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UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ---------------------------
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE ---------------------------
DEPARTEMENT GENIE CHIMIQUE
Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur
Présenté par : LINA Zizy Aimée
ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTES METHODES DE
STABILISATION DE LA LATERITE
Rapporteur : RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely
Date de soutenance : 31 Janvier 2008
Promotion : 2007
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO ---------------------------
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE ---------------------------
DEPARTEMENT GENIE CHIMIQUE
Mémoire de fin d’études en vue de l’obtention du diplôme d’ingénieur
ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTES METHODES DE STABILISATION DE LATERITE
Présenté par : LINA Zizy Aimée
Membre de Jury
Président : Professeur RANDRIANOELINA Benjamin
Examinateurs :
Professeur ANDRIANARY Philippe
Docteur RAKOTOMAMONJY Pierre
Docteur RANDRIANA Nambinina Richard Fortuné
Rapporteur : Professeur RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely
Date de soutenance : 31 Janvier 2008
Promotion : 2007
Remerciement
Ce présent mémoire n’aurait pas eu lieu sans la grâce de Dieu et Son Amour
Eternel, ainsi que la contribution des personnes suivantes à qui je tiens à adresser
tous mes respects et mes vifs remerciements :
− Monsieur RAMANANTSIZEHENA Pascal, Directeur de l’Ecole Supérieure
Polytechnique;
− Monsieur ANDRIANARY Philippe, Professeur Chef de Département Génie
Chimique et membre de Jury de cette soutenance;
− Monsieur RANDRIANOELINA Benjamin, Professeur titulaire, qui a fait l’honneur
de présider cette soutenance ;
− Messieurs :
• RAKOTOMAMONJY Pierre, Maître de Conférences Chef de Département
Cycle Préparatoire ;
• RANDRIANA Nambinina Richard Fortuné, Maître de Conférences ;
qui ont voulu consacrer leur temps pour juger ce travail.
− Monsieur RANAIVONIARIVO Velomanantsoa Gabriely, Professeur
Responsable de la formation en Troisième Cycle en Sciences des Matériaux,
mon rapporteur, pour son inestimable conseil et son aide durant l’élaboration de
ce mémoire ;
Remerciements également à :
− tous les enseignants qui nous ont formé pendant les cinq ans d’études à l’Ecole
Supérieure Polytechnique.
− mes parents pour leur soutien morale, matériel, financier et leurs précieux
conseils qui m’ont aidé durant tous mes années d’études;
− mes amis pour leur aide et collaboration pendant les cinq ans passés dans cette
Ecole ;
− ma famille pour leur soutien.
SOMMAIRE
Liste des abréviations
Liste des tableaux
Liste des figures
Listes des annexes
Introduction
PREMIERE PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
Chapitre I: LES LATERITES
Chapitre II: LA STABILISATION
Chapitre III: LES ADDITIFS
DEUXIEME PARTIE : ETUDE EXPERIMENTALE
A- CARACTERISATION DES MATIERES PREMIERES ET DES PRODUITS FINIS
Chapitre I: IDENTIFICATION DE LA LATERITE
Chapitre II: CARACTERISATION DES PRODUITS FINIS
B- EXPERIMENTATION DES DIFFERENTES METHODES DE STABILISATION DE LA
LATERITE
Chapitre III: EXTRUSION À FROID
Chapitre IV: UTILISATION DE STABILISANTS ROUTIERS
Chapitre V: STABILISATION PAR LA PAILLE DE RIZ – APPROCHE BIOCHIMIQUE
Chapitre VI: STABILISATION PAR LA PAILLE DE RIZ – APPROCHE CHIMIQUE
Chapitre VII: STABILISATION PAR LA CHAUX
Chapitre VIII: STABILISATION PAR LE CIMENT
Chapitre IX: STABILISATION PAR LA BOUSE DE VACHE
Chapitre X: STABILISATION PAR POLYMERISATION DE MATRICE ARGILEUSE
TROISIEME PARTIE : ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTE S METHODES DE
STABILISATION DE LA LATERITE
Chapitre I: COMPARAISON DE PROCEDE DE FABRICATION
Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
Annexes
Liste des abréviations
BLR: Brique stabilisée avec de la Liqueur de cuisson et son Résidu
BLRA: Brique stabilisée avec de la Liqueur de cuisson et son Résidu avec l’additif Argile
BLRAC: Brique stabilisée avec de la Liqueur de cuisson et son Résidu + Argile + mélange à base de Chaux
BLS : Brique stabilisée avec de la Liqueur de cuisson Seulement
BLSA : Brique stabilisée avec de la Liqueur de caisson Seulement avec de l’additif Argile
BLSAC : Brique stabilisée avec de la Liqueur de cuisson Seulement + Argile + mélange à base de Chaux
BLSC : Brique stabilisée avec de la Liqueur de cuisson Seulement + mélange à base de Chaux
BLSLL: Brique en Latérite Stabilisée par Liant Liquide
BLSLL: Brique en Latérite Stabilisée par Liant Solide
CINVA: Inter American Housing and Planning Center
CPA : Ciment Portland Artificiel
LNTPB : Laboratoire National des Travaux Publiques et du Bâtiment
MIT : Massachusetts Institue of Technology
TEO : Teneur en Eau Optimale
UBC: Union Building Code USA
Liste des tableaux
Tableau n°1 : Produits d’altération selon la roche mère ..........................................................................4
Tableau n°2 : Classification de latérite selon LACR OIX ..........................................................................6
Tableau n°3 : Utilisation des latérites pour la con struction ................................................................... 11
Tableau n°4 : Composition chimique moyenne de lait de vache [g/l] ................................................... 22
Tableau n°5: Interprétation des analyses visuelles des fines ............................................................... 28
Tableau n°6 : Classification des particules selon A TTERBERG ........................................................... 33
Tableau n°7 : Classification du MIT ............... ....................................................................................... 33
Tableau n°8 : Degré de plasticité ................. ......................................................................................... 36
Tableau n°9 : Caractéristiques de la latérite de SA BOTSY NAMEHANA ............................................ 38
Tableau n°10 : Granulométrie de l’échantillon de SA BOTSY NAMEHANA ......................................... 38
Tableau n°11 : Valeurs des limites d’ATTERBERG et t eneur en eau de la latérite de SABOTSY
NAMEHANA .......................................................................................................................................... 39
Tableau n°12 : Composition chimique de la latérite de SABOTSY NAMEHANA ................................. 40
Tableau n°13 : Caractéristiques physiques de la lat érite de VONTOVORONA ................................... 40
Tableau n°14 : Limites d’ATTERBERG et teneur en eau optimale de la latérite de VONTOVORONA 40
Tableau n°15 : Granulométrie de la latérite de VONT OVORONA ........................................................ 41
Tableau n°16 : Composition chimique de la latérite de VONTOVORONA ........................................... 42
Tableau n°17 : Dosage pondérale théorique pour la s tabilisation par extrusion .................................. 50
Tableau n°18 : Dosage pondérale utilisée pour la st abilisation par extrusion ...................................... 51
Tableau n°19 : Caractéristiques des briques extrudé es ....................................................................... 51
Tableau n°20 : Teneurs en stabilisants utilisées .. ................................................................................. 54
Tableau n°21 : Proportions des sous produits Ecobon d ....................................................................... 55
Tableau n°22 : Composition des briquettes stabilisées par les stabilisants routiers ............................ 57
Tableau n°23 : Masse volumique des briquettes stabi lisées par les stabilisants routiers .................... 58
Tableau n°24 : Valeurs du retrait des briquettes st abilisées par les stabilisants routiers ..................... 59
Tableau n°25 : Coefficient d’absorption d’eau de qu elques briquettes stabilisées par stabilisants
routiers ................................................................................................................................................... 60
Tableau n°26 : Résistance à la compression a l’état sec des briques stabilisées par les stabilisants
routiers ................................................................................................................................................... 61
Tableau n°27 : Composition de la paille de riz .... .................................................................................. 64
Tableau n°28: Taux d’hydrolyse de la paille en fonc tion du temps ....................................................... 65
Tableau n°29 : Composition des briquettes stabilisé es par la paille de riz-approche biochimique ...... 67
Tableau n°30 : Valeurs de porosité des briques stab ilisées par la paille de riz- approche biochimique
............................................................................................................................................................... 67
Tableau n°31 : Résistance à la compression à l’état humide et à l’état sec des briques stabilisées par
la paille de riz-approche biochimique .................................................................................................... 69
Tableau n°32: Quantité de la paille du riz dissoute (%) en fonction de temps de cuisson ................... 73
Tableau n°33 : Dénomination de briquettes confectio nnées ................................................................ 75
Tableau n°34 : Teneurs de porosité des biquettes st abilisées à la paille de riz-approche chimique ... 76
Tableau n°35 : Valeurs de résistance à la compressi on à l’état humide et à l’état sec des briquettes
stabilisées par la paille de riz-approche chimique ................................................................................. 77
Tableau n°36 : Résultats du test à l’érosion des br iques stabilisées par la paille de riz-approche
chimique ................................................................................................................................................ 78
Tableau n°37 : Valeurs de porosité des échantillons à 6 % de chaux .................................................. 81
Tableau n°38 : Les résistances à la compression à l ’état sec des briquettes à 6% de chaux [bar] ..... 82
Tableau n°39 : Densité des échantillons à 6% de cha ux ...................................................................... 83
Tableau n°40 : Composition des briquettes stabilisé es par le ciment................................................... 85
Tableau n°41 : Valeurs de porosité des briquettes s tabilisées par le ciment ....................................... 85
Tableau n°42 : Résistance à la compression des bri quettes stabilisées par le ciment ....................... 85
Tableau n°43 : composition des briques stabilisées par la bouse de vache ........................................ 89
Tableau n°44 : Valeurs de porosité des briques stab ilisées par la bouse de vache............................. 89
Tableau n°45 : Résistance à la compression en fonct ion du temps ..................................................... 91
Tableau n°46 : Composition chimique du kaolin d’ANA LABE .............................................................. 94
Tableau n°47 : Dénomination et composition des briq ues stabilisées par géopolymérisation ............. 96
Tableau n°48 : Résistance à la compression à l’état humide de quelques briques stabilisées par
géopolymérisation ................................................................................................................................. 97
Tableau n°49 : Valeurs de résistance à la compressi on à l’état sec des briques stabilisées par
géopolymérisation pour différentes températures de cuisson .............................................................. 99
Tableau n°50 : Récapitulation des matières première s ...................................................................... 102
Tableau n°51 : Récapitulation des matériels spécifi ques utilisés ....................................................... 104
Tableau n°52 : Récapitulation des valeurs de résist ance à la compression à l’état humide exprimées
en bar. ................................................................................................................................................. 105
Tableau n°53 : Récapitulation des valeurs de la rés istance à la compression à l’état sec ................ 108
Tableau n°54 : Evaluation de prix des matières prem ières ................................................................ 111
Tableau n°55 : Type de brique retenue ............. .................................................................................. 112
Tableau n°56 : Consommation des sous produits Ecobo nd ............................................................... 112
Tableau n°57 : Coûts respectifs des sous-produits E cobond ............................................................. 113
Tableau n°58 : Coûts du stabilisant ............... ..................................................................................... 113
Tableau n°59 : Prix de ces composants ............. ................................................................................. 114
Tableau n°60 : Récapitulation des prix de brique .. ............................................................................. 115
Tableau n°61 : valeur de point pour chaque méthode ........................................................................ 117
Liste des figures
Figure n°1 : Les limites d’ATTERBERG .............. .................................................................................. 35
Figure n°2 : Echelle de consistance ............... ....................................................................................... 36
Figure n°3 : Classification de SKEMPTON ........... ................................................................................ 37
Figure n°4 : Courbe granulométrie de la latérite de SABOTSY NAMEHANA ...................................... 39
Figure n°5 : Courbe granulométrie de la latérite de VONTOVORONA................................................. 41
Figure n°6 : Appareil de mesure des résistances méc aniques (Bloc technique d’ANKATSO) ............ 45
Figure n°7 : Retrait des briques stabilisées par le s stabilisants routiers ............................................... 60
Figure n°8 : Résistances à la compression à l’état sec des briques stabilisées par les stabilisants
routiers ................................................................................................................................................... 62
Figure n°9 : Variation des taux d’hydrolyse de la p aille de riz .............................................................. 65
Figure n°10 : Diagramme de confection de briquette stabilisée à la paille de riz- approche biochimique
............................................................................................................................................................... 66
Figure n°11 : Porosité des briques stabilisées par la paille de riz-approche biochimie ........................ 68
Figure n°12 : Résistance à la compression à l’état humide des briques stabilisées par la paille de riz-
approche biochimique ........................................................................................................................... 69
Figure n°13 : Résistance à la compression à l’état sec des briques stabilisées par la paille de riz-
approche biochimique ........................................................................................................................... 70
Figure n°14 : Courbe de matière dissoute [%] en fon ction de durée de cuisson .................................. 73
Figure n°15 : Protocole de confection des briquette s stabilisées par la paille de riz-approche chimique
............................................................................................................................................................... 74
Figure n°16 : Résistance à la compression à l’état humide des briquettes stabilisées par la paille de
riz-approche chimique ........................................................................................................................... 77
Figure n°17 : Résistance à la compression à l’état sec des briquettes stabilisées par la paille de riz-
approche chimique ................................................................................................................................ 78
Figure n°18 : Diagramme de confection des briques s tabilisées par la chaux ..................................... 79
Figure n°19 : Variation de la résistance à la compr ession d’une briquette stabilisée à la chaux en
fonction du temps .................................................................................................................................. 83
Figure n°20 : Protocole d’essai de fabrication des briquettes stabilisées par le ciment ....................... 84
Figure n°21 : Résistances à la compression des briq uettes stabilisées par le ciment ......................... 86
Figure n°22 : Protocole de fabrication des briquett es stabilisées par la bouse de vache .................... 87
Figure n°23 a : Porosités de briquettes stabilisées par la bouse de vache en fonction du teneur en liant
............................................................................................................................................................... 90
Figure n°23 b : Porosités de briquettes stabilisées par la bouse de vache en fonction du temps........ 90
Figure n°24 : Résistances à la compression à l’état humide des briquettes stabilisées par la bouse de
vache ..................................................................................................................................................... 91
Figure n°25 : Résistances à la compression à l’état sec des briquettes stabilisées par la bouse de
vache ..................................................................................................................................................... 92
Figure n°26 : Protocole de synthèse du réactif géop olymère ............................................................... 95
Figure n°27 : Résistances à la compression à l’état humide des briques stabilisées par
géopolymérisation ................................................................................................................................. 98
Figure n°28 : Variation de résistance à la compress ion en fonction de la température de cuisson des
briques stabilisées par géopolymérisation .......................................................................................... 100
Figure n°29 : Variation de résistance à la compress ion en fonction de la teneur en réactif des briques
stabilisées par géopolymérisation ....................................................................................................... 100
Figure n°30 : Comparaison des résistances à la comp ression à l’état humide .................................. 107
Figure n°31 : Comparaison des résistances à la com pression à l’état sec ....................................... 110
Figure n°32 : Comparaison de prix des différentes b riques obtenues ................................................ 116
Figure n°33 : Comparaison des points de chaque méth ode ............................................................... 117
Listes des annexes
Annexe 1 : LIMITES D’ATTERBERG .................................................................................................. 127
Annexe 2 : Caractérisation de la paille de riz ...................................................................................... 133
Annexe 3 : ESSAI PROCTOR (ESSAI PROCTOR NORMAL ET MODIFIE) ..................................... 136
Annexe 4 : Briquettes en latérites stabilisées ..................................................................................... 138
1
Depuis des années, les malgaches ont construit leurs ouvrages à partir des
matériaux naturels, et après évolution, ils ont pratiqué les méthodes traditionnelles
pour fabriquer des matériaux de construction dont certain restent encore sur le
marché d’aujourd’hui tels que les briques en terre crue, les briques et tuiles en
terre cuite.
