosphaté minéral.


29

PARTIE II : ETUDES

EXPERIMENTALES


53

CHAPITRE 6 : ESSAI DE LA STABILISATION BIOTECHNOLOGIE DE

LATERITE

6.1. Localisation du site

Les latérites que nous avons utilisées ont été collectées à 1 km au sud-ouest du Campus

Universitaire de l’ESPA, près du centre de loisir CNAPS VONTOVORONA, au mois de

septembre 2018.

Source : Google earth, novembre 2018

photo 11: Site de prélèvement de la latérite pour la caractérisation et la réalisation des essais


54

6.2. PROCESSUS DES ESSAIS DE STABILISATION

Collecte et préparation des matières premières

(Latérite, sable, eau, vinasse, bagasse)

Préparation des matériels (bac de maturation et

moule)

Maturation (Réduction microbienne)

CONFECTION DES EPROUVETTES

Moulage/démoulage

CARACTERISATION DES PRODUITS FINIS

Figure 9 : Schéma du processus de stabilisation par la méthode biotechnologique

Dosage, Malaxage, Ajouts des additifs et stabilisants des matières

premières

Séchage

naturel


55

6.3. Prélèvement et préparation des matières premières

Les matières premières utilisés dans le cadre de ce travail sont : la latérite, le sable, l’eau, la

vinasse et la bagasse

6.3.1. La latérite

L’extraction de la latérite peut se faire avec une pelle mécanique ou manuellement. La latérite

utilisée dans notre expérimentation a été extraite manuellement à VONTOVORONA.

Après l’extraction, la latérite contient des débris organiques. La préparation de la latérite

consiste alors à enlever ces débris qui pourraient affecter la qualité des matériaux obtenus.

La profondeur du prélèvement est de 1,5 m

Nous avons tamisé la latérite avec un tamis de 2 mm d’ouverture

Photo 13 : tamisage de la latérite

photo 12: latérite


56

6.3.2. Le sable

Nous avons utilisé le sable de la rivière d’ANDROMBA (à l’Est de Campus Universitaire). Il

a été utilisé pour la correction granulométrique de notre échantillon. Après cette collecte, nous

avons séché puis tamisé et séparé les parties utiles, et les classes granulaires utilisés sont

Sable 0/0,4 mm

Sable 0/0,8 mm

Sable 0/2 mm

Sable 0/4 mm

6.3.3. L’eau

Nous avons utilisé l’eau distillée dans notre expérience pour éviter la contamination des

microorganismes présents dans notre latérite et son activité

6.3.4. Vinasse

C’est un résidu liquide obtenus après fermentation puis distillation des cannes à sucre

broyer dans un fabricateur de vinasse

La vinasse a un pH égal à 4,3

Photo 14 : eau distillé

Photo 16 : 1 bidon de vinasse Photo 15 : Changement de couleur du papier pH


57

6.3.5. Bagasse :

La bagasse est le résidu fibreux de la canne à sucre obtenus après extraction du jus de canne.

On a obtenu des bagasses dans les vendeurs de jus de canne à ANOSY.

Pour faciliter l’obtention de la fibre de canne à sucre il faut plonger la bagasse sèche dans de

l’eau puis détacher les fibres de bagasses puis sécher les fibres.

6.4. PREPARATION DES MATERIELS

6.4.1. Bac de maturation :

On utilise des boites de peinture de capacité environ 30 litres, bien lavé avec de savon

pulvérisé et de l’eau chaude jusqu’à l’élimination totale de peinture qu’il contient, puis séché.

Nous utilisons 4 boites, et chaque boite contient des essais différents.

Photo 17 : bagasse de canne à sucre jusqu’à l’obtention des

fibres de 2 à 4 cm

Photo 18 : bac de maturation utilisé

https://fr.wikipedia.org/wiki/Canne_%C3%A0_sucre


58

6.4.2. Moule et piston :

On va utiliser un moule cylindrique, fabriqué à partir d’un tuyau GALVA, de 5 mm

d’épaisseur dont la dimension est la suivante : Diamètre intérieur : 50 mm, Hauteur : 150 mm

L’utilisation d’une huile de démoulage est indispensable lors du moulage, pour éviter le

collage à la paroi du moule lors du démoulage. Pour cela on peut utiliser de l’huile ou huile

vidange, de la graisse voire même l’eau courante.

6.5. Dosage, malaxage, ajouts des additifs et stabilisants des matières premières

Elle consiste à peser et mélanger les différentes matières qui constituent chaque échantillon

utilisé pour la maîtrise des paramètres influençant la stabilisation de la latérite par les

microorganismes.

6.5.1. Dosage et pesage :

On a utilisé le dosage pondéral pour notre étude expérimentale. Le dosage pondéral est une

méthode qui utilise des matériels de pesage et doit avoir une précision de 10 à 50g selon les

quantités pesées. Plus les quantités seront faibles, plus le dosage devra être précis.

Photo 20 : balance de précision

Photo 19 : Moule et piston utilisés lors du moulage


59

6.5.2. Ajouts des additifs et stabilisants :

Lors de nos expérimentations l’additif en question est le sable et comme stabilisant on a

utilisé la vinasse et la bagasse de canne à sucre.

6.5.3. Malaxage manuel :

On a utilisé le malaxage à sec ; c'est-à-dire on a ajouté le sable dans la latérite puis on a

mélangé jusqu’à obtention d’un mélange homogène, ensuite on ajoute de la vinasse et on

ferme hermétiquement le bac de maturation.

Plusieurs essais ont été menés avec divers composition d’échantillons différents pour la

vérification de la réaction de réduction biologique du fer. Le but de ces différents essais

d’expérimentations est de déterminer la méthode la plus efficace et rentable du point de vue

technique et économique.

6.6. Les différents essais de stabilisation :

Photo 21 : pesage des matières premières

Photo 22 : malaxage manuel du mélange


60

Figure 10 : étape du travail

6.6.1. Essai de correction granulométrique des sables :

Les études effectuées précédemment par d’autres auteurs [5] nous informent que notre

matière première qui est la latérite de Vontovorona possède une quantité importante en fine,

de l’ordre de 98 %, et elle n’entre pas dans la norme du fuseau de limite de Brique de terre

Stabilisée. A ce titre notre étude nécessite un apport de sable comme correction

granulométrique. Cette étape consiste à trouver le diamètre moyen du sable efficace pour

notre travail.

Nous avons effectué 4 essais pour la correction granulométrique, dont les paramètres fixes

sont : latérite 85 % et sable 15 %.

Tableau 21 : Composition de l’essai de correction granulométrique de chaque bac de maturation

N° essai Composition de l’échantillon

1 85% Laterite 2mm + 15% de sable (0mm < Φ < 0,4 mm) saturé par l’eau stérilisée

2 85% Laterite 2mm + 15% de sable (0 mm < Φ < 0,8 mm) saturé par l’eau stérilisée

3 85%Laterite 2mm + 15% de sable (0 mm < Φ < 2 mm) saturé par l’eau stérilisée

4 85%Laterite 2mm + 15% de sable (0mm < Φ < 4 mm) saturé par l’eau

Stérilisée

Correction granulométrique

Essai de Variation de

taux de sable

Essai Stabilisation biotechnologie

Avec prise

On utilise de l’eau saturé

Séchage à court terme de 7 jours

Test de porosité 24 heures

Ajout : sable Sans prise

On utilise de la vinasse

Séchage à court terme de 7 jours

Test de porosité de 24 heures

Ajout : sable

Bagasse


61

6.6.2. Essai en variation de pourcentage du sable trouvé lors de la

correction granulométrique et la latérite :

Cette étape consiste à trouver le pourcentage du taux de sable efficace. On va utiliser aussi 4

essais pour cette étape.

Tableau 22 : Composition de l’essai de variation du pourcentage du sable de chaque bac de

maturation


I 100% Latérite 2mm+ 0% de sable saturé par l’eau stérilisée

II 95%Latérite 2mm+ 5% de sable saturé par l’eau stérilisée

III 90 %Latérite 2mm + 10% de sable saturé par l’eau stérilisée

IV 80%Latérite 2mm+ 20 % de sable saturé par l’eau stérilisée

6.6.3. Essai avec vinasse et bagasse

Tableau 23 : Composition de l’essai de dosage en bagasse de chaque bac de maturation


A 80%Latérite + 20 % sable + vinasse

B 99,9%(80%Latérite + 20 % sable) + 0,1 %bagasse + vinasse

C 99,8%(80%Latérite +20 % sable) + 0,2 % bagasse + vinasse

D 99,7%(80%Latérite + 20 % sable) + 0,3 % bagasse + vinasse

6.7. MATURATION (réduction microbienne)

Cette étape est très importante dans notre travail. Elle est aussi une phase très délicate et

exige quelques conditions précises aux activités bactériennes et leur croissance.

Les microorganismes peuvent utiliser le fer ferrique comme accepteur d’électrons. Sa

réduction constitue une forme importante de respiration anaérobie c'est-à-dire au milieu en


62

absence d’oxygène de l’air. Le fer ferrique peut former des complexes avec de nombreux

composés organiques, ce qui lui permet par la suite de devenir soluble et à nouveau disponible

comme accepteur d’électron pour les bactéries réductrices de fer ferrique. L’hydroxyde ferrique

nouvellement précipité peut lui interagir avec d’autres substances non biologiques, comme des

substances humiques, pour réduire le fer ferrique en fer ferreux.

La réaction correspondante à cette réduction du fer ferrique en fer ferreux peut s’écrire comme

la suivante :

Fe3+ Fe 2+

6.8. CONFECTION DES EPROUVETTES

6.8.1 Moulage

Le moulage consiste à couler dans un moule une pâte ou un matériau qui a subi un traitement

ou non pour avoir la forme souhaitée et les reliefs à exécuter. Nous avons utilisé une presse

hydraulique multifonctionnelle du Bloc Technique d’Ankatso (machine Testwell) pour le

moulage et compactage des éprouvettes. Nous avons adopté une force de compactage de 15,3

MPa (Fappl = 3000 daN, Section du moule S = π d2/4 = 1,96 x 10-3m2).

Nous avons choisi cette pression de compactage pour pouvoir comparer nos résultats par

rapport aux résultats des études antérieures.

Réduction microbienne

En milieu anaérobie

Photo 23 : moulage par Machine multifonctionnelle du type TESTWELL


63

6.8.2. Démoulage

Il consiste à faire sortir l’éprouvette ainsi fabriquée dans le moule qu’il contient. Ceci doit être

fait soigneusement et délicatement afin d’obtenir des éprouvettes de forme bien structurée en

tenant centré le piston à travers le moule

6.9. CARACTERISATION DES EPROUVETTES

La caractérisation des produits finis que nous avons réalisés au cours de ce travail sont la

détermination de la résistance à la compression et la porosité.

On peut déterminer aussi la résistance à la traction et la résistance au cisaillement grâce à la

résistance à la compression

6.9.1. La résistance à la compression

Le calibre d’écrasement de toutes les éprouvettes est de : 2000 daN

Diamètre de chaque éprouvette D = 5 cm.

Section de chaque éprouvette S = 19,625 cm2

Volume V =πd2H

4

Deux types de test ont été réalisés :

− Le test à l’état sec : après séchage à 7 jours les éprouvettes sont soumis au test ;

− Le test à l’état humide : après séchage à 7 jours, les éprouvettes sont immergées dans l’eau

pendant 24 heures puis soumis au test.

Le principe consiste à positionner les éprouvettes entre les plateaux d’une presse, puis soumettre

progressivement à une charge jusqu’à la rupture par compression (écrasement sous charge

axiale).

Photo 24 : Eprouvettes cylindrique après moulage-démoulage


64

En effet, la résistance à la compression peut nous donner les renseignements nécessaires sur la

qualité de terre-stabilisée.