A Madagascar, l’utilisation du sol latéritique, prédominant partout sur le
territoire, offre une alternative de choix pour palier aux manques de matériaux de
construction ou aux prix trop élevés de ces produits. Cependant, les qualités
mécaniques médiocres de ce matériau ne lui permettent d’être utilisé que dans les
petites constructions.
Pour développer la politique de construction à Madagascar, la valorisation
des latérites comme matériau de construction dans le domaine de l’habitat
(fondation, soubassement, mur, pilier) et de la route (couche de base et fondation)
est une nécessité.
Plusieurs travaux de recherches ont déjà donné des résultats satisfaisants
du point de vue amélioration de la résistance à la compression et aussi pour la
résistance à l’eau des matériaux de construction locaux, tout en préservant
l’environnement.
Ce travail s’intitule : « Etude comparative des différentes méthodes de
stabilisation de la latérite » .
Pour mener cette étude, nous passons d’abord par une étude
bibliographique qui nous permet d’avoir les informations nécessaires concernant
les latérites, la stabilisation et les stabilisants ainsi que les additifs.
Dans la deuxième partie nous parlerons des caractéristiques de la latérite
et des produits finis, puis de la description de ces différentes méthodes de
stabilisation.
Enfin, dans la dernière partie, nous essayons de comparer quelques
propriétés des produits obtenus par les différentes méthodes de stabilisation.
2
Chapitre I: LES LATERITES
II..11..Définition de la latérite [3], [10], [13], [23]
Le mot latérite est tiré du latin « later »qui signifie brique.
D’après Dreyfus, les premières « latérites » étaient décrites par le géologue
Buchanan en 1807, il désigna ainsi un matériau ferrugineux utilisé dans la
construction.
D’après RAZAFIMANDIMBY A., « le terme latérite a été utilisé depuis le
début de XIX ème siècle pour designer à peu près tous les sols rouges ; la couleur
rouge est due à l’accumulation du fer qui est l’élément chimique le plus facilement
libéré lors de l’altération des roches soumises au différents types de climats, en
particulier dans la région tropical ou équatorial ».
D’après AUTRET P., beaucoup d’ingénieurs se sont réunis pour définir la
« latérite » comme suit : « matériau de structure vacuolaire, très souvent nuancé
et de couleur variant du jaune au rouge plus ou moins foncé et même noire,
constitué d’une croûte de plus ou moins continue, d’épaisseur et de dureté
variable ayant beaucoup de vide ; de plus ou moins grande résistance en mélange
avec une fraction argileuse. »
MUKERJI a définit que « les latérites sont des mélanges très variables
d’oxydes de fer et d’aluminium, ainsi que de quartz et d’autres minéraux. On les
trouve abondamment, dans la ceinture tropicale et subtropicale, généralement
juste en dessous de la surface des immenses plaines et clairières, dans des
régions subissant une précipitation importante.
Leur caractéristique d’ameublissement naturel varie du conglomérat
compact à la terre friable. La couleur est très variable : ocre, rouge brun, violette et
noire. Le matériau est facile à découper, et il durcit très vite à l’air et devient assez
résistant aux agents climatiques. »
RIQUIER (1957), a défini la latérite comme étant composée d’une partie
dure (véritable roche) sous forme d’oxyde de fer et d’une partie tendre sous forme
d’alumine,cette dernière partie étant susceptible de durcir par dessiccation
lorsqu’elle est exposée à l’air.
3
II..22..Formation des latérites [6], [8], [10], [12], [13]
La formation des latérites ou latérisation est spécifique 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 départ de la silice
par le phénomène de lessivage accompagné d’un enrichissement en fer et en
alumine sous forme d’oxyde 2 3Fe O et 2 3Al O .
Les altérations sont de deux natures différentes :
• l’altération physique ou mécanique qui se traduit par la fragmentation de la
roche mère. Elle est essentiellement due aux grands écarts de température
journalière ou saisonnière qui font alterner des contraintes de traction et de
compression dans la roche en des temps relativement courts ;
• l’altération physico-chimique dont le principal agent est l’eau des pluies. Elle
pénètre dans les fractures, dans les fissures ou dans les pores de la roche mère.
Ensuite, elle réagit avec les constituants de la roche. Les réactions chimiques qui
en résultent peuvent être des dissolutions, des échanges d’ions, des hydratations,
des carbonatations, des hydrolyses, des oxydations ou des réductions.
Plusieurs facteurs influent aussi sur le phénomène de latérisation. Ce sont
le climat, la topographie, la végétation, l’eau et le temps.
I.2.1.Le climat
Le phénomène de latérisation est beaucoup plus favorisé par un climat
tropical ou équatorial. Les grands écarts des températures journalière et
saisonnière associées au bilan hydrique et à la prédominance des activités
bactériennes conduisent à la destruction des minéraux argileux.
Par contre dans les régions tempérées, le processus s’arrête au niveau de
formation de ces minéraux argileux.
I.2.2.L’eau
L’action de l’eau est primordiale sur le devenir du produit final :
• un bilan hydrique excédentaire entraîne un lessivage des
élémentsCaO , MgO , 2Na O , 2K O et la silice ;
• un bilan hydrique déficitaire entraîne une accumulation
d’oxyhydroxydes principalement de fer et d’aluminium.
4
I.2.3.La topographie
L’accumulation d’eau, élément responsable de l’altération de la roche mère
et de la coloration des latérites dépend de la topographie.
• dans la forte pente, la latérite a une couleur plutôt rouge dû à la présence
des oxydes de fer.
• dans la pente moyenne, la latérite est plus proche du brun et du jaune que
rouge due à la présence des oxyhydroxyde de fer du type Goethite 2 3Fe O , 2H O
ou Limonite 2 3 22 ,3Fe O H O .
• dans la zone plate, la latérite tendra vers le gris ou vers le noir
I.2.4.La végétation
La végétation influe davantage sur la nature de l’eau qui est le principal
agent d’altération. Elle se charge en acides organiques et en anhydride
carbonique par la décomposition de l’humus.
I.2.5.Roches mères
Le produit d’altération varie avec la nature de la roche mère. La nature de la
roche mère influe surtout sur la formation de l’argile, un des constituants de la
latérite.
Par exemple, si la roche mère est du basalte, l’argile constituant la latérite
est le Montmorillonite.
Tableau n°1 : Produits d’altération selon la roche mère
Roches mères Exemple Produit d’altération
Roches cristallines
basiques
Basalte, peu de silice,
beaucoup d’olivine
Montmorillonite
Roches cristallines acides Granite, Gneiss Kaolinite, Halloysite
Roches sédimentaires
argileuses
Schistes, grès illite
5
II..33..Classification des latérites [6], [8], [16], [18]
Les latérites ou les sols latéritiques sont abondants à Madagascar et
recouvrent la plus grande partie du socle cristallin. Certains chercheurs les ont
classé en plusieurs types tels que :
• sols ferralitiques : ils contiennent de la Gibbsite et de l’Halloysite sur les
roches volcaniques avec abondance de matière organique.
• sols ferrisols : ce sont des argiles de type kaolinite qui prédominent, avec
quelque fois de la Gibbsite;
• sols tropicaux : ils renferment essentiellement de la Montmorillonite, dans
laquelle la terre dépasse en général 50%.
• sols tropicaux ferrugineux : ce sont les sols riche en Kaolinite et ne
contenant ni Gibbsite, ni Halloysite, ni Allophate et dans lesquels les matières
organiques sont très rares.
Des très nombreux auteurs, pendant de très longues années, ont utilisé le
rapport S
R et Ki pour caractériser les latérites.
2
2 3
60
102
i
SiO
KAl O
=
2
2 3 2 3
60
102 160
SiOS
Al O Fe OR=
+
1.33S
R< : Latérites vraies
1.33 2S
R< < : Sols latéritiques
2S
R> : Sols tropicaux non latéritiques
D’après LACROIX (1923), les latérites sont classées selon leur teneur en
minéraux latéritiques.
6
Tableau n°2 : Classification de latérite selon LACR OIX
Classes Teneur en minéraux latéritiques (%)
Latérites vraies 100 à 90
Latérites argileuses 90 à 50
Kaolinites et argiles latéritiques 50 à 10
Kaolinites et argiles <10
II..44..Propriétés des latérites [12], [13], [20], [22]
L’utilisation du matériau latérite est régie par des normes fixant les
caractéristiques et les performances exigées pour prévenir contre l’éventuel dégât
inhérent à l’utilisation de ce matériau.
I.4.1.La granulométrie
Elle définit la répartition des minéraux dans un sol donné. Elle représente la
teneur centésimale en cailloux, graviers, sable, limons, argiles et colloïdes.
Elle se mesure par analyse granulométrique pour les fractions des grains
grossiers et par sédimentation pour les fractions argileuses.
I.4.2.La compressibilité
C’est la propriété du matériau latérite à réduire au maximum sa porosité.
Elle définit l’aptitude du matériau à se laisser comprimer au maximal pour
une énergie de compactage et un taux d’humidité donné. Ainsi comprimé, le
matériau voit son volume et son indice du vide décroître. Plus la densité du
matériau augmente, plus faible est sa porosité et moins d’eau peuvent s’y
pénétrer.
La compressibilité est mesurée par l’essai PROCTOR.