La résistance à la compression est exprimée par la formule suivante :

RC= 𝑓𝑚𝑎𝑥

𝑆

Avec :RC: résistance à la compression (bar) ;

𝑓𝑚𝑎𝑥: force de compression maximale supportée par le matériau (daN) ;

S : section de l’éprouvette (cm2).

1𝑏𝑎𝑟 =1𝑑𝑎𝑁

𝑐𝑚2= 102 𝑘𝑃𝑎 = 10−1 𝑀𝑃𝑎

1𝑀𝑃𝑎 = 10 𝑏𝑎𝑟𝑠

6.9.2. Porosité

La porosité est le rapport du volume des vides et du volume total du matériau ; c'est-à-dire le

volume occupé par l’air, l’eau ou les deux fluides simultanément, au volume total de

l’éprouvette. Le principe consiste à peser une éprouvette séchée, puis l’immerger dans l’eau

pendant 48 heures de temps, on pèse, ensuite cette dernière après avoir sortie de l’eau pendant

20 minutes. La porosité est donnée par la relation suivante :

%P = 𝑝ℎ−𝑝𝑠

𝑝𝑠× 100 =

𝑝𝑒

𝑃𝑆× 100

Avec 𝑝𝑒 : poids de l’eau

𝑝ℎ: Poids humide de l’éprouvette après 24 heures d’immersion

𝑃𝑆: Poids sec de l’éprouvette

Photo 26 : immersions des éprouvettes pour trouver la

porosité et la résistance compression à l’état humide

photo 25: pesage de

l’éprouvette humide


65

CHAPITRE 7 : RESULTATS ET DISCUSSIONS

Dans ce chapitre, nous présentons les résultats et interprétations correspondant aux résistances

à la compression et les porosités obtenus sur la correction granulométrique et surtout sur la

stabilisation biotechnologique en utilisant la vinasse et la bagasse des éprouvettes

confectionnées à partir de la latérite de Vontovorona.

Pendant les essais expérimentaux, nous avons utilisé une pression de compactage de

3000 daN pendant la fabrication des éprouvettes et chaque éprouvette pèse en moyenne 200g

avant séchage. On a confectionné 6 éprouvettes dont : 3 pour tester leurs résistances à la

compression à sec et 3 pour leurs résistances à la compression à l’état humide, et avant

l’écrasement nous avons calculé les porosités respectives, et les valeurs présentées ci- après

sont les valeurs moyennes des 3 échantillons dans un essai.

7.1.INFLUENCE DE LA CORRECTION GRANULOMETRIQUE

Les études antérieures sur la latérite de Vontovorona nous informent qu’elle possède une

quantité de fine très remarquable de l’ordre de 98 %, c’est la raison pour laquelle que nous

avons décidé d’étudier l’influence de la correction granulométrique qui est d’une part l’étude

de l’influence de classe granulaire du sable, et d’autres part la quantité du sable utilisé.

7.1.1. Influence de la classe granulaire du sable utilisé :

Pendant l’essai nous avons varié 4 classes granulaires du sable tels que : 0,4 ; 0,8 ; 2, 4 et nous

avons fixé les paramètres suivants :

- Latérite 85% et sable 15 %

- La durée de maturation est deux semaines dans l’eau

- Le séchage après moulage est de 7 jours

Essai n° 1 : latérite 85% + sable 15 % (0/0,4 mm)

Essai n° 2 : latérite 85% + sable 15 % (0/0,8 mm)

Essai n° 3 : latérite 85% + sable 15 % (0/2 mm)

Essai n° 4 : latérite 85% + sable 15 % (0/4 mm)


66

Tableau 24: résultats sur l’influence de la variation de la classe granulaire du sable utilisé

Essais Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4

Résistance à la compression maximale à l’état sec après séchage pendant 7 jours

Référence de

l’éprouvette

C/G 1.1 C/G 1.2 C/G 1.3 C/G 2.1 C/G 2.2 C/G 2.3 C/G 3.1 C/G 3.2 C/G 3.3 C/G 4.1 C/G 4.2 C/G 4.3

Hauteur [cm] 5 4,9 5 5 5 5,1 5 5 5,1 5 5 5

Volume (cm3)

98,125 96,162 98,125 98,125 98,125 100,0875 98,125 98,125 100,0875 98,125 98,125 98,125

Poids sec (g) 154 160 155 162 170 165 166 162 174 166 172 167

F en daN 170 165 215 38 30 35 300 330 255 515 500 515

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒔𝒆𝒄 en MPa 0,86624 0,84076 1,09665 1,910828 2,191082 1,757961 1,528662 1,681528 1,299363 2,624203 2,547770 2,624203

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒔𝒆𝒄 moy en MPa 0,93455 1,953290 1,503184 2,598725

Porosité et Résistance à la compression maximale à l’état humide

Référence de

l’éprouvette

C/G 1.4 C/G 1.5 C/G 1.6 C/G 2.4 C/G 2.5 C/G 2.6 C/G 3.4 C/G 3.5 C/G 3.6 C/G 4.4 C/G 4.5 C/G 4.6

Hauteur [cm] 5 5,1 4,8 4,9 5 4,9 5,1 5,1 5 5 4,9 5

Volume (cm3)

98,125 100,0875 94,2 96,1625 98,125 96,1625 100,0875 100,0875 98,125 98,125 96,1625 98,125

Poids sec (g) 150 154 139 163 166 167 161 153 160 164 158 163

Poids hum(g) 183 189 170 191 193 200 190 184 190 195 190 194

Porosité 22 22,72 22,30 17,17791 16,26506 19,76047 18,01242 20,26143 18,75 18,90243 20,25316 19,01840

Porosité moyenne 22,34 17,73448 19,00795 19,39133

F en daN 45 40 55 85 115 100 40 45 55 80 80 85

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒉𝒖𝒎 en MPa 0,229 0,203 0,280 0,433121 0,585987 0,5095541 0,203821 0,229299 0,280254 0,407643 0,407643 0,433121

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒉𝒖𝒎 𝒎𝒐𝒚 en MPa 0,2377 0,509554 0,237791 0,416135


67

Tableau 25 : Récapitulatif des résultats obtenus sur l’influence de la variation de la classe

granulaire du sable utilisé

Essai 1 Essai 2 Essai 3 Essai 4

Res. Sec moyenne (MPa) 0,93455 1,953290 1,503184 2,598725

Res. Hum moyenne (MPa) 0,237791 0,509554 0,237791 0,416135

Porosité % 22,3431 17,73448 19,00795 19,39133

Figure 11 : Evolution des résistances à la compression maximale moyenne à l'état sec et à l’état

humide en fonction de la classe granulaire du sable utilisé

La courbe en bleu montre que les résistances à la compression à l’état sec augmentent

si les diamètres maximales du sable augmentent aussi, le gain est de l’ordre de 138 %

(0,93 MPa pour 0,4 et 2,59 MPa pour 4 mm).

De même, la courbe en orange nous informe que plus le diamètre maximal utilisé est

grand de l’ordre de 4 mm, plus les éprouvettes résistent bien à l’eau et la résistance

obtenue est presque doublée en passant de 0,24 MPa pour 0,4 à 0,42 MPa pour 4mm.

0,93455

1,95329

1,503184

2,598725

0,237791

0,509554

0,237791

0,416135

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

essai 1 essai 2 essai 3 essai 4

Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état

humide en MPa

résistance à l'état sec moyenne résistance à l'état humide moyenne


68

7.2.INFLUENCE DE LA QUANTITE DU SABLE UTILISEE

Nous avons effectué 04 essais en variant la quantité du sable de : 0%, 5%, 10%, 20%, et en

fixant les paramètres suivants :

- La classe granulaire du sable utilisée est de 0/4

- La durée de maturation est deux semaines dans l’eau

- Le séchage après moulage est de 7 jours

Les dosages effectués lors des essais sont :

Essai n° 5 : latérite 100% + sable 0 %

Essai n° 6 : latérite 95% + sable 5 % (0 mm < Φ < 4 mm)



22,3431

17,73448 19,00795 19,39133

0

5

10

15

20

25

essai 1 essai 2 essai 3 essai 4

porosité moyenne en %

Figure 12: Evolution de la porosité moyenne en fonction de la classe granulaire du sable utilisé


69

N.B : Le dosage latérite 85% + sable 15% est déjà effectué lors de l’essai précédent.

Tableau 26 : résultats de l’influence de la quantité du sable utilisée

Temps de maturation Essai 5 Essai 6 Essai 7 Essai 8


Référence de l’éprouvette V/S 5.1 V/S 5.2 V/S 5.3 V/S 6.1 V/S 6.2 V/S 6.3 V/S 7.1 V/S 7.2 V/S 7.3 V/S 8.1 V/S 8.2 V/S 8.3

Hauteur [cm] 5 5 5,1 4,9 5 5 5,1 5,1 4,9 5 5 5

Volume (cm3)

98,125 98,125 100,0875 96,1625 98,125 98,125 100,0875 100,0875 96,1625 98,125 98,125 98,125

Poids sec (g) 157 155 158 160 151 159 160 156 151 163 170 168

F en daN 420 300 330 600 500 450 320 390 300 650 560 620

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒔𝒆𝒄 en MPa 2,140127 1,528662 1,681528 3,0573248 2,5477707 2,292993 1,6305732 1,987261 1,528662 3,3121019 2,8535031 3,1592356

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒔𝒆𝒄 moy en MPa 1,783439 2,6326749 1,7154987 3,1082802


Référence de

l’éprouvette

V/S 5.4 V/S 5.5 V/S 5.6 V/S 6.4 V/S 6.5 V/S 6.6 V/S 7.4 V/S 7.5 V/S 7.6 V/S 8.4 V/S 8.5 V/S 8.6

Hauteur [cm] 5 5 5 5 4,9 4,9 5 5 5,1 5 5,1 4,9

Volume (cm3) 98,125 98,125 98,125 98,125 96,1625 96,1625 98,125 98,125 98,125 98,125 100,0875 96,1625

Poids sec (g) 150 131 146

Poids hum(g) 178 159 176 184 179 194 187 183 188 202 185 193

Porosité 18,6666 21,37404 20,54794 15 18,543046 16,875 17,30769 24,503311 23,9623 8,82352 14,88095

Porosité moyenne 20,19619 22,01257 19,562 15,8889

F en daN 50 50 50 50 30 35 40 35 45 60 75 60

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒉𝒖𝒎 en MPa 0,254777 0,254777 0,254777 0,254777 0,1528662 0,178343 0,203821 0,178343 0,229299 0,3057324 0,3821656 0,3057324

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒉𝒖𝒎 𝒎𝒐𝒚 en MPa 0,254777 0,195328 0,203821 0,331210


70

Tableau 27 : récapitulatif des résultats obtenus sur l’influence de la quantité du sable utilisée

Essai 5 Essai 6 Essai 7 Essai 8

Rec. Sec moyenne (MPa) 1,783439 2,6326749 1,7154987 3,1082802

Rec. Hum moyenne (MPa) 0,254777 0,195328 0,203821 0,331210

Porosité % 20,19619 22,01257 19,562 15,8889

La figure 13 nous informe que :

Les résistances à la compression à l’état sec croient, si on accroît les quantités du sable dans les

éprouvettes. Cet accroissement est de l’ordre de 87 % par rapport à la quantité de sable à 0%

(Rc =1,78 % MPa) et à 20% (Rc = 3,11MPa).

La deuxième courbe en orange montre que la résistance à la compression à l’état humide

moyenne augmente mais faiblement (0,25Mpa pour 0% de sable et 0,33% pour 20% de sable).