I.4.3.La plasticité
C’est l’aptitude du matériau à être modelée. Elle permet d’établir la
propriété du matériau à subir des déformations sans réactions élastiques notoires
caractérisées par une fissuration ou une pulvérisation.
La plasticité est déterminée par les mesures des limites d’ATTERBERG.
7
I.4.4.La cohésion
C’est la faculté des particules du matériau à s’associer.
Elle exprime la capacité des particules à se maintenir lorsqu’elles sont
soumises à une contrainte de traction. Elle dépend des caractéristiques de collage
ou de cimentation de son mortier grossier (grains<2mm) qui lie les grains inertes
entre eux. Cette propriété est tributaire de la qualité et de la quantité collante des
argiles.
La cohésion se mesure par l’essai de traction à l’état humide.
I.4.5.L’induration
Le phénomène d’induration caractérise les latérites. L’induration des
latérites est supposée lier, depuis déjà fort longtemps, à l’évolution des
sesquioxydes constitutifs. Ces derniers se précipiteraient, se concentreraient et se
cristalliseraient sous l’action de la dissociation.
Autrement dit, l’induration est le durcissement rapide important des sols
latéritiques exposés à l’air.
L’induration de la latérite semble être liée à :
• l’arrangement plus ou moins continu des matériaux constitutifs, ce qui
implique une certaine migration ;
• son état de cristallisation.
Le degré de latérisation est fonction du mode d’immobilisation des
sesquioxydes :
• quand l’immobilisation se fait par précipitation, l’induration est presque
immédiate, sans que l’on observe un stade de dessiccation ;
• si l’immobilisation se fait par floculation, il se forme un dépôt de films
colloïdaux sur les parois des pores et canalicules.
L’induration n’est pas systématique. Elle ne se réalise que s’il y a dissociation,
ce qui provoque un phénomène de vieillissement de la pâte qui se cristallise plus
ou moins rapidement.
8
II..55..Les constituants des latérites [9], [5], [21]
I.5.1.Le fer
Le fer se présente sous deux formes ; soit sous forme d’oxyde comme
Limonite 2 3( )Fe O , Magnétite ( )3 4Fe O , Hématite ; soit sous forme d’hydroxyde
comme la Goethite ( )2 3 2 2, 2Fe O H O ou FeO H .
I.5.2.L’aluminium
L’aluminium se présente sous trois formes ; soit sous forme d’oxyde comme
le Corindon (Al2O3) ; soit sous forme d’hydroxyde comme le Diaspore
( )2 3 2,Al O H O , Gibbsite ou Hydrargillite ( )2 3 2,3Al O H O , Boehmite ( )2AlO H ; soit
sous forme combinée à la silice dans le kaolinite ( )( )2 5 2 4,Si O Al OH .
L’alumine assure la plasticité de la latérite : plus la teneur en alumine est
élevée plus la plasticité est grande.
I.5.3.Le titane
Le titane se présente sous forme d’ilménite 3( )FeTiO ou d’autres formes
mais toujours combinée au fer.
I.5.4.La silice
La silice se présente sous forme combinée aux différents silicates d’alumine
ou sous forme de silice libre ou quartz. Elle joue le rôle d’éléments dégraissants et
de squelette du produit fini.
I.5.5.Les minéraux argileux
Ils se présentent sous forme de Kaolinite, Halloysite, Illite, Montmorillonite.
I.5.6.Le manganèse
Il apparaît sous forme d’oxyde MnO présent en faible quantité.
9
II..66..Utilisation des latérites [10], [11], [21]
I.6.1.Utilisation dans le domaine de la constructio n
I.6.1.1.Les latorex
C’est un parpaing de terre dont la production industrielle est obtenue en
additionnant de la chaux comprimée avec la latérite, l’ensemble est traité sous
autoclave vers 100°C. Le produit obtenu est appelé « latorex »
I.6.1.2.Ciment pouzzolanique
C’est un liant pouzzolanique de synthèse élaboré à partir des latérites
calcinées en moyenne température.
L’activation thermique de certains composants minéraux des latérites dans
des plages de température allant de 300°C à 900°C, produit une déshydroxylation
qui conduit à des phases cristallographiquement désorganisées, beaucoup plus
réactive que les phases plus ou moins cristallisées originelles. Les latérites
calcinées et mélangées à la chaux ou ciment en présence d’eau permettent
d’obtenir des liants pouzzolaniques de bonne qualité.
I.6.1.3.Construction traditionnelle Malagasy
� Confection 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 boeufs 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. Un étage est constitué d’une couche
de 75 cm.
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 efface aux intempéries (pluie, cyclone), ces murs restent et
peuvent durer des siècles.
10
� Enduit traditionnel
Le matériau de base est toujours des latérites auxquelles on ajoute de gros
sable et de la bouse de vache.
L’analyse de 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 ou dans la bouse de vache qui serait utile en
tant que nourriture des microorganismes ferroreducteurs.
� 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 ; 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.
11
Tableau n°3 : Utilisation des latérites pour la con struction
Construction urbaine
permanente, où les
précipitations dépassent
76 cm/an
Construction rurale
d’envergure modeste.
Pluviométrie modeste
Granulométrie Pas moins de 33% de
sable
Argile maximum 20%
Argile minimum 5%
Pas moins de 40% de
sable
Argile maximum 30%
Argile minimum 5%
Plasticité 2.5% 22%pI< <
1 50%W <
2.5% 30%pI< <
1 50%W <
Teneur en eau optimum
(TEO)
10% 14%TEO< < 7% 16%TEO< <
Essai granulométrique
simplifié par lavage sur
tamis (prise d’essai 200g)
Sable + gravier : 70%
Argile + limon : 30%
Source : stabilisation des latérites pour la fabrication de parpaings de terre
I.6.2.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.
I.6.3.Utilisation en métallurgie
Plusieurs métaux rares et nobles peuvent être extraits des latérites tels :
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.
I.6.4.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 a la
synthétisation des zéolites.
12
I.6.5.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).
I.6.5.1.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.
I.6.5.2.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
Chapitre II: LA STABILISATION
IIII..11..Définition [12], [13]
La stabilisation de la terre a été pratiquée depuis de très long temps, mais
malgré cela, la stabilisation n’est toujours pas une science exacte et l’on ne
connaît pas jusqu’à ce jour de stabilisation miracle.
La stabilisation n’est pas une obligation ; on peut très bien s’en passer et
construire en terre sans stabiliser. Pourtant, on relève une tendance actuelle qui
préconise un recours trop systématique à la stabilisation, solution adaptée à tous
les problèmes. Il convient donc d’insister sur le fait que le recours à la stabilisation
ne doit être envisagé qu’en cas de nécessité absolu et qu’il doit être évité dans un
contexte d’économie de pénurie (si l’on prend en compte les risques).
Stabiliser la terre c’est modifier la terre locale pour qu’elle convienne au
mieux aux exigences, c'est-à-dire, modifier les propriétés d’un système
terre-eau-air pour obtenir des propriétés permanentes compatibles avec une
application donnée.
IIII..22..Objectifs
Les principaux objectifs de la stabilisation consistent à :
• obtenir des 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 de l’eau ;
• 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 ;
• obtenir une meilleure cohésion ;
IIII..33..Paramètre de stabilisation
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 ;
14
• 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.
On a trois possibilités d’intervention sur la structure et la texture de la terre :
• réduire les volumes des vides entre les particules, c'est-à-dire agir sur la
porosité ;
• colmater les vides qui ne peuvent être supprimés, c'est-à-dire agir sur la
perméabilité ;
• améliorer les liens entre les particules, c'est-à-dire, agir sur la résistance
mécanique ;
IIII..44..Types de stabilisation
Il y a trois façons possibles de stabiliser la terre. Ces trois procédés
peuvent être appliqués seuls ou en général couplés.
II.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.
II.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 ou soit
par traitement électrique qui favorise un drainage de la terre lui conférant de
nouvelles qualités structurales.
II.4.3.Stabilisation Chimique
La terre est additionnée à d’autres matériaux ou produits chimiques qui
modifient ses propriétés. Les modifications résultent de réactions physico-
chimiques entre les constituants actifs de la terre et les matériaux, entraînent la
formation de nouvelles phases au sein de la texture et l’enrobage maximum des
grains inertes.
15
IIII..55..Les stabilisants [2], [11], [12]
Les stabilisants sont des matériaux qui sont souvent des liants permettant
l’amélioration des performances physico-mécaniques des sols. Toutefois, le
principe de stabilisation peut varier selon le type de stabilisants utilisés.
En général, ces stabilisants sont ceux qu’on utilise avec la stabilisation
chimique, et on peut grouper en deux catégories :
• les stabilisants organiques ;
• les stabilisants minéraux ;
II.5.1.Les stabilisants organiques
Ce sont des produits chimiques d’origine organique ayant des caractères
chimiques susceptibles de modifier ou d’agir sur celles du 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, les plus utilisées sont les bitumes dont leur utilisation
est surtout basée sur le revêtement des chaussées pour leur permettre d’avoir une
bonne tenue vis-à-vis du passage et de l’action de l’eau.
Toutefois, depuis ces dernières années du XXème 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
Américaine (par exemple le Rhénolite), ou Asiatique (par exemple le Reverseal).
Leur principe est toujours le même et cela réside généralement sur
l’imperméabilisation du matériau et la destruction des propriétés hydrophiles des
argiles.
II.5.2.Les stabilisants minéraux
Ce sont de produits chimiques d’origine minérale dont leurs propriétés
chimiques leur permettent de stabiliser les matériaux. Ils peuvent aussi être
appelés liants minéraux. Les plus connus par l’utilisateur sont les ciments, les
chaux, les pouzzolanes.
II.5.2.1.Stabilisation au ciment
L’addition de ciment, même avant compactage, améliore les
caractéristiques du matériau en particulier la réduction de sa sensibilité à l’eau.
16
De plus, l’addition ou l’ajout de ciment dans le matériau, en particulier dans
le sol modifie 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
irréversible le gain de résistance de compactage.
II.5.2.2.Stabilisation à la chaux
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.
A 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.
A 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.
II.5.2.3.Stabilisation par géopolymérisation [16]
Nous savons que la composante argileuse de la latérite est constituée
principalement par la kaolinite.
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
17
température de 50°C à 250°C contrairement aux céram iques qui se fait 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.
IIII..66..Mécanisme de la stabilisation [13]
II.6.1.Densifier
Il y a deux manières différentes pour densifier :
• soit en manipulant la terre mécaniquement de façon à évacuer un
maximum d’air en pétrissant et en comprimant la terre.
• soit en comblant un maximum de vides par d’autres grains.
Pour opérer, la texture de la terre doit être parfaite : le vide laissé entre chaque
groupe de grains sera ainsi comblé par un autre groupe de grains. Il s’agit d’une
intervention directe sur la texture.
II.6.2.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.
II.6.3.Enchaîner
On introduit dans la structure de la terre une matrice tridimensionnelle
inerte et résistante qui va s’opposer à tout mouvement de la terre.
Il s’agit d’une action de consolidation par cimentation qui résulte d’un
remplissage des vides par un liant insoluble capable d’enrober les particules dans
la terre.
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.
18
II.6.4.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 : on utilise les charges
négatives et positives des plaquettes argileuses ou leur composition chimique
pour les lier entre elles par l’intermédiaire d’un stabilisant qui joue le rôle de liant
ou rôle de catalyseur de cette liaison.
• une matrice inerte est formée par les argiles : un stabilisant réagit avec
l’argile et forme un nouveau matériau insoluble et inerte par précipitation, une
sorte de ciment, c’est une réaction pouzzonalique obtenue avec la chaux, une
réaction lente essentiellement dépendante de la quantité et de la qualité d’argile.
II.6.5.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, les pores, les fissures, et microfissures sont remplis
d’une matière insensible à l’eau ;
• une matière est dispersée dans le terre puis, au moindre contact avec
l’eau, va s’expanser et obturer les accès aux pores (exemple : bentonite).
II.6.6.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 quaternaire ou résine) ou bien l’échange ionique
contribue à éliminer au maximum l’absorption à l’adsorption de l’eau.
IIII..77..Exemple de quelques normes pour la construction en terre [11], [21]
II.7.1.UBC (Union Building Code USA) pour l’adobe s tabilisé
� Compression minimum : 24 kg/cm2
� Module d rupture minimum : 4 kg/cm2
� Absorption en 7 jours maximum : 2.5% du poids sec
� Erosion : profondeur moyenne des trous 0.15 cm
� Teneur en eau maximum : 4% du poids sec
19
� Fissures :
• pas plus de 3 fissures par brique
• pas de fissure plus de 3mm de large et de 7.5cm de long
II.7.2.REEF (CSTB) France 1945 pour terre damée sta bilisée
� Compression : 15 kg/cm2
II.7.3.Recommandations de l’ONU (Inter American Hou sing and Planning
Center: CINVA)
� Résistance humide minimum: 14kg/cm2
� Perte de poids après 12 cycles de mouillage séchage:
• Constructions urbaines : 5% pour tous climats ; 10% en climat sec ;
• Constructions rurales modestes : 10% pour tous climats
II.7.4.Recommandation pour l’adobe stabilisé (PEROU )
� Résistance à la compression :
• 17.6 kg/cm2 : BON
• 17.6 kg/cm2 à 14 kg/cm2: LIMITE
• < 14 kg/cm2 : MAUVAISE
� Module de rupture :
• >3.5 kg/cm2: BON
• <3.5 kg/cm2: MAUVAISE
� Absorption :
• <2% : EXELLENT
• 2 à 3% : BON
• 3 à 4% : PASSABLE
• 4% : INSUFISANT
20
Chapitre III: LES ADDITIFS
IIIIII..11..L’argile [1], [12], [22]
D’une manière générale, l’argile est une matière première terreuse
susceptible de donner, une fois mélangée à l’eau, des pâtes plastiques à l’origine
des produits en terre cuite.
C’est l’un des plus anciens matériaux utilisés en céramique par l’homme
depuis la haute antiquité et par toutes les civilisations.
L’argile est composée, en général, par une large part de silicate l’aluminium
plus ou moins hydratée. Ses composants sont l’oxyde d’alumine (environ 40%),
l’oxyde de silice (environ 46%), et l’eau (environ 14%).
La kaolinite ( )( )2 5 2 4Si O Al OH , la Montmorillonite et l’Illite constituent les
minéraux les plus abondants dans les argiles.
Les argiles ont des propriétés caractéristiques et variées.
Le domaine d’utilisation des argiles est très varié (industrie
pharmaceutique, en céramique). L’utilisation des argiles pour la stabilisation des
sols, dans le domaine des matériaux et du génie civil est due à leurs facultés à
modifier les propriétés physico-chimiques des minéraux par les réactions de
neutralisation électrique.
IIIIII..22..La chaux
La chaux est un oxyde de calcium obtenu par calcination des pierres à
chaux (calcite, craie, marbre, etc.). C’est une matière blanche amorphe et avide
d’humidité. A l’état anhydre, elle porte le nom de chaux vive à la chaux caustique
et à l’état hydraté, elle devient de la chaux éteinte.
La chaux est un produit très utile et connu depuis des temps immémoriaux.
Parmi ces nombreuses utilisations, figure son emploi en tant que liant à fresque,
composant majeure des mortiers et complément des plâtres. Comme liant, elle ne
doit plus être utilisée seule mais mélangée avec d’autre liant (caséine, acrylique,
vinyle, etc.) pour éviter qu’elle ne devienne pulvérulente comme un pastel sec.
Elle présente une très relative plasticité et une aptitude à laisser s’échapper l’eau,
une des propriétés qui lui permet d’être à l’abris de certains accidents picturaux
comme les craquelures et les cloques.
21
La chaux est utilisée pour modifier les propriétés du matériau latérite.
L’action de la chaux sur les fractions argileuses contenues dans un sol provoque
la modification des liaisons entre particules : l’argile acquiert une structure floculée
et les liaisons formées par réaction argile chaux entraînent la formation de
nouveaux cristaux qui viennent cimenter les grains du sol. La terre devient ainsi
moins plastique, moins sensible à l’eau et la résistance à la compression
augmente considérablement.
IIIIII..33..L’ail ou « allium sativum »
C’est une plante à bulbe de la famille des liliacées utilisée comme
condiment. En bactériostatique, d’où son intérêt en médecine, il favorise les
réactions d’oxydoréduction.
Comme composition chimique, l’ail contient 60% à 65% d’eau, 10% à 27.5% de
glucides (fructosane, fructose, glucose et saccharose), 3% de fibre (pectines,
mucilages, cellulose, hémicellulose), 6% de protéines (acides aminés soufrés,
cystéines, méthionines). Il contient aussi des minéraux tels que le potassium, le
soufre, le phosphore, le calcium, le magnésium, le chlore, le sodium, et quelques
oligoéléments (fer, zinc, manganèse, cuivre, bore, nickel, molybdène, iode et
sélénium).
En découpant et en broyant de l’ail, plusieurs réactions chimiques se
déclenchent donnant des nouveaux composés chimiques dont l’allicine. Lors de la
cuisson, l’allicine se modifie pour donner un mélange de molécules soufrées
comme l’ajoène qui est un anticoagulant.
Hormis ses nombreuses vertus thérapeutiques comme anticholérique,
antidiurétique, contre la peste, neutralise tous les venins, l’ail est utilisé comme
matériaux de base pour la fabrication de très bonne colle
L’ail est aussi utilisé comme fortifiant pour les bâtisseurs.
IIIIII..44..Le lait
Le lait est un aliment complet formé par un mélange complexe de matières
grasses, de protéines, de sucres, de sels minéraux.
Il contient également des enzymes, de calcium, des vitamines et de l’eau
(environ 90%). Les proportions de ces divers éléments varient suivant l’espèce
animale considérée.
22
La caséine du lait est un produit qui a longuement montré son utilité dans
plusieurs secteurs notamment dans l’industrie de la peinture, du papier et du
textile. C’est une substance protéique qui précipite lors d’une acidification légère.
Elle est soluble et est utilisée en tant que complément alimentaire et aussi en tant
qu’adhésif.
Tableau n°4 : Composition chimique moyenne de lait de vache [g/l]
Matière sèche 125 – 135
Humidité 900 – 910
Glucides 48 – 50 Lactose (99%)
Matières azotées totales 31 – 38 Lait standard : 32
Azote non protéique 0.01 – 1.2 Urée : 0.3 – 0.4
Lipides 35 – 45 Lait standard : 40
Cendres 7 – 7.5 Calcium : 1-1.4
Phosphore : 0.8-1.1
Magnésium : 0.12
Fer : 0.0006
IIIIII..55..Le blanc d’œuf
Le blanc d’œuf est constitué de 1% à 2% de corps gras, 12% d’albumine et
85% d’eau. C’est un composé très maigre (peu de matière grasse, mais très
visqueux et onctueux). Il est transparent et confère une très bonne vivacité.
L’albumine de part sa structure (groupe de protéines simples constituées de
carbone, hydrogène, d’azote, et du soufre) est coagulable sous l’action de la
chaleur. Elle forme une pâte qui, mélangée avec la chaux éteinte, se transforme
en une masse très dure, utilisée comme ciment pour réparer les poteries cassées.
Il est, depuis longtemps, employé comme adjuvant car il apporte de la
fluidité aux pâtes étant donné sa charge en eau.
Employé seul, il devient friable au séchage. D’où la nécessité de l’associer
à un autre produit (par exemple liant aqueux).
23
IIIIII..66..Adjuvant hydrofuge
C’est parmi les adjuvants hydrofuges pour mortier et béton. Il peut
améliorer le comportement de notre brique vis-à-vis de l’eau.
Le nom de l’adjuvant que nous avons utilisé est le Néantol. Ce produit est
fabriqué en Italie et commercialisé dans les quincailleries d’Antananarivo. Il est
vendu sous forme de poudre très fine de couleur blanche cassée.
Son utilisation est très facile parce qu’il y a une indication sur son
emballage. Une petite quantité de ce produit, dans notre cas 2%, peut être utilisée
avec une grande quantité de ciment ou de sol.
24
A- CARACTERISATION DES MATIERES PREMIERES ET DES
PRODUITS FINIS
Chapitre I: IDENTIFICATION DE LA LATERITE
L’identification correcte est un pas essentiel dans la prise de décision
concernant l’utilisation de la terre, mais les essais de terrain peuvent également
donner une indication quant à la nécessité de passer par les essais de laboratoire
qui sont évidement plus sophistiqués, plus longs à exécuter et surtout beaucoup
plus coûteux.
II..11..Identification sur terrain [10], [11], [13]
I.1.1.Analyses préliminaires
Sur le terrain, en prenant connaissance de latérite susceptible d’être
employée pour construire, il importe de pratiquer quelques essais rapides
d’identification. Ces essais de terrain, simple, permettent d’apprécier certaines
caractéristiques du matériau et de confirmer ou d’affirmer, l’aptitude de la latérite
pour son emploi en construction. Ces essais sont assez empiriques, aussi
convient-il de les répéter afin de ne pas rester à des impressions. Ces essais
indiquent si des analyses complémentaires de laboratoires seront nécessaires.
I.1.1.1.Examen visuel
On examine à l’œil la latérite sèche pour apprécier l’importance de sa
fraction sableuse et de sa fraction fine. On enlève les gros cailloux, les graviers et
les gros sables pour faciliter l’évaluation. La fraction fine est constituée par les
éléments de diamètre inférieur à 0.08mm. Cette dimension se trouve à la limite de
la visibilité à l’œil nu.
I.1.1.2.Essai de l’odeur
On sent la terre que l’on vient de l’extraire. Elle est de nature organique si
l’odeur est amplifiée si l’on chauffe ou humidifie la terre.
I.1.1.3.Essai de morsure
On mord un pincé de terre et on l’écrase légèrement entre les dents.
• La latérite est sableuse si elle crisse avec une sensation désagréable.
25
• La terre est silteuse ou limoneuse si le crissement ne donne pas une
sensation désagréable.
• La terre est argileuse si l’on éprouve une sensation lisse ou farineuse ou si
une pastille de terre sèche est collante quand on y applique la langue.
I.1.1.4.Essai de toucher
L’impression obtenue au toucher permet de déterminer, sur place avec
exactitude suffisante, le composant de base d’un sol.
On prend un échantillon dont on retire les particules les plus grosses, de
dimension supérieure à 5mm, on malaxe ou on effrite cet échantillon entre les
doigts et la paume de la main :
• la terre est sableuse si l’on éprouve une sensation de rugosité et si elle ne
présente aucune cohésion ;
• la terre est limoneuse si l’on a l’impression d’une faible rugosité et si
l’échantillon humidifié devient moyennement plastique ;
• la terre est argileuse si, à l’état sec, elle présente des mottes ou concrétions
qui résistent à l’écrasement et si elle devient plastique et collante lorsqu’elle est
humidifiée.
I.1.1.5.Essai au lavage
On se lave les mains avec de la terre légèrement mouillée. La terre est
sableuse si les mains se rincent facilement. La terre est silteuse si elle paraît
pulvérulente et si les mains ne sont pas trop difficiles à rincer.
I.1.1.6.Essai de l’éclat
Une boulette de terre légèrement humide est coupée en deux avec un
couteau. Un aspect terne de la surface entaillée indique une latérite plutôt silteuse.
Un aspect brillant indique que l’on est en présence d’une latérite argileuse
plastique.
I.1.1.7.Essai de l’adhérence
On prend une masse de terre humide qui ne colle pas aux doigts et on y
enfonce une spatule ou un couteau.
• La latérite est très argileuse si la spatule s’enfonce difficilement et si la
latérite y adhère lorsqu’on la retire.
26
• La latérite est moyennement argileuse si la spatule pénètre sans grande
difficulté et si la terre y adhère quand on la retire.
• La latérite est peu argileuse si l’on pénètre et retire la spatule sans effort
même si elle demeure sale lorsqu’on la retire.
I.1.1.8.Sédimentation
Les précédents essais ont permis entre autres de se faire une idée de la
texture de la latérite et des qualités de ses fractions distinctes ainsi que de la
qualité de la fraction fine, mais cette idée demeure somme toute assez grossière.
Il est possible de réaliser un test de sédimentation simplifiée, sur le terrain, qui
apportera quelques idées sur les quantités des fractions texturales. Le matériel
utilisé est simple : un flacon de verre transparent, cylindrique à fond plat, de
capacité minimale de 1L et doté d’un col assez large pour pouvoir l’obturer de la
main. La procédure est la suivante :
• Remplir avec de la terre le flacon jusqu’à 1
4de sa hauteur et compléter
les 3
4 du volume avec de l’eau pure.
• Obturer l’ouverture et agiter vigoureusement.
• Laisser décanter le mélange et agiter de nouveau après 1h.
• Laisser décanter environ 45min.
Après on peut constater que les sables se sont déposés au fond du flacon,
surmonter d’une couche de silt et une couronne de couche d’argile. Au-dessus de
l’eau surnagent les débris organiques. Eventuellement, les colloïdes fins restent
en suspension dans l’eau.
• Mesurer les hauteurs des différentes couches et la hauteur totale du
sédiment, après 8 heurs, ce qui donne une idée grossière de la proportion des
divers éléments.