1,783439

2,6326749

1,7154987

3,1082802

0,254777 0,195328 0,203821 0,33121

0

1

2

3

4

essai I essai II essai III essai IV

Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide en

MPa

Résistance à la compression à l'état sec Résistance à la compression à l'état humide

20,1961922,01257

19,562

15,8889

0

5

10

15

20

25

essai I essai II essai III essai IV

Porosité moyenne

Figure 13 : Evolution de la résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide en

fonction de la quantité de sable (en MPa)

Figure 14 : Evolution de la porosité moyenne en fonction de la quantité du sable utilisée


71

7.3.ANALYSE DE LA GRANULARITE DE LA LATERITE APRES LA

CORRECTION GRANULOMETRIQUE

L’objectif de cette analyse est de vérifier si la correction granulométrique correspond à la

courbe idéal de stabilisation. Cette essai consiste à fractionner à l’aide d’une série de tamis,

classée par ordre décroissant, notre matériau (mélange de latérite et du sable) en plusieurs

classes granulaires. Le poids des différents refus est rapporté au poids initial du matériau, les

pourcentages ainsi obtenus servent à établir la courbe granulométrique.

Les résultats obtenus sont présentés par le tableau et la figure suivante

Tableau 28 : Les résultats de l’analyse granulométrique de la latérite corrigée

Module AFNOR Tamis (mm) % refus cumulés

38 5 0,0

37 4 0,0

34 2 3,6

31 1 5,2

30 0,8 18,6

28 0,5 25,2

27 0,4 30,0

26 0,315 36,8

24 0,2 40,6

20 0,08 53,5

Figure 15 : courbe de granularité de la latérite de Vontovorona après correction granulométrique


72

Les courbes en jaune montrent les limites pour la stabilisation de la latérite pour la

production de brique

La courbe en violet est la courbe idéale de stabilisation

La courbe en verte montre que notre matériau (latérite +sable) entre dans la norme du

fuseau de limite de Brique de terre Stabilisée.

Conclusion partielle :

L’étude de la correction granulométrique nous à montrer que la classe granulaire ainsi que la

quantité du sable utilisée influent directement sur les caractéristiques (résistance à la

compression et porosité) des éprouvettes testées.

Dans la suite de notre étude, nous utilisons :

- La classe granulaire du sable : 0/4mm

- Le dosage en latérite 80% + 20% de sable

7.4.INFLUENCE DE LA STABILISATION BIOTECHNOLOGIQUE

Dans la suite, nous abordons les essais de stabilisation de la latérite en utilisant la bagasse et la

vinasse

7.4.1. Essai de stabilisation biotechnologique de la latérite en utilisant la

vinasse :

Cet essai consiste à étudier l’influence de la maturation de la latérite corrigée

granulométriquement dans la vinasse sur les éprouvettes effectuées, c'est-à-dire l’action des

microorganismes qui réduisent le fer ferrique en fer ferreux dans la latérite pendant les temps

de maturation suivant : 07 jours, 14 jours, 28 jours, 42 jours, 56 jours, 70 jours et 80 jours dans

la solution de vinasse

Notons Essai n°A cet essai, il est effectué avec les paramètres fixes suivants

Essai n° A :

Latérite 80%

Sable 20 %

(0 mm < Φ sable < 4 mm)


73

Solution de maturation : vinasse

Temps de séchage des éprouvettes ; 28 jours

Ici l’objectif est de connaitre l’évolution de la résistance à la compression à l’état sec et à

l’état humide, ainsi que la porosité des éprouvettes en fonction du temps de maturation dans la

vinasse. Les résultats obtenus sont groupés dans le tableau 29

Tableau 29 : résultats obtenus pour l’essai n° A


74

Temps de

maturation

7 jours 14 jours 28 jours 42 jours 56 jours 70 jours 84 jours


Référence de

l’éprouvette

SB

A.1

SB

A.2

SB

A.3

SB

A.7

SB

A.8

SB

A.9

SB

A.1

3

SB

A.1

4

SB

A.1

5

SB

A.1

9

SB

A.2

0

SB

A.2

1

SB

A.2

5

SB

A.2

6

SB

A.2

7

SB

A.3

1

SB

A.3

2

SB

A.3

2

SB

A.3

7

SB

A.3

8

SB

A.3

9

Hauteur

[cm]

5 5 4,9 4,9 4,9 5 5 5 5,1 5 5 5,1 5 5 4,9 5,1 5 5 5 5,1 5

Volume(cm3)

98

,125

98

,125

96

,162

96

,162

96

,162

98

,125

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

98

,125

96

,162

10

0,0

87

98

,125

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

Poids sec (g) 162 159 169 169 166 171 170 166 168 170 160 175 166 162 160 171 167 170 174 176 175

F en daN 790 730 710 700 720 620 800 850 905 815 750 805 830 830 775 700 610 750 875 900 960

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒔𝒆𝒄 en

MPa

4,025 3,719 3,617 3,566 3,668 3,159 4,0764 4,331 4,611 4,152 3,821 4,101 4,229 4,229 3,949 3,566 3,108 3,821 4,458 4,585 4,891


Référence de

l’éprouvette

SB

A.4

SB

A.5

SB

A.6

SB

A.1

0

SB

A.1

1

SB

A.1

2

SB

A.1

6

SB

A.1

7

SB

A.1

8

SB

A.2

2

SB

A.2

3

SB

A.2

4

SB

A.2

8

SB

A.2

9

SB

A.3

0

SB

A.3

4

SB

A.3

5

SB

A.3

6

SB

A.4

0

SB

A.4

1

SB

A.4

2

Hauteur

[cm]

5 5 5 5,1 5,1 5 4,9 4,9 5 5 5 5 5,1 5,1 5,1 5 5 5 4,9 5 5

Volume

(cm3)

98

,125

98

,125

98

,125

5

10

0,0

87

10

0,0

87

98

,125

96

,162

96

,162

98

,125

98

,125

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

98

,125

98

,125

98

,125

98

,125

96

,162

98

,125

98

,125

Poids sec (g) 164 166 157 170 169 167 164 166 161 170 169 170 166 164 162 167 168 166 171 172 171

Poids hum(g) 194 196 184 200 198 197 192 198 190 199 200 199 188 196 194 195 194 193 197 198 197

Porosité 18,29 18,07 17,19 17,64 17,16 17,96 17,073 19,27 14,45 17,05 18,34 17,05 13,25 19,51 19,75 16,76 15,47 16,26 15,20 15,11 15,20

F en daN 380 310 305 260 270 235 380 300 280 380 310 275 270 340 330 240 250 245 270 260 285

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒉𝒖𝒎 en

MPa

1,936 1,579 1,554 1,324 1,375 1,197 1,936 1,528 1,426 1,936 1,579 1,401 1,375 1,732 1,681 1,222 1,273 1,248 1,375 1,324 1,452


75

Tableau 30 : récapitulatifs des résultats moyens de l’essai A

Temps de maturation 7 jours 14 jours 28 jours 42 jours 56 jours 70 jours 84 jours

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙 𝒔𝒆𝒄 𝒎𝒐𝒚 en MPa 3,787 3,464 4,339 4,024 4,135 3,498 4,644

𝑹𝒆𝒔 𝒎𝒂𝒙𝒉𝒖𝒎 𝒎𝒐𝒚 en MPa 1,689 1,298 1,63 1,638 1,596 1,247 1,383

Porosité moyenne 17,85 17,586 16,931 17,48 17,503 16,163 15 ,17

La figure 16 nous montre que :

D’une manière générale, la résistance à la compression à l’état sec des éprouvettes

augmente de l’ordre de 61,5%, si la durée de la maturation augmente également (3,78

MPa en 7 jours de maturation, et 4,64 MPa pour 84 jours). Cette augmentation est due

à la réduction microbienne du Fe3+ en Fe2+ pendant la période de maturation, et ensuite

le retour à l’état ferrique pendant le séchage des éprouvettes.

17,8517,586

16,931

17,48 17,503

16,163

15,17

13

14

15

16

17

18

19



3,7873,464

4,3394,024 4,135

3,498

4,644

1,689

1,2981,63 1,638 1,596

1,247 1,383

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5


Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide

résistance à la compression à l'état sec résistance à la compression à l'état humide

Figure 16 : Evolution de la résistance à la compression maximale moyenne en MPa à l'état sec et état

humide de l’essai A en fonction du temps de maturation

Figure 17 : Evolution de la porosité moyenne des éprouvettes en fonction du temps de maturation de

l’essai A


76

Par contre la résistance à la compression à l’état humide diminue faiblement au fur et à

mesure que la durée de maturation devient de plus en plus longue.

Nous tenons à signaler que la résistance à la compression à sec des éprouvettes avec

saturation dans la vinasse à 84 jours (4,64 MPa) est supérieure par rapport à celles qui sont

confectionnées seulement avec la correction granulométrique (3,10 MPa).

La figure 17 nous informe que l’évolution de la porosité des éprouvettes est une fonction

décroissante en fonction de la durée de la maturation (17,85% pour 07 jours, contre 15,17%

pendant 84 jours)

En conclusion on peut affirmer que la réduction microbienne par les actions des

microorganismes en milieu anaérobie pendant une longue durée de saturation par la

vinasse, améliore les caractéristiques des éprouvettes testées tels que : la résistance à la

compression à l’état sec, ainsi que leur compacité

7.4.2. Essai de stabilisation biotechnologique de la latérite en utilisant la

vinasse et en ajoutant de la fibre de bagasse :

Dans cette partie nous reprenons les données de l’essai précédent, mais en remplaçant une

partie de sable et surtout en variant le pourcentage de la fibre de bagasse utilisé de : 0,1%,

0,2%, 0,3%.

Les paramètres fixes utilisés sont :

Latérite 80%

(0 mm < Φ sable < 4 mm)

Solution de maturation : vinasse

Temps de séchage des éprouvettes ; 28 jours

Le tableau suivant montre les dosages des différents constituants dans chaque essai

Tableau 31 : dosages des différents constituants dans chaque essai

Essais B C D

Latérite en % 80 80 80

Sable en % 19,90 19,80 19,70

Fibre de bagasse en % 0,10 0,20 0,30


77

Tableau 32 : résultats obtenus dans l’essai n° B

Temps de

maturation



Référence de

l’éprouvette

SB

BB

.1

SB

BB

.2

SB

BB

.3

SB

BB

.7

SB

BB

.8

SB

BB

.9

SB

BB

.13

SB

BB

.14

SB

BB

.15

SB

BB

.19

SB

BB

.20

SB

BB

.21

SB

BB

.25

SB

BB

.26

SB

BB

.27

SB

BB

.31

SB

BB

32

SB

BB

.32

SB

BB

37

SB

BB

.38

SB

BB

.39

Hauteur[cm] 5,1 5 5 4,9 5 5 5 5,1 5,1 5 5 4,9 4,9 5 5 4,9 5 5 5,1 5,1 5

Volume(cm3)

10

0,0

8

7

98

,125

98

,125

96

,162

98

,125

98

,125

98

,125

10

0,0

8

7

10

0,0

8

7

98

,125

98

,125

96

,162

96

,162

98

,125

98

,125

96

,162

98

,125

98

,125

10

0,0

8

7

10

0,0

8

7

98

,125

Poids sec (g) 162 166 163 168 171 170 173 175 174 175 174 175 172 175 175 172 168 170 167 165 166

F en daN 670 680 750 810 775 850 780 800 815 800 835 810 840 870 800 960 890 910 980 950 960


MPa

3,414 3,464 3,821 4,127 3,949 4,331 3,974 4,076 4,152 4,076 4,254 4,127 4,28 4,433 4,076 4,891 4,535 4,636 4,993 4,84 4,891