I.1.1.9.Retrait
Le test de retrait linéaire est réalisé à l’aide d’une boite en bois de 60cm de
long, 4cm de large et 4cm de profondeur. Les faces internes de la boite sont
graissées avant de la remplir de terre humide à la teneur en eau optimum. La terre
est tassée dans les angles de la boite avec une petite palette en bois qui sert
27
aussi à aplanir la surface. La boite remplie est exposée au soleil 3 jours ou à
l’ombre 7 jours.
Après ce délai, on pousse la masse de terre sèche et durcie à l’une des
extrémités de la boite et l’on mesure le retrait total de la latérite à l’autre extrémité
de la boite.
I.1.2.Analyse visuelle des fines
Les analyses sont réalisées sur la fraction de « mortier fin » dont le
diamètre est inférieur à 0.4mm ; isolé par tamisage ou par le test de décantation à
partir de la fraction de grains de diamètre inférieur à 2mm.
I.1.2.1.Test de résistance à sec
• Préparer 2 ou 3 pastilles de latérite molle.
• Faire sécher les pastilles au soleil jusqu’à ce qu’elles soient totalement
sèches.
• Casser ensuite la pastille de la terre et essayer de la réduire en poudre
entre le pouce et l’index.
• Evaluer la résistance de la pastille et interpréter (voir tableau n°5).
I.1.2.2.Test de ressuage
• Confectionner une boule de « mortier fin » de 2 à 3cm de diamètre.
• Mouiller la boule jusqu’à ce qu’elle se tienne sans coller au doigt.
• Aplatir légèrement la boule dans la paume de la main : extension
horizontale et du tranchant de l’autre main.
• Frapper vigoureusement la paume portant la boule aplatie pour en faire
sortir l’eau. L’aspect de la latérite peut être lisse, brillant ou gras.
• Presser ensuite la boule plate entre le pouce et l’index et observer les
réactions, interpréter ensuite (voir tableau n°5).
I.1.2.3.Test de consistance
• Confectionner une boule de « mortier fin » de 2 à 3cm de diamètre.
• Mouiller pour pouvoir modeler sans que la latérite soit collante.
• Rouler la boule sur une surface plane et propre jusqu’à obtenir peu à peu
un cordon mince.
28
Si le cordon casse avant un diamètre de 3mm, la latérite est trop sèche,
rajouter un peu d’eau. Le cordon doit se fractionner lorsque son diamètre est égal
à 3mm. Le cordon brisé, reconstituer une boulette et écraser entre le pouce et
l’index, interpréter ensuite (voir tableau n°5).
I.1.2.4.Test de cohésion
• Confectionner un rouleau de la latérite de la taille d’un cigare de diamètre
égal à 12mm. La latérite ne colle pas et peut être modelée en un cordon continu
de diamètre égal à 3mm. Le cordon est placé dans la paume de la main.
• L’aplatir entre le pouce et l’index en commençant par une extrémité jusqu’à
obtenir un ruban de 3 à 6mm de largeur (manipuler avec précaution), pour obtenir
la plus grande possible.
• Mesurer la longueur obtenue avant que le ruban ne se casse.
• Interpréter ensuite (voir tableau n°5).
Tableau n°5: Interprétation des analyses visuelles des fines
Observations interprétations
1. Test de résistance à sec
Grande résistance à sec La pastille est très difficile à casser, elle se
brise avec le claquement, tel un biscuit sec.
On peut écraser la latérite entre le pouce et
l’index, seulement l’effriter sans la réduire
en poudre : presque pure.
Résistance moyenne à sec La pastille n’est pas trop difficile à casser.
On arrive à la réduire entre le pouce et
l’index après quelques efforts : argile
silteuse ou sableuse.
Faible résistance à sec La pastille se casse facilement et se
réduire en poudre entre le pouce et l’index
sans aucune difficulté : silt ou sable fin, peu
d’argile.
29
Suite tableau n°5
2. Test de ressuage
Réaction rapide 5 à 6 coups suffisent pour faire venir l’eau
à la surface. En pressant, l’eau disparaît
puis la boule s’effrite : sable très fin ou silt
grossier.
Réaction lente 20 à 30 coups sont nécessaires pour que
l’eau vienne à la surface. En pressant, la
boule ne se craque pas ni ne s’effrite ; elle
s’aplatit : silt légèrement plastique ou argile
silteuse.
Réaction très lente ou nulle Aucune réaction de ressuage en surface.
En pressant, la boule demeure brillant :
terre argileuse.
3. Test de consistance
Cordon dur La boulette reconstituée s’écrase
difficilement, ne se fissure ni ne s’émiette :
beaucoup d’argile.
Cordon mi-dur La boulette reconstituée se fissure et
s’émiette : peu d’argile.
Cordon fragile Il est possible de reconstituer une boulette
sans qu’elle ne casse ni ne s’émiette :
beaucoup de sable et de silt, très peu
d’argile.
Cordon mou ou spongieux Les cordons et les boulettes reconstitués
sont mous et spongieux : terre organique.
4. Test de cohésion
Ruban long : 25 à 30cm Beaucoup d’argile
Ruban court : 5 à 10cm Faible teneur en argile
Pas de ruban Très faible teneur en argile
30
II..22..Identification au laboratoire [10], [11], [12], [1 6]
Avant d’utiliser une latérite comme matériau de construction, il faudrait
mieux envoyer un échantillon dans un laboratoire spécialisé. En effet, la
connaissance de ces caractéristiques, surtout ses caractéristiques physiques,
permettra de se faire une idée sur la potentialité de cette terre.
Les méthodes de détermination des principales caractéristiques physiques
sont décrites ci-après.
I.2.1.Masse volumique apparente ρ
On appelle masse volumique apparente d’un sol la masse d’un volume
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.
Elle est exprimée par la formule suivante :
m
Vρ =
Avec m : masse de l’échantillon [Kg]
V : volume de l’échantillon [l]
Elle est déterminée en procédant par l’essai suivant :
• remplir un récipient taré de 1 litre de volume avec le matériau versé en filet
continu à l’aide d’un entonnoir ;
• araser ensuite la surface en évitant de tasser ;
• peser le tout.
I.2.2.Poids spécifique : sγ
C’est le poids d’une quantité de matériau tel que le volume occupé
réellement par la matière solide soit égal à l’unité. Sa détermination se fait avec un
pycnomètre.
I.2.3.Densité apparente dγ
C’est la masse volumique apparente du matériau rapportée à celle de l’eau.
deau
ργρ
=
31
I.2.4.Surface spécifique : wS
On appelle surface spécifique d’un granulat, la surface totale développée
par les grains en cm2, dans un gramme de granulat.
La méthode de détermination la plus utilisée est celle de BLAINE. Cette
méthode préconise l’utilisation d’un appareil appelé « perméabilimètre de
BLAINE ». La surface spécifique est alors dénommée « surface spécifique de
BLAINE ».
I.2.5.Porosité, Compacité
La porosité est le rapport du volume des vides ; c'est-à-dire du volume
occupé de l’air, l’eau ou des deux fluides simultanément ; au volume total du sol.
Elle est exprimée par la formule :
vn
V=
Avec v : volume du vide ;
et V : volume du matériau
Dans le volume unité, les grains solides occupent donc un volume ( )1 n− .
Ce volume ( )1 n− s’appelle la compacité, notée c.
I.2.6.Indice des vides
L’indice des vides est le rapport du volume des vides au volume des grains
solides.
On utilise également l’indice des vides « e » qui fait double emploi avec la porosité
« n » mais dont l’utilisation est plus commode dans certains problèmes.
Il est exprimé par la formule suivante :
1
n ne
n c= =
−
I.2.7.Teneur en eau naturelle et degré de saturatio n
I.2.7.1.Teneur en eau naturelle
La teneur en eau est définie par le rapport, exprimée en pourcentage, du
poids d’eau que le matériau contient au poids de ses éléments secs, après
dessiccation à 15°C jusqu'à poids constant.
32
Elle correspond à la totalité de la quantité d’eau interstitielle ainsi qu’une
partie de l’eau absorbée et d’une très faible quantité d’eau de constitution.
Elle permet d’apprécier l’état dans lequel se trouve le sol.
Elle est exprimée par la relation :
100e
s
PW
P= ×
Avec Pe : pois d’eau [Kg];
et Ps : poids du matériau [Kg]
I.2.7.2.Degré de saturation
Le degré de saturation « SR » indique la quantité d’eau que contient le sol.
C’est le rapport du volume occupé par l’eau au volume total des vides. Lorsque le
terrain est sec,
SR = 0. Lorsque le terrain est saturé, c'est-à-dire lorsque l’eau baigne tous les
vides du squelette granulaire, SR = 1.
I.2.8.Granulométrie
Lorsqu’on regarde un sol de près, on s’aperçoit immédiatement qu’il est
formé de particules de dimensions très variées. En effet un sol peut contenir des
cailloux de 10 cm et plus, ou des particules ultra argile de dimension inférieure au
micron.
L’analyse granulométrique a pour but d’étudier la taille de ces particules et
de mesurer l’importance relative de chacune des fractions du sol de dimensions
bien définies : gros éléments, graviers, sable, limons, argiles.
La classification de l’agronome suédois ATTERBERG est la plus ancienne,
la plus simple et l’une des rependues, elle suit une progression géométrique de
raison 1/10 (tableau n°6).
33
Tableau n°6 : Classification des particules selon A TTERBERG
Eléments Dimensions
Enrochement Plus de 200 mm
Cailloux 200 mm à 20 mm
Graviers 20 mm à 2 mm
Sable gros 2 mm à 0.2 mm
Limon 20 µm à 2 µm
Argile 2 µm à 0.2 µm
Ultra argile Moins de 0.2 µm
La classification du MIT (Massachusetts Institue of Technology) adoptée
par les normes allemandes, apporte une retouche à la classification d’
ATTERBERG sans pratiquement rien modifier d’autre. Cette classification est
bâtie sur les nombres 20 et 63 qui appartiennent tous les deux à une même série
de Renard (progression géométrique de raison 1
1 0) (tableau n°7)
Tableau n°7 : Classification du MIT
Eléments Dimensions
Pierres Plus de 63 mm
Gravier gros 63 mm à 20 mm
Gravier moyen 20 mm à 6 mm
Gravier fin 6 mm à 2 mm
Sable gros 2 mm à 0.6 mm
Sable moyen 0.6 mm à 0.2 mm
Sable fin 0.2 mm à 0.06 mm
Limon grossier 60 µm à 20 µm
Limon moyen 20 µm à 6 µm
Limon fin 6 µm à 2 µm
Argile 2 µm à 0.6 µm
En France la classification la plus utilisée paraît être celle d’ ATTERBERG.
34
I.2.9.Autres caractéristiques
I.2.9.1.Sédimentation
L’analyse granulométrique par tamisage est incomplète : si elle suffit pour la
plupart des applications dans le domaine des travaux routiers, elle est insuffisante
pour la construction en latérite qui exige une analyse de texture des fines avec un
diamètre inférieure à 0.08 µm.
Cette analyse se fait par sédimentation. Cette méthode est basée sur la loi
de STOKES qui exprime la vitesse de décantation d’une particule sphérique dans
un liquide visqueux en fonction du diamètre de la particule.
I.2.9.2.Coefficient d’uniformité
La granulométrie du sol peut être caractérisée par un coefficient
d’uniformité ou coefficient de HAZEN qui est égal au rapport d60/d10 (on rappelle
que dy est l’ouverture du tamis, à travers duquel passe y% du poids des grains)
selon que ce coefficient d’uniformité est plus ou moins voisin de 1, on parle d’un
granulométrie serrée ou étalée.
Pour CAQUOT et KERISEL, une granulométrie est étalée dès que le
coefficient d’uniformité dépasse 2.
Il faut noter toute fois que cette définition varie selon les auteurs (les
normes allemandes par exemple adoptent la valeur 5).
On remarquera que plus la granulométrie est serrée, plus la pente de la
partie médiane de la courbe granulométrique est prononcée. À la suite des
travaux de HAZEN, on admet que la perméabilité d’un sol dépend, en première
approximation, du coefficient d’uniformité et du diamètre d10 qui a reçu le nom de
diamètre efficace.
I.2.9.3.Forme géométrique des grains
Les particules qui composent un sol sont donc de dimensions très variées.
En plus, ces particules peuvent se présenter sous différentes formes. On distingue
trois sortes de grains :
• les particules cubiques ou sphériques
• les particules en plaquettes
• les particules en bâtonnets ou aiguilles
35
I.2.9.4.La couleur
La couleur n’est qu’une utilité faible à nulle en mécanique des sols, elle
revêt une certaine importance du point de vue esthétique.