Référence de

l’éprouvette

SB

BB

.4

SB

BB

5

SB

BB

.6

SB

BB

.10

SB

BB

11

SB

BB

.12

SB

BB

.16

SB

BB

.17

SB

BB

.18

SB

BB

.22

SB

BB

.23

SB

BB

.24

SB

BB

.28

SB

BB

.29

SB

BB

.30

SB

BB

.34

SB

BB

35

SB

BB

.36

SB

BB

.40

SB

BB

41

SB

BB

.42

Hauteur[cm] 5 5 5 5 5,1 5,1 5 4,9 4,9 5 5 5,1 5,1 5 5 5 4,9 5,1 5 5 5

Volume(cm3)

98

,125

98

,125

98

,125

98

,125

10

0,0

8

7

10

0,0

8

7

98

,125

96

,162

96

,162

98

,125

98

,125

10

0,0

8

7

10

0,0

8

7

98

,125

98

,125

98

,125

96

,162

10

0,0

8

7

98

,125

98

,125

98

,125

Poids sec (g) 163 162 160 171 170 172 175 173 174 177 176 176 175 173 170 170 168 171 165 167 170

Poids

hum(g)

197 196 195 202 202 203 203 200 201 202 200 201 203 202 198 200 198 200 196 197 199

Porosité 20,85 20,95 21,87 18,12 18,82 18,02 16 15,6 15,51 14,12 13,63 14,20 16 16,76 16,47 17,64 17,85 16,95 18,78 17,96 17,05

F en daN 220 220

230 205 198 210 280 305 300 295 324 310 315 340 320 405 400 410 480 465 490


MPa

1,121 1,121 1,171 1,044 1,008 1,07 1,426 1,554 1,528 1,503 1,65 1,579 1,605 1,732 1,63 2,063 2,038 2,089 2,445 2,369 2,496


78

Tableau 33 : récapitulatifs des résultats moyens de l’essai B




Porosité moyenne 21,22 18,32 15,70 13,98 16,41 17,48 17,93

Figure 19 : Evolution de la porosité moyenne des éprouvettes en fonction du temps de maturation de l’essai B

Lors de cet essai B, on a mélangé 99,9% (80% de latérite + 20 % de sable), 0,1% de bagasse.

On obtient ici une courbe qui croit et qui décroit au 14 jour et qui croit au fil du temps. Nous

obtenons aussi des résultats supérieurs à celles de la correction granulométrique et à celles de

la variation de taux de sable. On peut dire alors que la vinasse et la bagasse ont un impact sur

le bon déroulement de la réduction microbienne ainsi que la résistance mécanique. On obtient

ainsi une résistance maximale de 4,908 MPa aux 84 jours et une porosité moyenne minimale

de 13,98 % après 42 jours de maturation. Les résultats montrent aussi que les éprouvettes

3,566

4,135

4,067

4,1524,263

4,6874,908

1,137

1,04

1,5021,577

1,655 2,063

2,436

0

1

2

3

4

5

6


Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide en

MPa


Figure 18 : Evolution de la Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide en fonction

du temps de maturation de l’essai B

21,2218,32

15,713,98

16,41 17,48 17,93

0

5

10

15

20

25




79

résistent à l’eau. Après 84 jours de réduction, on obtient une résistance à l’état humide de

2,436 MPa.


80

Tableau 34 : résultats obtenus dans l’essai n° C

Temps de

maturation



Référence de

l’éprouvette

SB

BC

.1

SB

BC

.2

SB

BC

.3

SB

BC

.7

SB

BC

.8

SB

BC

.9

SB

BC

.13

SB

BC

.14

SB

BC

.15

SB

BC

.19

SB

BC

.20

SB

BC

.21

SB

BC

.25

SB

BC

.26

SB

BC

.27

SB

BC

.31

SB

BC

32

SB

BC

.32

SB

BC

37

SB

BC

38

SB

BC

.39

Hauteur[cm] 4,9 5,1 5 4,9 4,9 5 5 5 5,1 5 5 5,1 5 5 4,9 5,1 5 5 5 5,1 5

Volume(cm3)

96

,162

10

0,0

87

98

,125

96

,162

96

,162

98

,125

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

98

,125

96

,162

10

0,0

87

98

,125

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

Poids sec (g) 159 163 161 169 164 170 169 173 170 168 178 178 169 174 173 168 171 170 166 168 168

F en daN 730 680 740 790 740 725 650 700 695 800 890 880 800 850 820 850 840 840 980 970 950


MPa

3,719 3,464 3,770 4,025 3,770 3,694 3,312 3,566 3,541 4,076 4,535 4,484 4,076 4,331 4,178 4,331 4,280 4,280 4,993 4,942 4,840


Référence de

l’éprouvette

SB

BC

.4

SB

BC

.5

SB

BC

.6

SB

BC

.10

SB

BC

.11

SB

BC

.12

SB

BC

.16

SB

BC

.17

SB

BC

.18

SB

BC

.22

SB

BC

.23

SB

BC

24

SB

BC

.28

SB

BC

.29

SB

BC

.30

SB

BC

.34

SB

BC

.35

SB

BC

.36

SB

BC

.40

SB

BC

.41

SB

BC

42

Hauteur[cm] 5,1 5,1 5 5,1 5,1 5 4,9 4,9 5 5 5 5 5,1 5,1 5,1 5 5 5 4,9 5 5

Volume(cm3)

10

0,0

87

10

0,0

87

98

,125

5

10

0,0

87

10

0,0

87

98

,125

96

,162

96

,162

98

,125

98

,125

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

98

,125

98

,125

98

,125

98

,125

96

,162

98

,125

98

,125

Poids sec (g) 161 161 164 166 162 165 170 175 167 177 174 175 175 171 173 167 170 171 168 168 166

Poids hum(g) 196 196 199 201 197 200 201 200 199 201 200 200 200 198 199 200 201 202 199 199 198

Porosité 21,73 21,73 21,34 21,08 21,60 21,21 18,23 14,28 19,16 13,55 14,94 14,28 14,28 15,78 15,02 19,76 18,23 18,12 18,45 18,45 19,27

F en daN 200 195 210 220 230 220 200 190 185 300 370 365 305 350 330 360 350 355 400 410 420


MPa

1,019 0,993 1,070 1,121 1,171 1,121 1,019 0,968 0,942 1,528 1,885 1,859 1,554 1,783 1,681 1,834 1,783 1,808 2,038 2,089 2,140


81

Tableau 35 : récapitulatifs des résultats moyens de l’essai C





Lors de cet essai C, on a mélangé 99,8% (80% de latérite + 20 % de sable), 0,2 % de bagasse.

On obtient ainsi une résistance maximale de 4,925 MPa aux 84 jours et une porosité moyenne

minimale de 14,25 % après 42 jours de maturation.

Les résultats montrent aussi que les éprouvettes résistent à l’eau. Après 84 jours de réduction,

on obtient une résistance à l’état humide de 2,089MPa

21,6 21,296

17,223

14,256 15,026

18,72 18,72

0

5

10

15

20

25


porosité moyenne

3,651 3,8293,473

4,365 4,195 4,2974,925

1,027 1,137 0,9761,757 1,672 1,808 2,089

0

1

2

3

4

5

6


Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état

humide en MPa


Figure 21 : porosité moyenne de l’essai C

Figure 20 : Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide de l’essai C


82

Tableau 36 : résultats obtenus dans l’essai n° D

Temps de

maturation



Référence de

l’éprouvette

SB

BD

.1

SB

BD

.2

SB

BD

.3

SB

BD

.7

SB

BD

.8

SB

BD

.9

SB

BD

.13

SB

BD

.14

SB

BD

.15

SB

BD

.19

SB

BD

.20

SB

BD

.21

SB

BD

.25

SB

BD

.26

SB

BD

27

SB

BD

.31

SB

BD

.32

SB

BD

.32

SB

BD

.37

SB

BD

.38

S/B

/A.3

9

Hauteur[cm] 4,9 4,9 4,9 4,9 4,9 5 5 5 5,1 5 5 5,1 5 5 4,9 5,1 5 5 5 5,1 5

Volume(cm3)

96

,162

96

,162

96

,162

96

,162

96

,162

98

,125

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

98

,125

96

,162

10

0,0

87

98

,125

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

Poids sec (g) 160 160 157 162 168 168 168 171 171 167 173 172 165 167 170 164 163 165 165 161 167

F en daN 730 680 740 680 680 680 670 680 700 890 875 900 830 860 850 800 790 810 830 850 830


MPa

3,719 3,464 3,77 3,464 3,464 3,464 3,414 3,464 3,566 4,535 4,458 4,585 4,229 4,382 4,331 4,076 4,025 4,127 4,229 4,331 4,229


Référence de

l’éprouvette

SB

BD

.4

SB

BD

.5

SB

BD

.6

SB

BD

.10

SB

BD

.11

SB

BD

.12

SB

BD

.16

SB

BD

.17

SB

BD

.18

SB

BD

22

SB

BD

.23

SB

BD

.24

SB

BD

.28

SB

BD

.29

SB

BD

.30

SB

BD

.34

SB

BD

.35

SB

BD

.36

SB

BD

.40

SB

BD

.41

SB

BD

.42

Hauteur[cm] 5 5,1 5,1 5,1 5,1 5 4,9 4,9 5 5 5 5 5,1 5,1 5,1 5 5 5 4,9 5 5

Volume(cm3)

98

,125

10

0,0

87

10

0,0

87

10

0,0

87

10

0,0

87

98

,125

96

,162

96

,162

98

,125

98

,125

98

,125

98

,125

10

0,0

87

98

,125

98

,125

98

,125

98

,125

98

,125

96

,162

98

,125

98

,125

Poids sec (g) 156 159 160 159 168 168 169 166 171 170 165 168 169 167 170 163 165 165 166 165 162

Poids hum(g) 189 192 193 198 202 201 202 201 202 201 198 202 201 200 201 190 191 191 198 196 195

Porosité 21,15 20,75 20,62 24,52 20,23 19,64 19,52 21,08 18,12 18,23 20 20,23 18,93 19,76 18,23 16,56 15,75 15,75 19,27 18,78 20,37

F en daN 255 250 245 227 230 225 220 220 230 380 375 400 320 350 350 310 305 315 330 340 350


MPa

1,299 1,273 1,248 1,156 1,171 1,146 1,121 1,121 1,171 1,936 1,91 2,038 1,63 1,783 1,783 1,579 1,554 1,605 1,681 1,732 1,783


83

Tableau 37 : récapitulatifs des résultats moyens de l’essai D





Lors de cet essai D, on a mélangé 99,7% (80% de latérite + 20 % de sable), 0,3 % de bagasse.

On obtient ainsi une résistance maximale de 4,526MPa aux 42 jours et une porosité moyenne

minimale de 16,2% après 70 jours de maturation.

Les résultats montrent aussi que les éprouvettes résistent à l’eau. Après 42 jours de réduction,

on obtient une résistance à l’état humide de 1,961 MPa

20,84 21,4619,573 19,486 18,973

16,02

19,473

0

5

10

15

20

25


porosité moyenne

3,651 3,464 3,481

4,5264,314

4,076

4,263

1,273 1,157 1,137

1,961 1,732 1,5791,732

0

1

2

3

4

5


Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide

en MPa


Figure 22 : Résistance à la compression maximale moyenne à l'état sec et état humide de l’essai D

Figure 23 : porosité moyenne de l’essai D


84

Récapitulation :

On a résumé dans le tableau suivant, les résistances optimales obtenues lors des essais de

stabilisation biotechnologie de latérite effectués lors de nos expérimentations.

Tableau 38 : Les résistances optimales obtenues sur les éprouvettes testées après les essais

effectués sur la stabilisation biotechnologique de la latérite de Vontovorona

Nom de l’essai Pourcentage de

la fibre de

bagasse

Résistance

optimale à

l’état sec (MPa)

Résistance

optimale à

l’état humide

(MPa)

Porosité

minimale en

%

A 0 4,644 1,689 15 ,17

B 0,1 4,908 2,436 13,98

C 0,2 4,925 2,089 14,256

D 0,3 4,526 1,961 16,02

Le tableau 38 : nous permet de construire les histogrammes suivants

Figure 24 : Evolution de la résistance optimale à l’état sec et à l’état humide en fonction du

pourcentage de la fibre de bagasse utilisé

Cette figure nous informe que :

à l’état sec, l’ajout de 0,20% de la fibre de bagasse dans le mélange latérite-sable saturé

par la vinasse pendant 84 jours, améliore la résistance optimale des éprouvettes testées

(4,64 MPa pour 0% et 4,925 MPa pour 0,20% de fibre de bagasse).

4,644,9 4,92

4,52

1,68

2,432,08 1,96

0

1

2

3

4

5

6

0% 0,10% 0,20% 0,30%

résistance optimale

Résistance à l'état sec en MPa

Résistance à l'état humide enMPa


85

Par contre à l’état humide le pourcentage optimum de fibre de bagasse pour obtenir une

résistance optimale (2,436% MPa) est de 0,10%.


85

PARTIE III : ETUDES

ECONOMIQUES ET

ENVIRONEMENTALES


86

CHAPITRE 8 : ETUDES SOCIO-ECONOMIQUES

Cette étude consiste à rassembler les informations nécessaires et les étapes à suivre à la

création de notre entreprise

8.1. EXPOSITION DU PROJET

Dans la suite nous allons aborder l’étude de la création d’une unité productrice de brique en

latérite stabilisée et compressée, ainsi que son impact sur l’environnement.

L’objectif de cette étude est de montrer qu’il existe une fenêtre d’opportunité à saisir en utilisant

la technique de la stabilisation biotechnologique pour la production de brique.

Notre entreprise sera nommée B.L.C ou brique en latérite compressée car notre activité consiste

à l’exploitation de la latérite pour la production de nos produits finis.

BLC à pour objectifs :

La promotion des matériaux locaux de construction tels que la brique crue ;

La valorisation des déchets de canne à sucre comme la vinasse étant un effluent très

polluant ;

La valorisation rationnelle de la ressource naturelle disponible localement : cas de la

latérite ;

L’amélioration de l’habitat, et orientation vers la construction en dur ;

La création d’emploi ;

La participation à l’augmentation de la valeur ajoutée nationale.

La contribution au développement de notre pays

8.2. Lieu d’implantation :

L’unité de production de brique en latérite sera implantée à AMBOHIPISAINANA situé à côté

du centre de loisir CNAPS VONTOVORONA commune AMBATOMIRAHAVAVY.

8.3. Etude de l’offre et de la demande

8.3.1. Marché potentiel :

D’après les enquêtes menées auprès du service d’urbanisme du Ministère de l’Aménagement

du Territoire, la région d’Analamanga et ses périphériques à besoin environ de 1000 nouveaux

logements par an compte tenu de sa croissance démographique galopante.

En moyenne une habitation à besoin de 30 000 briques, donc le marché potentiel s’élève à

30 000 000 de briques par an.


87

8.3.2. L’offre

D’après études effectués par le CNRIT et L’IMGAM, la production de briques cuites dans la

région d’Analamanga et ses environs est présentée dans le tableau suivant.

Tableau 39 : la production annuelle de brique cuite à ANTANANARIVO et ses environs

Localités Quantité de briques produites par ans

SabotsyNamehana 3 750 000

Ambomitrimanjaka 3 700 000

Antohomadinika 1 400 000

Anosizato 2 350 000

Ampitatafika 2 600 000

commune Fenoarivo 1 200 000

TOTAL 15 000 000

8.3.3. La demande non satisfaite

Le tableau ci-dessous montre la demande non satisfaite en brique dans la région d’Analamanga

et ses environs.

Tableau 40 : La demande non satisfaite de briques

Marché potentiel Offre Demande non satisfaite

Quantité de briques 30 000 000 15 000 000 15 000 000

8.3.4. Part visée sur le marché

A partir de la première année on essayera de gagner 10 % de la demande non satisfaite jusqu’à

atteindre 25% à la 5ème année de production de l’unité semi industrielle de fabrication.

Le tableau 42 nous informe sur le programme de production pendant les cinq premières années

et le part visé sur le marché.


88

Tableau 41 : Programme de production pendant les cinq premières années du projet et le part

visé sur le marché

DESIGNATION Année 0 Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5

Part du marché - 10 % 12 % 14 % 21 % 25%

Nombre de briques - 1 500 000 1 800 000 2 100 000 3 150 000 3 750 000

8.4. L’unité de production

L’unité est constituée principalement par les immobiliers, les matériels et outillages de

production.

8.4.1. Matériels et outillages de production

Les matériels et outillages dont on aura besoin pour la production de briques compressées à

base latérite stabilisée par la méthode stabilisation biotechnologique sont :

- Presse à brique

- Moules métalliques ;

- Bêches ;

- Brouettes ;

- Paniers ;

- Bidon ;

8.4.2. Le matériel de transport :

Un moyen de transport comme camion est important pour le transport de nos produits finis

vers le lieu de débit.

8.4.3. Les matériels de bureau :

Ils seront constitués par des mobiliers et des matériels informatiques.

8.4.4. Les immobiliers :

Ils occuperont une superficie de 2 ha qui comprennent :

- Le terrain d’exploitation des matières premières

- l’atelier de confection des briques

- Le magasin de regroupement des produits finis ;

- L’entrepôt


89

8.5. Le produit

Notre entreprise a pour objectif de produire des briques en utilisant la technologie

moderne parmi la plus demandée du monde entier : brique autobloquante à partir de latérite

stabilisée en utilisant la technique de la biotechnologie.

8.6. Matériels de fabrication pendant des 5 premières années :

Le tableau 43 montre le résumé des matériels de production nécessaires pendant les cinq (5)

premières années du planning :

Photo 28 : Briques autobloquantes

Photo 29 : Presse pour briques autobloquantesPhoto 30 : Briques

autobloquantes

photo 27: Presse pour briques autobloquantes


90

Tableau 42 : Matériels nécessaires pour la production pendant les cinq premières années

Désignation Année 0 Année

1

Année

2

Année

3

Année

4

Année

5

Briques produites par jours Installation

d’usine

4370 5200 6505 9512 10400

Presse - 4 5 7 8 10

Moules métalliques - 8 10 14 16 20

Bêches - 4 5 7 8 10

Brouettes - 2 3 4 4 5

Paniers - 4 5 7 8 10

Bidon (V=500 dm3) - 1240 1460 1680 2200 2600

Tableau 43 : Nombre de personnels pendant les cinq premières années de production

Désignation Nombres personnels Fonction

Quantification Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5

Gérant 1 1 1 1 1 Bac + 4 en

Gestion

Responsable

administratif

1 1 1 1 1 Bac + 2 en

Gestion

Responsable

commerciale

1 1 1 1 1 Bac + 2 en

Commerce

Technicien

(ouvrier

spécialisé)

1 1 1 1 1 Bac + 2 en

Bâtiment ou

équivalant

Ouvriers 16 22 24 28 34 Manœuvre

Chauffeurs 1 1 1 1 1 Bac

Sécurité 2 2 2 2 2 Bac

TOTAL 23 29 31 36 41 -

8.7. L’évaluation financière du projet

Le but de l’étude financière est de déterminer tous les prix relatifs à la création du projet et

d’envisager le financement possible, et de montrer le projet serait bénéfique.

8.7.1. Montant des matériels de fabrication de la première année

Des matériels sont essentiels pour la fabrication de briques. Leur prix unitaire est donné par le

tableau suivant :


91

Tableau 44 : Coût des matériels de fabrication de la première année de la production

Matériels Nombre Prix unitaire(Ar) Montant (Ar)

Presse 4 1 500 000 6 000 000

Moules métalliques 8 20 000 160 000

Bêches 4 10 000 40 000

Brouettes 2 65 000 130 000

Paniers 4 2 000 8 000

Bidon (V=500 dm3) 1240 50 000 62 000 000

TOTAL - - 68 338 000

8.7.2. Montant des infrastructures

L’installation des infrastructures a besoin de surfaces

Tableau 45 : Coût de la construction de l’infrastructure

Matériels Aire occupée enm² Prix unitaire en Ar Montant en Ar

Atelier de fabrication 450 20 000 9 000 000

Terrain d’exploitation

des matières premières

2000 20 000 40 000 000

Magasin de stockage

des produits finis

300 20 000 6 000 000

Hangar (bureau) 80 20 000 1 600 000

TOTAL 2 830 - 56 600 000

Tableau 46 : Montant de l’infrastructure

Désignation Nombre Prix unitaire en Ar Montant en Ar

Atelier de

fabrication

1 5 000 000 5 000 000

Magasin de stockage

des produits finis

1 8 000 000 8 000 000

Hangar (bureau) 1 6 000 000 6 000 000

TOTAL - - 19 000 000


92

8.7.3. Montant des autres matériels

Tableau 47 : Coût des matériels et mobiliers de bureau

Désignation Nombre Prix unitaire en Ar Montant en Ar

Tables de bureau 4 120 000 480 000

Étagères de classement 4 50 000 200 000

Fauteuils 4 50 000 200 000

Chaises 4 8 000 32 000

Tables 4 30 000 120 000

Machines à calculer 4 6 000 24 000

Horloges 1 20 000 20 000

Fournitures (classeur….) - - -

Tableau d'affichage 1 40 000 40 000

Total - - 1 116 000

Tableau 48 : Coût des autres matériels

Matériels Nombre Prix unitaire en Ar Montant en Ar

Matériels de bureaux - - 1 116 000

Matériels informatiques 4 500 000 2 000 000

Installation électrique - - 2 800 000

Matériel de

communication

4 35 000 140 000

TOTAL - - 6 056 000

8.7.4. Montant d’investissement nécessaire

En effet le programme de production de la brique nécessite un placement. Le cout des

placements est résumé dans le tableau suivant :

Tableau 49 : Coût des investissements nécessaires

Désignation Montant (Ar)

Coût des infrastructures 19 000 000

Coût de matériel de transport 20 000 000

Coût des matériels 68 338 000

Coût des autres matériels 6 056 000

TOTAL 113 394 000


93

8.8. Montant annuel des matières premières et autres charges

Tableau 50 : Coût annuel des matières premières et autres charges pendant les 5 premières années de production :

Dés

ign

ati

on

Prix

unitaire

[Ar]

Quantité nécessaire annuelle Q et prix

Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5

Quantité Prix [Ar] Quantité Prix [Ar] Quantité Prix [Ar] Quantité Prix [Ar] Quantité Prix [Ar]

Vinasse 100 1.000 m3 100 000 1 400 m3 140 000 1 800 m3 180 000 2 200 m3 220 000 2 600 m3 260 000

Electricité 275 155 kWh 512 145 155 kWh 512 145 155 kWh 512 145 155 kWh 512 145 155 kWh 512 145

Carburant 2950 300 L 885 000 330 L 973 500 360 L 1 062 000 390 L 1 150 500 420 L 1 239 000

TOTAL en Ar - - 1 497 145 - 1 625 645 - 1 754 145 - 1 882 645 - 2 011 145


94

8.9. Frais personnel (FP)

Tableau 51 : Le frais du personnel annuel pendant les cinq premières années de production

Désignation Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5

Poste Nb SL x

1000 Ar

ST x

1000 Ar

Nb SL x

1000 Ar

ST x

1000 Ar

Nb SL x

1000 Ar

ST x

1000 Ar

Nb SL x

1000 Ar

ST x

1000 Ar

Nb SL x

1000 Ar

ST x

1000 Ar

Gérant 1 350 4 200 1 350 4 200 1 350 4 200 1 350 4 200 1 350 4 200

Responsable commerciale 1 250 3 000 1 250 3 000 1 250 3 000 1 250 3 000 1 250 3 000

Responsable administratif et

financier 1 250 3 000 1 250 3 000 1 250 3 000 1 250 3 000 1 250 3 000

Technicien (ouvrier spécialisé) 1 250 3 000 1 250 3 000 1 250 3 000 1 250 3 000 1 250 3 000

Ouvriers 16 150 28 800 22 150 39 600 26 150 46 800 30 150 54 000 34 150 61 200

Chauffeurs 1 150 1 800 1 150 1 800 1 150 1 800 1 150 1 800 1 150 1 800

Sécurité 2 150 3 600 2 150 3 600 2 150 3 600 2 150 3 600 2 150 3 600

TOTAL 23 1550 47 400 29 1550 58 200 33 1550 65 400 37 1550 72 600 41 1550 79 800


95

Remarque :

Le nombre du personnel croit avec l’extension de la production annuelle.