I.2.9.5.Limites d’ ATTERBERG
Une bonne compacité n’est pas suffisante. Il faut encore que les particules
restent soudées les une aux autres par un liant, c’est-à-dire que le sol soit
cohérent. Dans les sols naturels, la cohésion est due à l’argile et à l’eau.
Pour caractériser la cohésion d’un sol, c’est-à-dire son comportement vis-à-
vis de l’eau, on détermine les limites d’ ATTERBERG.
Les différentes limites d’ ATTERBERG (qui sont des teneurs en eau) sont :
� Limite de liquidité WL
C’est la frontière entre l’état plastique et l’état liquide d’un matériau. Elle
correspond à une teneur en eau au-delà de laquelle la pâte devient liquide, c’est-
à-dire qu’on ne peut plus la travailler.
Elle est déterminée à l’aide de l’appareil de CASAGRANDE ou d’un
pénétromètre de consistance à cône.
� Limite de plasticité PW
C’est la frontière entre l’état solide et l’état plastique. Elle correspond à la
teneur en eau minimale au dessus de laquelle le matériau est encore plastique.
Cet état correspond à une teneur en eau pour laquelle on peut encore rouler le sol
en fil de 3 mm de section sans qu’elle se rompe.
Voici le diagramme représentatif de ces différentes limites d’ATTERBERG :
Phase solide Phase plastique Phase liquide
Sans retrait Avec retrait
0% RW PW LW 100%
Sol sec eau pure
Figure n°1 : Les limites d’ATTERBERG
36
� Indice de plasticité IP
Il caractérise la malléabilité ou le caractère plastique d’un matériau.
Il mesure l’étendue de la plage de teneur en eau dans laquelle un matériau
se trouve à l’état plastique.
Sa valeur est définie par la différence entre la limite de liquidité et celle de
plasticité.
- P L PI W W=
CASAGRANDE définit une relation empirique entre PI et LW
[%] 0.73( 20)P LI W= −
Suivant la valeur de IP, on peut définir le degré de plasticité du matériau.
Tableau n°8 : Degré de plasticité
Indice de plasticité Degré de plasticité
0 à 5 Non plastique
5 à 15 Peu plastique
15 à 40 Plastique
>40 Très plastique
� Indice de consistance
Il caractérise la fermeté d’un matériau selon sa teneur en eau naturelle.
C’est la différence entre la limite de liquidité LW et la teneur en eau W du
sol rapportée à l’indice de plasticité.
Soit :
L Lc
L P P
W W W WI
W W I
− −= =−
TERZAGH définit une échelle de consistance en fonction de la valeur de Ic.
Figure n°2 : Echelle de consistance
37
I.2.9.6.Coefficient d’activité et classification de SKEMPTON [9]
Le coefficient d’activité est défini comme le rapport de l’indice de plasticité Ip
par le pourcentage d’argile de diamètre inférieure à 2µ.
% 'arg 2p
a
IC
d iles µ=
∅ <
Ce coefficient précise l’activité des argiles ; SKEMPTON est allé même plus
loin en élaborant la classification ci-dessous.
Figure n°3 : Classification de SKEMPTON
II..33..Résultats et interprétation [12], [13]
I.3.1.Caractéristiques de la latérite de SABOTSY NA MEHANA
L’échantillon est extrait dans un site à SABOTSY NAMEHANA près du four.
La latérite utilisée avait les caractéristiques suivantes :
• suffisamment plastique pour conférer une certaine stabilité au produit cru
sortant de la filière.
• présentant un certain taux de sable fin, pour la stabilisation au ciment et
donc limiter la consommation de ciment.
I.3.1.1.Essai de terrain
La latérite du site exploré est un sol sain, pratiquement exempt de matières
organiques, avec une teneur en sable relativement faible.
38
Tableau n°9 : Caractéristiques de la latérite de SA BOTSY NAMEHANA
Essais Résultats
Examen visuel Existence d’éléments grossiers et de
grains de sable
Essai de l’odeur On ne sent pas l’odeur de moisi
Essai de morsure Crissement avec une sensation
désagréable
Essai de toucher Sensation de rugosité et peu plastique
Essai de lavage Assez facile à rincer
Essai de sédimentation
(hauteur total de la terre 5cm)
Sable : 1cm
Silt : 2.5cm
Argile : 1.5cm
I.3.1.2.Essais de laboratoire
Les essais de laboratoire ont été commandés auprès de LNTPB
(Laboratoire National des Travaux Publiques et du Bâtiment) pour les analyses
suivantes :
a.-Analyse granulométrique
Le résultat d’analyse granulométrique est résumé dans le tableau ci-
dessous.
Tableau n°10 : Granulométrie de l’échantillon de SA BOTSY NAMEHANA
Ouverture de tamis
[mm]
Refus [%] Refus cumulé [%] Passant cumulé [%]
25 0 0 100
20 9 9 91
2 32 41 59
0.08 3 44 56
56 100 0
39
0
5
1015
20
25
30
3540
45
50
0 5 10 15 20 25 30
Diamètre [mm]
Ref
us [%
]
Figure n°4 : Courbe granulométrie de la latérite de SABOTSY NAMEHANA
La granularité du sol s’inscrit dans le fuseau des terres correctes pour la
stabilisation, la courbe de granulométrique est assez bien étalée et le sol
comporte un pourcentage d’éléments fins assez élevé, valeur nécessaire pour la
stabilité du produit cru.
On peut améliorer la partie creuse supérieure par un ajout d’argile plutôt
grossiers (silt).
b.-Les limites d’ ATTERBERG et teneur en eau nature lle
Elles sont données par le tableau suivant :
Tableau n°11 : Valeurs des limites d’ATTERBERG et t eneur en eau de la latérite de
SABOTSY NAMEHANA
WL [%] WP [%] IP [%] Ic W [%] 54 30 24 1.98 6.3
c.Essai de PROCTOR
L’essai de PROCTOR consiste à déterminer la teneur en eau optimale
permettant d’obtenir la masse volumique maximale par densification. Il donne une
indication très utile pour le cas des briques extrudées.
Pour cet échantillon, on a : TEO=15.1% et la densité sèche correspondante
étant de 1.83Kg/dm3.
40
d.Analyses chimiques
Les résultats d’analyses sont résumés dans le tableau ci-dessous.
Tableau n°12 : Composition chimique de la latérite de SABOTSY NAMEHANA
Eléments Taux [%]
SiO2
Al2O3
Fe2O3
TiO2
CaO
MgO
Na2O
K2O
MnO
Humidité
Pert au feu
43.9
30.4
11.8
0.7
0.2
0.3
Trace
00
00
0.6
12.1
Source : Laboratoire Nationale des Mines
I.3.2.Caractéristiques de la latérite de VONTOVORON A
I.3.2.1.Les propriétés physiques
Elles sont données par le tableau n°13.
Tableau n°13 : Caractéristiques physiques de la lat érite de VONTOVORONA
W [%] dγ [T/m3] sγ [T/m3] Sw [cm2/g]
3.41 1.43 2.78 1106.00
I.3.2.2.Les limites d’ATTERBERG et teneur en eau optimale
Elles sont exprimées en % pondérale. Tableau n°14 : Limites d’ATTERBERG et teneur en eau optimale de la latérite de
VONTOVORONA
WL [%] WP [%] IP [%] Ic TEO [%] 35.95 24.35 11.60 1.83 19.03
41
I.3.2.3.Analyse granulométrique
Les résultats de l’analyse granulométrique par tamisage de la latérite de
VONTOVORONA sont les suivants :
Tableau n°15 : Granulométrie de la latérite de VONT OVORONA
Ouverture des
tamis (mm)
Refus cumulé (g) Refus cumulé (%) Tamisat cumulé
(%)
1.000 13 5.20 94.8
0.630 38 15.20 84.8
0.315 96 38.40 61.6
0.160 163 65.20 34.8
0.080 210 84.00 16
250 100
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1
Diamètre [mm]
Ref
us [%
]
Figure n°5 : Courbe granulométrie de la latérite de VONTOVORONA
42
I.3.2.4.Analyse chimique
Voici les résultats d’analyses :
Tableau n°16 : Composition chimique de la latérite de VONTOVORONA
Constituants Teneur [%]
SiO2 18.32
Al2O3 28.62
Fe2O3 29.17
TiO2 6.29
CaO -
MgO 0.13
Na2O 0.02
K2O 0.01
MnO 0.08
SO3 0.04
P2O3 0.57
Cr2O3 0.21
Perte au feu 16.57
I.3.2.5.Sédimentation
Fraction fine=49.58% et fraction graveleuse=50.42%
C’est une latérite à granulométrie fine et pourrait entraîner une bonne
cohésion pour les briques.
I.3.2.6.pH
6.00g de latérite est additionnée avec 30ml d’eau distillée. Après une
agitation de 5min, le mélange est laissé au repos pendant une heure. Le pH de
l’eau qui surnage est mesuré à l’aide d’un pH-mètre préalablement étalonné.
Le pH mesuré est acide et est égal à 5.3, valeur qui témoigne de la grande
solubilité des oxydes d’aluminium, de manganèse et de fer, une des
caractéristiques importantes pour la stabilité des briques.
43
Chapitre II: CARACTERISATION DES PRODUITS FINIS
Le but de ces essais est de déterminer certaines performances et
propriétés des matériaux, afin de leur attribuer des utilisations qui leur sont
convenables et adéquates.
Les essais de base pour la caractérisation des produits finis sont :
• le retrait ;
• l’absorption d’eau ;
• la résistance à l’écrasement.
On peut compléter ces essais par d’autres essais comme :
• la résistance à la traction ;
• le test d’abrasion ;
• le test d’impact ;
• le test d’érosion.
IIII..11..Les essais fondamentaux [13]
II.1.1.Retrait
Le retrait s’exprime par la variation de longueur ou de dimension au cours
du séchage des briquettes.
On mesure la longueur du produit façonné frais. Après 28 jours de séchage,
on le mesure encore.
Soit :
[%] 100h s
h
d dR
d
−= × ou [ ] 1 2
1
% 100L L
RL
−= ×
Avec 1L : longueur du produit frais
L2 : longueur du produit complètement sec
dh : diamètre du produit frais
ds : diamètre du produit complètement sec
II.1.2.Absorption d’eau
C’est la quantité d’eau absorbée par la brique pendant un certains temps.
Le coefficient d’absorption d’eau de chaque produit est exprimé par la
formule :
44
2[ / .min]m
a g cmS t
=×
Avec m : masse d’eau absorbée par le produit depuis le début de l’immersion en
g ;
S : produit de la longueur et la largeur de la face immergée c’est-à-dire
section immergée en cm2 ;
t : temps écoulé depuis le début de l’immersion en minute.
II.1.3.Résistance à l’écrasement ou à la compressio n
Elle se traduit par la charge limite par unité de surface à laquelle la brique
peut résister sans être écrasée.
Elle est exprimée par la formule :
cb
FR
S=
Avec F : charge maximale supportée par l’éprouvette ;
Sb : section brute moyenne de l’éprouvette
Conventionnellement la résistance à la compression est exprimée en MPa
(ou en bar).
Voici la machine de TESTWELL utilisée pour mesurer la résistance à la
compression. (Bloc technique d’ANKATSO)
45
Figure n°6 : Appareil de mesure des résistances méc aniques (Bloc technique
d’ANKATSO)
II.1.4.Résistance à la traction
C’est la charge limite par unité de section que le matériau peut supporter
sans rupture.
Elle se déduit de la résistance à la compression par la formule :
1
10t cR R=
II.1.5.Résistance au cisaillement
C’est la sollicitation conventionnelle correspondant à la rupture de
l’éprouvette soumise à un essai de flexion.
Elle se déduit de la résistance à la compression par la formule suivante :
10
3cis cR R=
Rcis : résistance au cisaillement
Rc : résistance à la compression
46
IIII..22..Les essais complémentaires
II.2.1.Test d’abrasion
Ce test permet de déterminer la résistance du matériau à l’usure en surface
provoqué par l’action mécanique d’un solide.
Cette résistance est proportionnelle à la compacité.
II.2.2.Test d’impact
Deux briques tenues perpendiculairement l’une par rapport à l’autre sont
choquées plusieurs fois avec force d’impact croissante entre chaque choc. La
dureté du matériau est jugée en fonction de la sonorité restituée par le choc.
II.2.3.Test d’érosion
Le test d’érosion simule une pluie artificielle normalisée que subit la face
exposée à la pluie du bloc d’échantillon. L’arrosage est réalisé à l’aide d’une
pompe maintenant une pression constante de 1,4bars, placée à 20cm du bloc
testé. Le jet, dont la pression est contrôlée au manomètre, est maintenu durant 2
heures perpendiculairement à la surface du bloc.