La progression des salaires dépend de l’ancienneté du personnel avec un taux de 15 %

par 5ans.

8.10. AMORTISSEMENT

8.10.1. Définition et méthodes :

L'amortissement est la diminution de la capacité de générer des avantages économiques futurs

d'une immobilisation corporelle constatée à la fin d'un exercice. Autrement défini,

l'amortissement est la répartition systématique du montant amortissable d'une immobilisation

sur sa durée d'utilisation estimée.

Il y a trois méthodes de calcul :

- L’amortissement linéaire ou constant, qui est calculé par rapport au nombre d’année à

un taux fixe.

- L’amortissement progressif, dont les annuités calculées durant la durée de vie du bien

diminuent d’année en année.

- L’amortissement dégressif qui se calcule sur la valeur nette comptable et en fonction

des coefficients.

L’amortissement d’une immobilisation amortissable s’évalue selon la durée probable de vie

: valeur comptable qui se déduit de la valeur d’origine pour avoir la valeur résiduelle. Cette

charge dégage des ressources de remplacement.

𝐚 = 𝐕𝐨

𝐧

𝐕𝐨= valeur d’origine

𝐚= durée de vie du bien

𝐧= annuité

En outre, l’amortissement fait partie d’une charge, mais il n’entraîne pas un décaissement.

L’entreprise choisit ici la méthode linéaire qui s’adapte au cas de nos biens.


96

8.10.2. Amortissement annuel des matériels de fabrication

Tableau 52 : Amortissement annuel des matériels de fabrication

Désignation

Amortissement

Année 1 Année 2 Année 3 Année 4 Année 5

Taux

en %

Valeur

total

(x1000)

Amortiss

ement

(x1000)

Taux

en %

Valeur

total

(x1000

Amortis

s

ement

(x1000)

Taux

en %

Valeur

total

(x1000

Amortis

s

ement

(x1000)

Taux

en %

Valeur

total

(x1000

Amortis

s

ement

(x1000)

Taux

en %

Valeur

total

(x1000

Amortis

s

ement

(x1000)

Presse 20 6 000 1 200 20 7 500 1 500 20 10 500 2 100 20 12 000 2 400 20 15 000 3 000

Moules métalliques 20 160 32 20 200 40 20 280 56 20 320 64 20 400 80

Bêches 10 40 4 10 50 5 10 70 7 10 80 8 10 100 10

Brouettes 20 130 26 20 195 39 20 260 52 20 260 52 20 325 65

Paniers 33,3 8 2,7 25 10 2,5 25 14 3,5 25 16 4 25 20 5

Bidon (V=500 dm3) 6,6 62 000 4 092 6,6 73 000 4 818 6,6 84 000 5 544 6,6 110 000 7 260 6,6 130 000 8 580

TOTAL - 5356,7 - 6 404,5 - 7 762,5 - 9 788 - 11 740


97

8.10.3. Amortissement annuel de la construction, du matériel de transport,

d’installations électrique et des matériels de bureau

Tableau 53 : Durée de vie et Amortissement

Libellés Durée de vie (année) Taux d’amortissement (%)

Terrains - -

Constructions 20 5

Matériels de transport 10 10

Installations électriques 10 10

Matériels de bureau 5 20


98

Tableau 54 : L’amortissement annuel de la construction, du matériel de transport, d’installations électrique et de matériel de bureau

Désignation Valeur

d'origine (Ar)

Taux

%

Amortissement

en 1ère année

Amortissement

en 2ème année

Amortissement

en 3ème année

Amortissement

en 4ème année

Amortissement

en 5ème année

Terrains 56 600 000 - - - - - -

Constructions 19 000 000 20 3 800 000 3 800 000 3 800 000 3 800 000 3 800 000

Matériels de transport 20 000 000 10 2 000 000 2 000 000 2 000 000 2 000 000 2 000 000

Installations électriques 2 800 000 10 280 000 280 000 280 000 280 000 280 000

Matériels de bureau 1 116 000 20 223 200 223 200 223 200 223 200 223 200

Matériels de fabrication - - 5 356 700 6404500 7 762 500 9 788 000 11 740 000

Total en Ar 11 659 900 12 707 700 14 065 700 16 091 200 18 043 200


99

8.11. Calcul du Prix de revient et coût unitaire de brique

Tableau 55 : Le prix de revient de production de brique et coût unitaire de brique

Désignation 1ère année 2ème année 3ème année 4ème année 5ème année

Production (briques) 1 500 000 1 800 000 2 100 000 3 150 000 3 750 000

Frais personnel direct (Ar 47 400 000

58 200 000 65 400 000

72 600 000

79 800 000

Amortissement (Ar) 11 659 900 12 707 700 14 065 700 16 091 200 18 043 200

Matière première (Ar) 100 000

140 000

180 000

220 000

260 000

Électricité (Ar) 512 145 512 145 512 145 512 145 512 145

Carburant (Ar) 885 000

973 500

1 062 000

1 150 500

1 239 000

TOTAL (Ar) 60 557 045 72 533 345 81 219 845 90 573 845 99 854 345

Prix unitaire (Ar/brique) 40,371 40,296 38,676 28,753 26,627


100

CHAPITRE 9 : ÉVALUATION ENVIRONEMENTALE

9.1. Définitions de l’Environnement

L’environnement est l’ensemble des milieux naturels et artificiels dans lesquels un

organisme fonctionne. Il inclut la terre, l’air, les ressources naturelles, la faune, la flore, les êtres

humains et leur interrelation.

9.2. Impact environnemental

L’impact environnemental d’un projet peut se définir comme l’effet sur une période de temps

donné et dans l’espace définie, d’une activité humaine sur une composante de

l’environnement biophysique et humaine, en comparaison de la situation en l’absence du

projet.

Selon l’Article 2 loi N° 99-021 sur la Menace environnementale :

« Toute activité de fabrication ou de production à l’échelle industrielle, toute création ou

travaux de transformation, d’aménagement ou d’extension de ces activités portent atteinte à

l’environnement soit par le seul fait d’occupation du sol, soit par l’utilisation des ressources

naturelles, soit par l’usage d’intrant ou produit susceptible de générer des effets polluants, soit

encore par la production dans l’atmosphère ou dans les eaux de rejets ou de nuisances »

9.3. Impact socio-économique

10.3.1. Impact positif

Création d’emplois pour plusieurs personnes ;

Réduction des personnes sans-abris ;

Habitat beaucoup plus résistant aux intempéries et aux chocs ;

Valorisation des produits locaux ;

Amélioration de l’accessibilité aux biens et services.

10.3.2. Impact positif

- Insuffisance alimentaire dûe à l’utilisation des œufs, du lait et de l’ail ;

- Coût élevé des matériels (œufs, lait, ail) ;

9.4. Impact du projet par rapport à la production des autres briques


101

Brique stabilisée par vinasse

déchet de canne à sucre

brique stabilisée à la silice

activée par l’urée

brique stabilisée au ciment Brique en terre cuite (argile)

Effet sur

l’environnement

. La vinasse de canne à

sucre est un effluent très

polluant vu sa DCO et sa DBO5

encore plus polluante que ceux

des industries textiles

. Une odeur nauséabonde

. Divers gaz à effet de serre sont

émis au cours de la production de

l’urée tels les gaz NOx, SO2, HF,

NH3

. Nécessite une très grande

quantité d’énergie pour la

synthèse de l’urée

. certains sous-produits comme le

phosphogypse se forment en

grandes quantités qui entraînent

des risques de contamination

. Destruction du paysage, effet de

pollution de l’air par les

poussières tout le long de

l’exploitation

. Besoin d’une grande quantité de

combustible

. Une quantité de GES émise

pendant la cuisson

. Apparition des déchets liquides

et solides qui entrainent des

pollutions

. Des fumées quipolluant l’air

. Entraîne l’affaissement et la

fragilité du sol ce qui favorise

l’érosion du sol

. Entraîne la stérilité de la terre

. La cuisson de brique en terre

cuite nécessite une grande

quantité de bois comme

combustible


101

CONCLUSION GENERALE


102

En guise de conclusion, les résultats obtenus lors de nos études expérimentales nous

permettent de confirmer que l’utilisation des déchets de canne à sucre tels que la vinasse et la

bagasse pour activer la stabilisation biotechnologique, et couplée par la correction

granulométrique de la latérite de Vontovorona, améliorent les caractéristiques des éprouvettes

testées.

Nos essais expérimentaux nous permis de conclure que :

Une correction granulométrique de la latérite de Vontovorona avec du sable de classe

granulaire 0/4 et dosage à 20% améliore les caractéristiques des éprouvettes.

La maturation de la latérite avec du sable dans la vinasse pendant une longue durée de

l’ordre de 84 jours environ favorise l’action des microorganismes qui réduit le fer

ferrique en fer ferreux. La résistance des éprouvettes dépend fortement de la teneur en

fer ferrique réduit, plus elle est grande, plus la résistance devient grande. Nous avons

obtenu des résistances optimales à l’état sec de l’ordre de 4,64 MPa et à l’humide

environ de 1,70 MPa. Ensuite la porosité des éprouvettes diminue également jusqu'à

15,17%.

L’utilisation de la fibre de bagasse comme renfort, augmente encore les résistances et

les compacités des éprouvettes testées : à 0,20 % de fibre de bagasse la résistance à la

compression à l’état sec est de 4,925 MPa, et à un dosage à 0,10% de fibre de bagasse

la résistance à la compression à l’état humide s’élève à 2,44 MPa, avec un porosité de13,

98 %.

L’étude socioéconomique nous montre qu’il existe une fenêtre d’opportunité à saisir en

créant une unité de production de brique en terre stabilisée et compressée en utilisant la

technique de la stabilisation biotechnologique. En première année de production le cout

unitaire de notre brique est environ 41 Ar, à partir de la 5 ème année le prix de revient de

notre produit diminuera jusqu’ a 27 Ar, qui est largement compétitif par rapport aux produits

concurrentiels.


81

REFERENCES

BIBLIOGRAPHIQUES ET

WEBOGRAPHIQUES


103

[1] MESSI A., Valorisation de la latérite du Gabon comme matériau de construction

économique, Mémoire DEA INS de Lyon, 1984.

[2] Marque HYPERBRICK - Monsieur BRIDE Michel - Ingénieur Conseil, 08-08-2012

[3] ABD-EL MALIK DIT SIRADJ’EDDINE MOHAMED SAID M, Mémoire DEA en Génie

chimique, ESPA, 2006

[4] RAKOTONDRAVALY Désiré Alphonse, « Essai de fabrication de briques en terre

stabilisée, à base de stabilisants routiers, cas de la latérite de VONTOVORONA », Mémoire

de fin d’études pour l’obtention du Diplôme d’Études Approfondies en Sciences des

Matériaux, Université d’Antananarivo, 2003.

[5] SOUBIES François. « Contribution à l’étude de la pédogenèse ferralitique. Morphologie,

minéralogie et évolution géochimique des formations superficielles de la cuvette

d’Ambalavao (Madagascar) ». Thèse de Doctorat. Université Paul Sabatier de Toulouse,

(1973).

[6] ANDRIAMANANTSOA Elie, RAKOTO Dominique J. « Contribution à une étude

interdisciplinaire des sols ferralitiques malgaches ; Matériaux de construction : cas

d’échantillons typiques de la Région d’Antananarivo ». Mémoire de fin d’études en vue

d’obtention du diplôme d’ingénieur en géologie. ESPA, Université d’Antananarivo, 2000.

[7] LA CROIX A., « Minéralogie de Madagascar ».

[8] Impacts agronomiques et environnementaux del’épandage de vinasse et de cendre de

charbon/bagassesur les terres agricoles de l’Île Maurice 16 Mar 2010

[9] RAZAFIMANDIMBY Anjaramalala., Contribution à l’étude de quelques échantillons

d’argiles Malgaches d’intérêt économique. Thèse de Doctorat d’État Es-sciences

Antananarivo, 1985.

[10] F-BOURGEAT, O-AUBERE. Les sols ferralitiques à Madagascar. C.R. Semaine Géol.,

Tananarive, 1970

[11] SEGALEN P., Les sols ferralitiques et leur répétition géographique. Editions de

l’ORSTOM, Collection Etudes et Thèses. Tome 1, 2, 3, Paris, 1994.

[12] RABOTOVAO Oswald M. Étude comparative de la stabilisation des latérites avec des

liants : ciment et de la silice active additionnée de l’urée. Mémoire de fin d’études en vue

d’obtention du diplôme d’ingénieur en Génie chimique. ESPA, Université d’Antananarivo,

2006.

[13] ROBISONARISON Guy Joël et RAZAFIMAHALEO Rabenatoandro James,

« Contribution à la valorisation de latérite comme matériaux de construction », Mémoire de fin

d’études en vue de l’obtention du Diplôme d’Études Approfondie en Chimie Minérale, ESPA,

Université d’Antananarivo, 1990.


104

[14] RANDRIAMALALA T. R. 2003 « Aptitude au traitement chimique des sols de projet

routier ». Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du Diplôme d’Études Approfondie

en Sciences des Matériaux, ESPA, Université d’Antananarivo.

[15] DOAT P. et al, 1979 « Construire en terre », Revues Scientifiques, Collection An

Architecture

[16] BOHI ZondjéPoanguyBernadin, « Caractérisation des sols latéritiques utilisés cas de la

région de l’agnéby (côte d’ivoire) » présentée à Champs-sur-Marne le 24 novembre 2008

[17] RANDRIANANTENAINA Lovaritina, « Contribution à l’étude de stabilisation de la

latérite par purin de bœuf, cas de la latérite de Vontovorona », Mémoire d’Ingénieur en Génie

Chimique, 2012.

[18] RAMAROSON Jean de Dieu : « étude de la stabilisation de la latérite par les micro-

organismes : cas de la latérite VONTOVORONA » le 29 juin 2018

[19] www.cours-génie-civil.com

[20] Les sols stabilises-guide matériaux pays GATINE 2011, Revue scientifique pour

l’exécution des remblais et des couches de forme, documentation technique, Juillet 2014.

[21] RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely, « Contribution à l’étude des liants

pouzzolaniques de synthèse à base de matériaux thermiquement activés à moyenne

température », principalement les latérites calcinées, Thèse de Docteur Ingénieur,

ESPA/INSA Lyon, 1992.

[22] http://www.google.com/cours/réduction microbienne du fer/ consulté le 16 Juin 2014.

[23] RAKOTONDRABE Joselys et RAKOTOTSIMBA Sanda, « Contribution à la

valorisation des matériaux terre : Caractéristiques et utilisation des latérites des environs

d’Antananarivo », Mémoire d’Ingénieur en Génie chimique, 2000.

[24] [3] http://www.infociments.fr : le traitement des sols à la chaux et/ ou aux liants

hydrauliques

[25] http:// www.google.com/stabilisation de latérite, Juillet 2014

[26] RANDRIANA N. R. F. 2004 « Contribution à la stabilisation des latérites par élaboration

d’un liant oxyde de fer et de silice active », Thèse de Doctorat du III Cycle, ESPA, Université

d’Antananariv

[27] ANDRIANARIMANANA J. C. O. 2005 « Recherche sur la mise au point de procèdes

physiques, chimiques, biologiques pour la préparation de matériaux argileux à partir de

latérites malgaches », Thèse de Doctorat 3ème cycle en Science des Matériaux. ESPA,

Université d’Antananarivo.

[28] www.academie-agriculture.fr/mediatheque/seances/.../20041208resume1.pdf, consulté le

09 Décembre 2015 (http://www.porquebiotecnologia.com.ar/doc/biotecnologia/biotec.asp).

[29] BERTHELIN Jacques, QUANTIN Cécile, STEMMLER Sébastien et LEYVAL

Corinne, (2004).

http://www.cours-génie-civil.com/

http://www.porquebiotecnologia.com.ar/doc/biotecnologia/biotec.asp


105

[30] AFCAS

[31] Dossiers thématiques – La canne à sucre.

[32] FAO, Utilisation des aliments tropicaux : sucres, épices et stimulants, ONU pour

l’alimentation et l’agriculture n.47/6, 1992.

[33] HUBERT P (1968) : Recueil des fiches techniques d'Agriculture Spéciale. Tome 2.

- Mémento de l'Agronome

[34] Les déchets de distillerie, nouvelles sources de cires de canne à sucre. BIOFUTUR.

Janvier 2005

[35] Cirad 2009-2018

[36] Fiche mtieres organiques –vinasse de distillerie. CIRAD 2006

[37] Marie Watson, « Caractéristiques chimiques et technologiques des vinasses de distilleries

traitées par Aspergillus niger », page 3

[38] Agro-épuration des vinasses de distillerie sur l’île de la Réunion. Marie GOSME

septembre 2001 — mars 2002

[39] RAKOTOMALALA Zolimboahangy « CARACTERISATION, ETUDE DU

COMPORTEMENT MECANIQUE ET DOMAINES D’APPLICATION DES TERRES

ROUGES DES ENVIRONS PROCHES DE LA REGION D’ANALAMANGA » - avril 2013


TABLES DES MATIERES

TENY FISAORANA ................................................................................................................ A

REMERCIEMENT ................................................................................................................... B

SOMMAIRE ............................................................................................................................. C

LISTE DES FIGURES .............................................................................................................. D

LISTE DES TABLEAUX .......................................................................................................... E

LISTE DES PHOTOS ............................................................................................................... G

LISTE DES ABREVIATIONS ET NOTATIONS ................................................................... H

INTRODUCTION GENERALE .............................................................................................. 1

PARTIE I : ETUDES BIBLIOGRAPHIQUES ......................................................................... 1

CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LA LATERITE ........................................................ 2

1.1. Définition : ......................................................................................................................... 2

1.2. Profil latéritipique .............................................................................................................. 2

1.3. Minéraux des latérites ........................................................................................................ 2

1.4. Théories sur le développement des latérites ....................................................................... 3

1.5. Types de sols ....................................................................................................................... 4

1.5.1. Carapaces .............................................................................................................. 4

1.5.2. Cuirasses ................................................................................................................ 4

1.6. Le processus de latérisation ................................................................................................. 4

1.6.1. Le climat ................................................................................................................ 5

1.6.2. La topographie ....................................................................................................... 5

1.6.3. La végétation ......................................................................................................... 6

1.6.4. La roche-mère ....................................................................................................... 6

1.7. Caractéristiques des latérites ............................................................................................. 6

1.7.1. Caractéristiques physiques : .................................................................................. 6

1.7.1.1 Couleur .......................................................................................................... 7

1.7.1.2. Densité .......................................................................................................... 7

1.7.2 Caractéristiques chimiques ............................................................................... 7

1.7.3 Caractéristiques minéralogiques ....................................................................... 8

1.8 Classification des latérites .............................................................................................. 8

1.8.1 Classification de LACROIX (1923) ................................................................. 8

1.8.2 Classification par l’intensité de latérisation ...................................................... 9

1.8.3 Classification des latérites selon MARTIN et DOYENNE (1930) : ................ 9

1.8.4 Classification pédologique ............................................................................... 9

1.9 Structures de latérites ................................................................................................... 10

I


II

1.9.1 Structures pisolithiques ................................................................................... 10

1.9.2 Structures vermiforme .................................................................................... 10

1.10 Utilisation des latérites ................................................................................................. 11

1.10.1 Construction traditionnelle Malagasy ............................................................. 11

1.10.1.1 Fabrication des murs traditionnels ou « Tambohon’ny Ntaolo » ............... 11

1.10.1.2 . Enduit traditionnel .................................................................................... 11

1.10.1.3 Fabrication des blocs .................................................................................. 11

1.10.2 Utilisation des latérites en agriculture ............................................................ 12

1.10.3 Utilisation en métallurgie ............................................................................... 12

1.10.4 Utilisation en céramique ................................................................................. 12

1.10.5 Utilisation dans le domaine routier ................................................................. 12

1.10.5.1 Latérite stabilisée à la chaux ...................................................................... 12

1.10.5.2 Latérite stabilisée au TOPSIL .................................................................... 12

1.11 Répartition des latérites dans le monde ........................................................................ 13

CHAPITRE 2 : QUELQUES ETUDES EFFECTUEES SUR LA LATERITE A

MADAGASCAR .................................................................................................................. 15

2.1. Exemples études faites par chercheurs Malagasy .......................................................... 15

2.2. Caractéristiques de la latérite Vontovorona selon les études faites ............................... 15

2.2.1. Méthode d’analyse et caractérisation de la latérite .................................................... 15

2.2.1.1. Essais physiques .......................................................................................................... 16

a. Teneur en eau : ......................................................................................................... 16

b. Analyse granulométrique : ....................................................................................... 16

b.1. Analyse granulométrique par tamisage .............................................................. 16

b.2. Analyse granulométrique par sédimentation ..................................................... 18

c. Poids spécifique, masse volumique et densité apparente ......................................... 19

c.1. Poids spécifique γs .............................................................................................. 19

c.2. Masse volumique apparente : ............................................................................ 19

c.3. Densité apparente γd ........................................................................................... 19

2.2.1.2. Analyse chimique et minéralogique ............................................................................ 19

a. L’analyse chimique ............................................................................................................. 19

b. L’analyse minéralogique ..................................................................................................... 20

b.1. La fréquence γ du photon X : ............................................................................ 20

b.2. L’intensité I : ..................................................................................................... 20

2.2.1.3. Les caractéristiques hydriques .................................................................................... 21

a. Limites d’ATTERBERG .......................................................................................... 21


III

a.1. Limite de liquidité Wl................................................................................................ 21

a.2. Limite de plasticité Wp .............................................................................................. 21

a.3. L’indice de plasticité Ip ............................................................................................. 21

b. Essai de compactage du PROCTOR ............................................................................ 22

c. Essai de portance ou Essai C.B.R. (Californian Bearing Ratio) ................................... 24

2.2.2. Les résultats de la caractérisation de la latérite de Vontovorona .................................. 24

a. Essai physique .................................................................................................................... 24

a.1. Teneur en eau ..................................................................................................... 24

a.2. Analyse granulométrique ................................................................................... 25

a.2.1. Composition granulométrique par tamisage ............................................... 25

a.2.2. Analyse granulométrique par sédimentation ............................................... 26

a.3. Masse spécifique, masse volumique apparente et densité apparente .............. 26

a.3.1. Masse spécifique : ....................................................................................... 26

b. Analyse chimique et minéralogique ........................................................................ 26

b.1. Analyse chimique : ............................................................................................ 26

b.2. Analyse minéralogique : source ........................................................................ 28

c. Caractérisation géotechnique ................................................................................... 28