On mesure ensuite les profondeurs des trous d’érosion et l’on considère la
moyenne des 18 plus grands trous mesurés sur chaque bloc.
47
B- EXPERIMENTATION DES DIFFERENTES METHODES DE
STABILISATION DE LA LATERITE
Chapitre III: EXTRUSION À FROID
IIIIII..11..Préparation des matières premières [13]
Les matières premières utilisées sont : la latérite, l’argile, le ciment et l’eau.
La latérite et l’argile ne sont pas directement utilisables, elles nécessitent
quelques traitements préliminaires : broyage et criblage.
III.1.1.Broyage
Il a pour but de présenter la latérite sous forme de grains relativement fins, en
vue d’améliorer la surface de contact avec d’autres grains, dont ceux du ciment
(augmentation de la surface spécifique de BLAINE).
Il faut donc détruire et briser les mottes et les éléments grossiers.
III.1.2.Criblage
La terre, après avoir été broyée, est tamisée pour éliminer les particules
supérieures à la granulométrie voulue.
L’ouverture du tamis ne doit pas être supérieure à 2mm pour éviter l’usure
prématurée de la machine due aux éléments grossiers qui sont en général des
grains de silice. Cependant, la terre doit comporter une teneur en sable optimale
sinon suffisante pour optimiser la consommation de ciment.
IIIIII..22..Mise en œuvre de la fabrication
Après avoir préparé les matières premières, c’est-à-dire le broyage et le
criblage, on peut passer à la production.
III.2.1.Dosage
Le mélange latérite-argile-ciment varie selon la nature de la terre à utiliser.
Il y a deux façons de faire le dosage.
III.2.1.1.Dosage volumétrique
C’est la méthode la plus courante et la plus simple. Pour ce faire, il faut
disposer de gabarits doseurs dont les volumes sont connus comme les brouettes,
les seaux,…, ou dont le débit est connu ou maîtrisable comme les trémies.
48
III.2.1.2.Dosage pondéral
Cette méthode utilise des matériels de pesage qui doivent avoir une
précision de 10 à 50g selon les quantités pesées. Plus les quantités seront faibles,
plus la balance devra être précise. Il faut s’assurer de la fiabilité de l’opération
(opérateur et balance) ainsi que de son efficacité, sinon le dosage par pesée
n’aura pas d’intérêt.
III.2.2.Malaxage
Après avoir fait le dosage et réalisé le mélange, il faut passer au malaxage.
Il y a deux façons de faire le malaxage.
III.2.2.1.Malaxage à sec
Le malaxage à sec a pour but d’homogénéiser le mélange et donc d’avoir
une bonne répartition du ciment. Il convient d’opérer un bon malaxage à sec et de
respecter le temps minimal de malaxage qui est de 3 à 4 minutes ; sinon on risque
de diminuer l’efficacité de la stabilisation. La baisse des performances peut
atteindre de l’ordre de 20%.
III.2.2.2.Malaxage humide
On humidifie ensuite le mélange à la teneur en eau optimale de moulage.
Cette teneur en eau varie aussi avec la nature de la terre à utiliser (teneur en eau
naturelle).
Une erreur de teneur en eau de 1 à 2% peut engendrer une baisse de 2 à
10% de la masse volumique sèche des blocs.
Il faut noter que pour la stabilisation au ciment, le temps de malaxage
humide ou plutôt le temps de retenue doit être relativement court sous risque de
favoriser une prise anticipée du ciment et la création de concrétions qui seront
néfastes à la résistance mécanique des produits. Un excès de 1 à 2 heures du
temps de retenue peut faire diminuer la qualité du produit de 50%.
III.2.3.Extrusion
La fabrication par extrusion permet de réaliser des produits creux à faible
épaisseur de parois et donc de faible densité apparente.
49
Le mélange humide est introduit dans l’extrudeuse; le façonnage se fait à
travers des filières. A la sortie des filières, les boudins sont découpés suivant la
longueur voulue des produits.
III.2.4.Traitement des produits finis
III.2.4.1.Cure
La résistance d’un béton, donc celui de la terre, croît avec l’age. Tous les
sols n’ont pas un comportement identique ; toutefois une période de cure d’au
moins 5 jours (et jusqu’à 14 jours) est absolument indispensable.
Pendant cette période, on maintiendra le produit en ambiance humide et
chaude (si possible) à l’aide de bâches ou des feuilles plastiques avec une
fermeture aussi étanche que possible, car la présence de l’eau à l’intérieur du bloc
est indispensable pour que la prise du ciment puisse se poursuivre. On assure
ainsi une résistance maximale du produit fini.
Pendant la cure, il faut éviter un dessèchement de surface trop rapide qui
provoque des fissures de retrait consécutives à des tensions superficielles. Les
produits finis doivent donc être stockés à l’abri du soleil et du vent.
III.2.4.2.Séchage
Après la cure, on procède au séchage qui consiste à évaporer l’eau, qui se
fait aussi à l’abri du soleil pour éviter un retrait trop rapide, la période de séchage
sera d’environ 14 jours.
III.2.4.3.Stockage
Après la cure complète, c'est-à-dire cure + séchage, d’environ 28 jours, les
produits peuvent être utilisés pour la construction. Ils sont prêts pour être livrés ou
bien entreposés sur une aire de stockage.
IIIIII..33..Déroulement de fabrication
Les essais de production sont effectués dans l’usine TABIMA ;
III.3.1.Préparation des matières premières
Pour la latérite et l’argile, nous avons procédé comme suit :
• séchage à l’air libre, à l’abri de l’humidité ;
• broyage manuel avec un dame ;
50
• criblage avec un tamis d’ouverture de 1.5mm.
III.3.2.Provenances des matières premières
III.3.2.1.La latérite
La latérite utilisée est l’échantillon de SABOTSY NAMEHANA
III.3.2.2.L’argile
L’argile de correction utilisée est la même que celle consommée par l’usine
TABIMA pour la fabrication de brique en terre cuite. Elle est plutôt limoneuse, plus
ou moins grossière et paraît plastique.
Elle aura pour mission d’augmenter la cohésion de la pâte et donc sa
stabilité relative à la sortie de l’extrudeuse (pâte semi ferme).
III.3.2.3.Le ciment
Le liant utilisé était le CPA 45, fabriqué à IBITY ANTSIRABE, de prise
normale.
III.3.2.4.L’eau
C’est l’eau de puit qui présente une certaine pureté car elle est, d’ailleurs,
consommée par les ouvriers de l’usine.
III.3.3.Dosage
La méthode de dosage utilisée est le dosage volumétrique.
Les documents disponibles renseignaient sur les compositions types à
adopter et qui se présente comme suit en dosage pondéral :
Tableau n°17 : Dosage pondérale théorique pour la s tabilisation par extrusion
Matières Taux [%]
Latérite 65 à 75
Argile 15 à 25
Ciment 06 à 12
Eau 16 à 22
Sur la base des résultats, le dosage volumétrique adopté est le suivant :
• 15 volumes de latérite soit 69% avec 31.3 /L Kg dmρ =
51
• 5 volumes d’argile soit 23% avec 30.9 /A Kg dmρ =
• 1.75 volumes de ciment soit 8% avec 31.2 /C Kg dmρ =
Enfin le dosage volumétrique adopté correspond au dosage pondéral suivant :
Tableau n°18 : Dosage pondérale utilisée pour la st abilisation par extrusion
Matières Taux [%]
Latérite 75
Argile 17
Ciment 08
III.3.4.Mise en œuvre
Après avoir déterminé la quantité de chaque constituant à utiliser, on effectue
un malaxage à sec, manuellement, pendant 15 minutes. Le mélange est ensuite
versé dans la trémie d’alimentation de la chaîne de fabrication de briques cuites
de TABIMA, puis passe dans un malaxeur après avoir été humidifié à raison de
20% de l’eau environ de son poids.
Le produit de malaxage est ensuite envoyé dans une extrudeuse, à la sortie, le
boudin est découpé selon le modèle voulu.
Les produits subissent une cure durant 3 jours où le ciment poursuit sa prise,
puis une phase de séchage pendant 25 jours. Enfin ils peuvent être manipulés et
disposés sur une aire de stockage après 3 jours.
IIIIII..44..Tests sur le produit et résultats
Les résultats sont présentés dans le tableau n°19.
Tableau n°19 : Caractéristiques des briques extrudé es
Type de
bique
Retrait [%] Absorption [%]
(après 48 h)
Rc [bar]
Etat sec Etat humide
A 2.35 24 29.20 13.50
52
Ce produit en terre stabilisée offre des résultats assez satisfaisants en
matière de résistance à la compression à sec. Le résultat à l’état humide est par
contre modeste, cela proviendrait des faits suivants :
• insuffisance du degré de malaxage à sec et humide
• insuffisance du degré de densification au niveau de l’extrudeuse,
insuffisance due au disfonctionnement de la pompe à vide.
53
Chapitre IV: UTILISATION DE STABILISANTS ROUTIERS
IIVV..11..Les matières premières [12]
IV.1.1.La latérite
La latérite utilisée est celle extraite sur le site de VONTOVORONA.
IV.1.2.Les stabilisant routiers utilisés
Ce sont des produits chimiques de nature organique et l’objectif, selon les
fabricants, c’est de modifier les propriétés physico-chimiques des matériaux
traités. Cette modification de propriétés influera sur la performance mécanique
pour passer d’un état non favorable voire non utilisable à un état meilleur en tant
que matériaux de construction.
Ce sont :
� La Rhénolite
Ce stabilisant est d’origine américaine ; liquide violet noirâtre qui est peu
visqueux. Elle est utilisée pour stabilisation routière.
� Le Roadamine
Ce stabilisant est d’origine Sud Africaine ; c’est un liquide rosâtre très
visqueux utilisé pour la stabilisation de routes en terre.
� Le Con Aid
Ce stabilisant est déjà connu pour son application à MADAGASCAR en
2002-2003 à AMBOHIMANAMBOLA.
Ce produit est vendu sous forme de liquide de couleur brun, il est très
concentré et visqueux. Selon le fabricant, le dosage moyen recommandé dans le
domaine de construction routière est compris entre 0.0250l/m2 et 0.0300l/m2 avec
une épaisseur de 15cm de plateforme.
� L’Ecobond Soil Stabilizer.
C’est un produit qui est vendu sous forme de pack de quatre produits de
nature différente ; les trois premiers sont sous forme de liquide de couleur et de
viscosité différentes et le quatrième est sous forme des granulés.
Son domaine d’application est généralisé dans le génie civil : construction routière,
brique et tuile, barrage hydraulique, stabilisation des sols de fondation, etc.
54
IIVV..22..Confection des briquettes
IV.2.1.Préparation de la latérite
IV.2.1.1.Extraction
Elle peut se faire avec une pelle mécanique ou manuellement. On essai de
débarrasser le sol des débris organiques susceptibles d’aller avec ceci et nuire à
la mise en œuvre et à la composition envisagée pour les briques.
Après avoir été extraite de la carrière, la terre est déchargée et stockée dans un
endroit bien espacé et bien aéré pour faciliter la manipulation.
IV.2.1.2.Tamisage
La terre ainsi stockée est passée au tamis, dont le diamètre de l’ouverture
des mailles est de 2 mm, pour enlever les gros grains et les débris des matières
organiques qui peuvent rendre plus difficile les réactions et la mise en œuvre.
IV.2.2.Détermination de la proportion des stabilisa nts
Cette étape est très délicate parce que, d’une part l’efficacité de la
stabilisation dépend très fortement de la quantité du stabilisant à utiliser, et d’autre
part les performances des briques finies varient avec sa teneur, même si on
n’utilise qu’un seul type de stabilisant.
La teneur en stabilisant s’exprime en pourcentage du poids du sol se utilise.
Les teneurs utilisées sont résumées dans le tableau suivant :
Tableau n°20 : Teneurs en stabilisants utilisées
stabilisant Teneurs utilisées [ml/kg]
Con Aid 2.5 5 10 15
Roadamine 1 2.5 5 10
Rhénolite 2.5 5 10 20
Ecobond (*) Demi normal Normal Deux fois
normales
(*) Pour le stabilisant Ecobond, les teneurs demi normal, normal et deux fois
normal sont expliquées par le tableau suivant :
55
Tableau n°21 : Proportions des sous produits Ecobon d
Consommation d’Ecobond
(kg / kg de sol) Demi normal Normal
Deux fois
normales
Ecobond1 0,0027 0,0054 0,0108
Ecobond2 0,0070 0,0140 0,0280
Ecobond3 0,0003 0,0006 0,0012
Ecobond4 0,0050 0,0100 0,0200
IV.2.3.Mélange eau stabilisant
Les stabilisants routiers utilises sont des liquides très concentres et/ou des
granules qui sont encore à diluer et dissoudre dans l’eau pour faciliter le mélange
et l’homogénéisation avec la matière première de base.