CHAPITRE 3 : STABILISATION ....................................................................................... 31

3.1. Définition ......................................................................................................................... 31

3.2. Buts de la stabilisation ...................................................................................................... 31

3.3 Objectifs ............................................................................................................................. 31

3.4. Types de stabilisation ....................................................................................................... 32

3.4.1. Stabilisation mécanique ....................................................................................... 32

3.4.2. Stabilisation physique ......................................................................................... 32

3.4.3. Stabilisation chimique ......................................................................................... 32

3.5. Mécanisme de la stabilisation ........................................................................................... 32

3.5.1. Densifier .............................................................................................................. 32

3.5.2. Armer .................................................................................................................. 33

3.5.3. Enchaîner ............................................................................................................. 33

3.5.4. Lier ...................................................................................................................... 33

3.5.5. Imperméabiliser ................................................................................................... 33

3.5.6. Hydrofuger .......................................................................................................... 33

3.5.7. La réduction microbienne .................................................................................... 34

3.6. Les stabilisants .................................................................................................................. 34

3.6.1. Les stabilisants organiques : ............................................................................... 34


IV

3.6.2. Les stabilisants minéraux .................................................................................... 35

3.6.2.1 Stabilisation par géopolymérisation ............................................................. 35

3.6.2.2 Stabilisation au ciment ............................................................................... 36

3.6.2.3 Stabilisation à la chaux .............................................................................. 36

CHAPITRE 4 : STABILISATION BIOTECHNOLOGIQUE ............................................ 37

4.1. Définition : ........................................................................................................................ 37

4.2. Le Microorganisme : ......................................................................................................... 37

4.2.1. Généralités : ......................................................................................................... 37

4.2.2. Définition : ...................................................................................................... 37

4.2.3. Classifications des microorganismes : ................................................................ 37

4.2.4. Rôles des microorganismes : .............................................................................. 38

4.3. Les matières favorisantes la réduction : ........................................................................ 38

4.4. Les facteurs écologiques dominants : ............................................................................ 38

4.4.1. Le pH ................................................................................................................... 38

4.4.2. La température : .............................................................................................. 38

4.4.3. Le potentiel d’oxydoréduction : ..................................................................... 39

4.4.4. L’humidité : .................................................................................................... 39

4.5. Le mécanisme de transformation d’oxyde de fer ferreux en fer ferrique par le

microorganisme : ...................................................................................................................... 39

CHAPITRE 5 : VINASSE ISSUE DE LA CANNE A SUCRE .......................................... 41

5.1. Généralités sur la Canne à sucre ....................................................................................... 41

5.1.1. Définition et description : ................................................................................... 41

5.1.2. Plantation du de la canne à sucre ....................................................................... 42

5.1.3. Composition chimique de la canne à sucre et ses coproduits ............................ 43

5.2. TECHNIQUE DE FABRICATION D’ALCOOL ARTISANAL : CAS DU TAOKA

GASY ....................................................................................................................................... 43

5.2.1. Les matières premières : ...................................................................................... 44

5.2.1.1. La canne à sucre .......................................................................................... 44

5.2.1.2. Le sucre ....................................................................................................... 44

5.2.1.3. L’eau ........................................................................................................... 44

5.2.1.4. Le ferment ou Laro ..................................................................................... 44

5.2.1. Préparation de la canne à sucre ....................................................................... 45

5.2.1.2. Broyage : ..................................................................................................... 45

5.2.1.2. Découpage : ................................................................................................ 45

5.2.2. Fermentation artisanal : .................................................................................. 45

5.2.3. La distillation artisanale : ............................................................................... 45


V

5.2.3.2. Introduction ................................................................................................. 45

5.2.1.2. Déroulement de la distillation ..................................................................... 46

5.3. VINASSE ...................................................................................................................... 46

5.3.1. Définition ....................................................................................................... 46

5.3.2. Origine et description .................................................................................... 47

5.3.3 Composition chimique de la vinasse ............................................................. 48

5.3.4 Caractéristiques agronomiques ...................................................................... 51

PARTIE II : ETUDES EXPERIMENTALES ......................................................................... 29

CHAPITRE 6 : ESSAI DE LA STABILISATION BIOTECHNOLOGIE DE LATERITE 53

6.1. Localisation du site ............................................................................................................ 53

6.2. PROCESSUS DES ESSAIS DE STABILISATION ........................................................ 54

6.3. Prélèvement et préparation des matières premières .......................................................... 55

6.3.1. La latérite ............................................................................................................. 55

6.3.2. Le sable ............................................................................................................... 56

6.3.3. L’eau .................................................................................................................... 56

6.3.4. Vinasse ................................................................................................................ 56

6.3.5. Bagasse : .............................................................................................................. 57

6.4. PREPARATION DES MATERIELS .............................................................................. 57

6.4.1. Bac de maturation : ............................................................................................. 57

6.4.2. Moule et piston : .................................................................................................. 58

6.5. Dosage, malaxage, ajouts des additifs et stabilisants des matières premières .................. 58

6.5.1. Dosage et pesage : ............................................................................................... 58

6.5.2. Ajouts des additifs et stabilisants : ...................................................................... 59

6.5.3. Malaxage manuel : .............................................................................................. 59

6.6. Les différents essais de stabilisation : ................................................................. 59

6.6.1. Essai de correction granulométrique des sables : ............................................ 60

6.6.2. Essai en variation de pourcentage du sable trouvé lors de la correction

granulométrique et la latérite : ................................................................................... 61

6.6.3. Essai avec vinasse et bagasse ...................................................................... 61

6.7. MATURATION (réduction microbienne) .................................................................... 61

6.8. CONFECTION DES EPROUVETTES ........................................................................ 62

6.8.1 Moulage ................................................................................................................ 62

6.8.2. Démoulage .......................................................................................................... 63

6.9. CARACTERISATION DES EPROUVETTES ............................................................ 63

6.9.1. La résistance à la compression ............................................................................ 63


VI

6.9.2. Porosité ........................................................................................................... 64

CHAPITRE 7 : RESULTATS ET DISCUSSIONS ............................................................. 65

7.1. INFLUENCE DE LA CORRECTION GRANULOMETRIQUE ................................ 65

7.1.1. Influence de la classe granulaire du sable utilisé : .......................................... 65

7.2. INFLUENCE DE LA QUANTITE DU SABLE UTILISEE ........................................ 68

7.3. ANALYSE DE LA GRANULARITE DE LA LATERITE APRES LA CORRECTION

GRANULOMETRIQUE .......................................................................................................... 71

7.4. INFLUENCE DE LA STABILISATION BIOTECHNOLOGIQUE ........................... 72

7.4.1. Essai de stabilisation biotechnologique de la latérite en utilisant la vinasse : 72

7.4.2. Essai de stabilisation biotechnologique de la latérite en utilisant la vinasse et en

ajoutant de la fibre de bagasse :..................................................................................... 76

PARTIE III : ETUDES ECONOMIQUES ET ENVIRONEMENTALES .............................. 85

CHAPITRE 8 : ETUDES SOCIO-ECONOMIQUES .......................................................... 86

8.1. EXPOSITION DU PROJET ............................................................................................. 86

8.2. Lieu d’implantation : ......................................................................................................... 86

8.3. Etude de l’offre et de la demande ...................................................................................... 86

8.3.1. Marché potentiel : ................................................................................................ 86

8.3.2. L’offre ................................................................................................................. 87

8.3.3. La demande non satisfaite ................................................................................... 87

8.3.4. Part visée sur le marché ....................................................................................... 87

8.4. L’unité de production ........................................................................................................ 88

8.4.1. Matériels et outillages de production .................................................................. 88

8.4.2. Le matériel de transport : .................................................................................... 88

8.4.3. Les matériels de bureau : ..................................................................................... 88

8.4.4. Les immobiliers : ................................................................................................. 88

8.5. Le produit .......................................................................................................................... 89

8.6. Matériels de fabrication pendant des 5 premières années : ............................................... 89

8.7. L’évaluation financière du projet ...................................................................................... 90

8.7.1. Montant des matériels de fabrication de la première année ................................ 90

8.7.2. Montant des infrastructures ................................................................................. 91

8.7.3. Montant des autres matériels ............................................................................... 92

8.7.4. Montant d’investissement nécessaire .................................................................. 92

8.8. Montant annuel des matières premières et autres charges ................................................ 93

8.9. Frais personnel (FP) .......................................................................................................... 94

8.10. AMORTISSEMENT ....................................................................................................... 95

8.10.1. Définition et méthodes : .................................................................................... 95


VII

8.10.2. Amortissement annuel des matériels de fabrication .......................................... 96

8.10.3. Amortissement annuel de la construction, du matériel de transport,

d’installations électrique et des matériels de bureau ..................................................... 97

8.11. Calcul du Prix de revient et coût unitaire de brique ........................................................ 99

CHAPITRE 9 : ÉVALUATION ENVIRONEMENTALE ................................................ 100

9.1. Définitions de l’Environnement ...................................................................................... 100

9.2. Impact environnemental .................................................................................................. 100

9.3. Impact socio-économique ............................................................................................... 100

9.4. Impact du projet par rapport à la production des autres briques .................................... 100

CONCLUSION GENERALE ................................................................................................ 101

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ET WEBOGRAPHIQUES ................... 81

TABLES DES MATIERES ........................................................................................................ I


II

RESUME

Le but de notre travail est de montrer qu’il est possible d’utiliser les déchets de canne à sucre

tels que la vinasse et la bagasse pour la stabilisation biotechnologique de la latérite. La

stabilisation de la latérite par vinasse avec l’apport de sable à 20 % de granularité comprise

entre 0 mm et 4 mm et 0,2 % de bagasse, soumise à une réduction microbienne dans un milieu

anaérobie pendant 84 jours, puis pressé avec une pression de 15,3 MPa constituent un nouveau

matériau de construction dont la résistance mécanique à l’état sec atteint 4,925 MPa, tandis que

celle à l’état humide est 2,089 MPa avec une porosité de 14,256 %. Ces valeurs sont acceptables

selon les normes internationales. Et pour finir l’étude socioéconomique et environnementale

ont été faites pour compléter notre travail.

Mots clés : latérite, stabilisation, biotechnologique, vinasse, bagasse

ABSTRACT

The goal of our work is to show that it is possible to use the garbage of cane to sugar as the

vinasse and the bagasse for the biotechnical stabilization of the latérite. The stabilization of

the latérite by vinasse with the contribution of sand to 20% of included granularité between 0

mm and 4 mm and 0,2% of bagasse, subject to a microbial reduction in an anaerobic

environment during 84 days, then hurried with a pressure of 15,3 MPas constitute a new

material of construction of which the mechanical resistance to the dry state reached 4,925

MPas, while the one to the humid state is 2,089 MPas with a porosity of 14,256%. These

values are acceptable according to the international norms. And to finish the socio-economic

and environmental survey have been made to complete our work.

Key words : latérite, stabilization, biotechnical, vinasse, bagasse

Encadreur : Docteur RATSIMBAZAFY Hery Mikaela, Maître de conférences

Adresse de l’auteur : Lot III S 84 BIS Anosibe TANA 101

TEL : 032 43 427 09

Email : [email protected]

Auteur : RAFALIRAVAKA Tody

Titre : ESSAI DE STABILISATION BIOTECHNOLOGIQUE DE LA

LATERITE EN UTILISANT DES DECHETS DE SUCRERIE : CAS DE LA

VINASSE ET DE LA BAGASSE

Nombre de pages : 105

Nombre de tableaux : 55

Nombre de figures : 24

Nombre de Photo :29

Documents

ESSAI DE STABILISATION BIOTECHNOLOGIQUE DE LA …biblio.univ-antananarivo.mg/pdfs/rafaliravakaTody_ESPA_MAST_19.pdf1 UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE D’ANTANANARIVO