Pour se faire, il suffit de préparer la quantité d’eau prévue, et puis bien les
mélanger. Il vaut mieux prendre un certain temps pour laisser le stabilisant bien se
dissoudre dans l’eau en agitant le mélange.
La teneur en eau prise est généralement inférieure à celle l’optimale,
déterminée par l’essai PROCTOR pour le matériau de base utilisé, elle est aux
alentours de 20% du poids du sol sec.
IV.2.4.Le malaxage
Le malaxage permet l’homogénéisation du mélange et aussi la répartition
de l’humidité.
Pendant le malaxage, on corrige la teneur en eau utilisée jusqu'à atteindre
celle qui est optimale. Pour ce faire, on ajoute peu à peu une quantité d’eau
jusqu'à ce que le sol puisse faire une boule dans la main et se casse facilement en
tapant avec un doigt de l’autre main.
IV.2.5.Le moulage
Il s’agit de couler dans un moule la pâte ainsi composée et malaxée pour
avoir la forme de brique souhaitée.
L’utilisation d’une huile de démoulage est nécessaire pour faciliter le
démoulage, et pour éviter le collage à la paroi du moule. Pour cela, on peut utiliser
de l’huile courante et même l’eau.
56
IV.2.6.Le compactage
Le compactage est une phase essentielle pour l’amélioration de la
performance des briques ou même des sols de construction. Cela est due au fait
que l’objectif du compactage, c’est de réorganiser les particules du sol pour
qu’elles puissent bien se lier entre elles. Cela entraîne d’une part une
augmentation de la densité de l’ensemble compacte, et d’autre part une diminution
de sa perméabilité qui sont toutes les trois parmi les caractéristiques très
importantes dans la géotechnique.
IV.2.7.Le démoulage
On effectue le démoulage après le compactage de la pâte. Ceci doit être
fait soigneusement et doucement.
IV.2.8.Le séchage
Le séchage se fait naturellement en mettant les briques sous l’abri du soleil
à l’air ambiant car l’action brusque des rayons solaires entraîne leur fissuration.
De plus, ces briques doivent être protégées contre la pluie et humidité pour
favoriser leur maturation. Il suffit donc de trouver un endroit espacé et aéré pour
les sécher.
IIVV..33..Les différentes briquettes conçues
Les différents types de briquettes conçus sont récapitulés dans le tableau
ci-dessous.
57
Tableau n°22 : Composition des briquettes stabilisées par les s tabilisants routiers
Echantillon Dénomination Stabilisant Teneur [ml/kg] Adjuvant
[ml/kg] Pression [kN]
Témoin Non non manuelle
B1 CON1 Con-Aid 10 non manuelle
B2 CON2 Con-Aid 10 non 2.5
B3 CON3 Con-Aid 15 non manuelle
B4 CON4 Con-Aid 15 non 2.5
B5 CON5 Con-Aid 2.5 non manuelle
B6 CON6 Con-Aid 05 non manuelle
B7 ROA1 Roadamine 05 non manuelle
B8 ROA2 Roadamine 05 non 2.5
B9 ROA3 Roadamine 10 non manuelle
B10 ROA4 Roadamine 10 non 2.5
B11 ROA5 Roadamine 01 non manuelle
B12 ROA6 Roadamine 2.5 non manuelle
B13 ROA7 Roadamine 05 1 manuelle
B14 ROA8 Roadamine 05 2 manuelle
B15 ROA9 Roadamine 05 4 manuelle
B16 RHE1 Rhénolite 10 non manuelle
B17 RHE2 Rhénolite 10 non 2.5
B18 RHE3 Rhénolite 20 non manuelle
B19 RHE4 Rhénolite 20 non 2.5
B20 RHE5 Rhénolite 2.5 non manuelle
B21 RHE6 Rhénolite 05 non manuelle
B22 RHE7 Rhénolite 10 1 manuelle
B23 RHE8 Rhénolite 10 2 manuelle
B24 RHE9 Rhénolite 10 4 manuelle
B25 ECO1 Ecobond Demi normal non manuelle
B26 ECO2 Ecobond normal non manuelle
B27 ECO3 Ecobond 2fois normal non manuelle
B28 ECO4 Ecobond normal 1 manuelle
B29 ECO5 Ecobond normal 2 manuelle
58
IIVV..44..Caractéristiques des briquettes
Les caractéristiques sont regroupées en deux catégories :
• les caractéristiques physiques ;
• les caractéristiques mécaniques.
IV.4.1.Les caractéristiques physiques
IV.4.1.1.Masse volumique
Les essais sont faits sur quelques types de briquettes. Les résultats sont
représentés dans le tableau suivant :
Tableau n°23 : Masse volumique des briquettes stabi lisées par les stabilisants
routiers
Type m[g] V [cm3] ρ [kg/l]
Témoin 43,03 26,51 1,62
B5 39.38 22.52 1.75
B6 37.80 23.09 1.64
B25 38.56 23.09 1.67
B26 41.42 25.66 1.61
B27 42.60 26.94 1.58
B28 41.19 24.89 1.66
B29 43.61 24.93 1.75
Remarque :
Quelque soit le type de briques, les valeurs de leur masse volumique sont
très proches les unes des autres et même peu différentes de celle du sol d’origine.
Nous pouvons dire que cette méthode de stabilisation a peu d’influence sur
la densité du matériau.
59
IV.4.1.2.Retrait
Tableau n°24 : Valeurs du retrait des briquettes st abilisées par les stabilisants
routiers
Type Retrait [%]
Témoin 06,30
B1 11.57
B2 09.26
B3 11.11
B4 09.03
B5 08.06
B6 07.78
B7 10.65
B8 07.87
B9 12.50
B10 08.80
B16 09.26
B17 10.65
B18 10.65
B19 11.11
B25 06.30
B26 06.85
B27 06.67
B28 07.69
B29 8.52
Alors du point de vue retrait, nous disons que ces briques sont acceptables.
Toutefois nous pouvons remarquer que celles stabilisées avec l’Ecobond
présentent un minimum de retrait (par rapport aux autres stabilisants).
Le diagramme ci-dessous représente les retraits des briques stabilisées par
les stabilisants routiers
60
0
2
4
6
8
10
12
14
T B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B16 B17 B18 B19 B25 B26 B27 B28 B29
Figure n°7 : Retrait des briques stabilisées par le s stabilisants routiers
IV.4.2.Caractéristiques mécaniques
IV.4.2.1.Absorption d’eau
L’absorption d’eau c’est la quantité d’eau absorbée par la brique pendant
un certain temps. Certains auteurs choisissent cette durée d’immersion dans l’eau
comme 48 heures, mais les autres font le calcul à partir d’une durée d’essai bien
déterminée. C’est cette méthode qui est utilisée.
Pour cela, pendant une immersion d’environ 3 minutes, nous avons les
résultats suivants :
Tableau n°25 : Coefficient d’absorption d’eau de qu elques briquettes stabilisées par
stabilisants routiers
Echantillon Témoin B5 B6 B25 B26 B27 B28 B29
C [%] 2,75 2,01 1,99 2,29 1.98 2,21 2,08 1,89
Remarque :
Apres plusieurs minutes d’immersion dans l’eau ces briques commencent à
se casser. Ces briques ne résistent pas à l’eau. L’adjonction de ces stabilisants
routiers avec la latérite de VONTOVORONA donne des résultats insatisfaisants du
point de vue comportement à l’eau.
61
IV.4.2.2.Résistance a la compression
Pour la résistance à l’état sec, les résultats obtenus sont résumés dans le
tableau suivant :
Tableau n°26 : Résistance à la compression a l’état sec des briques stabilisées par
les stabilisants routiers
Brique Rc [bar]
Témoin 19.58
B1 35.18
B2 26.25
B3 46.25
B4 41.55
B5 19.18
B6 13.86
B7 44.30
B8 37.27
B9 38.24
B10 33.31
B16 49.40
B17 39.62
B18 62.76
B19 49.49
B25 25.73
B26 35.10
B27 33.27
B28 25.94
B29 38.74
La figure n°8 représente les résistances à la compr ession en fonction de la
pression utilisée.
62
0
10
20
30
40
50
60
70
T B1 B2 B3 B4 B5 B6 B7 B8 B9 B10 B16 B17 B18 B19 B25 B26 B27 B28 B29
Echantillon
Rc
[bar
]
Figure n°8 : Résistances à la compression à l’état sec des briques stabilisées par
les stabilisants routiers
Les valeurs de la résistance à la compression à l’état sec de ces
échantillons sont généralement supérieures à celles obtenues avec la brique
témoin, à l’exception des briques B5 et B6 stabilisées avec CON AID dont ces
valeurs sont faibles.
63
Chapitre V: STABILISATION PAR LA PAILLE DE RIZ – AP PROCHE
BIOCHIMIQUE
VV..11..Préparation du liant principal par fermentation de la paille de riz.[1]
La fermentation est une voie métabolique au cours de laquelle les substrats
sont dégradés en absence d’oxygène. C’est généralement la voie la plus
couramment empruntée par les microorganismes anaérobies.
L’essai consiste à réaliser une hydrolyse enzymatique de la paille de riz à
l’aide des microorganismes cellulolytiques du tube digestif du rumen de zébu. La
fermentation n’est effective que si les conditions nécessaires au développement
de la biomasse microbienne ne soient réunies.
V.1.1.Les matières premières utilisées
V.1.1.1.La paille du riz
La paille de riz a été recueilli dans l’une des rizière situé dans les quartiers
D’AVARATR’ANKATSO. La paille collectée est lavée, découpée en petit morceau
de 1 cm puis séchée à l’étuve pendant 3 heures à 105°C ± 2°C. A la sortie de
l’étuve, elle est broyée en poudre fine puis passée au tamis de 1mm d’ouverture.
C’est cette poudre qui va servir de substrat principal au cours de la
fermentation.
V.1.1.2.Le liquide de Rumen
Ce liquide a été collecté très tôt dans la matinée au niveau des abattoirs d’
ANOSIZATO. A la minute qui suit le dépouillement du zébu de ses viscères, la
panse ou rumen est entrouverte et le liquide d’une couleur verdâtre est recueilli
puis transporté au laboratoire. Après filtration, le résidu est jeté et le filtrat liquide
est récupéré pour servir du ferment.
V.1.1.3.L’urée
C’est une source d’azote.
Comme le substrat principal est pauvre en azote, élément indispensable à
une croissance, il s’avère nécessaire d’introduire dans le milieu de fermentation
une source d’azote.
64
V.1.1.4.Le tampon phosphate
C’est un mélange de deux solutions : une solution de
dihydrogénophosphate de sodium avec une solution de phosphate mono
potassique. Ce tampon phosphate sert à fixer le pH du milieu de fermentation à
6.5.
V.1.2.Essai de fermentation
C’est l’essai de FERU.
V.1.2.1.La composition du milieu d culture :
• substrat : 10g
• source d’azote : 60mg
• ferment : 200ml
• eau distillée : 100ml
• pH=6.5
• température=38°C
La composition du milieu de culture étant connue, le taux d’hydrolyse de la
paille est suivi en fonction de la durée de déroulement de la fermentation.
V.1.2.2.Composition de la paille de riz
Les résultats d’analyse obtenus sont représentés dans le tableau ci-
dessous.
Tableau n°27 : Composition de la paille de riz
Elément Taux [%]
Matière sèche 88.85
Humidité 11.15
Cellulose 43.19
Lignine 21.75
Cendre 15.01
65
V.1.2.3.Résultat d’hydrolyse
Tableau n°28: Taux d’hydrolyse de la paille en fonc tion du temps
Jour 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Taux[%] 2.08 12.04 15.50 31.16 40.40 44.12 59.30 58.02 56.01 53.50
0
10
20
30
40
50
60
70
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Jour
Tau
x [%
]
Figure n°9 : Variation des taux d’hydrolyse de la p aille de riz
Le système de culture qui a été employé pour la fermentation est une
culture fermée ; c’est-à-dire que pour un volume donné du milieu de culture et en
présence de quantité suffisante d’éléments nutritifs et des conditions
d’environnement (température, pH…) spécifiques. La fermentation devrait se
poursuivre jusqu’à ce que les éléments nutritifs soient complètement épuisés dans
le milieu de culture.
Or la paille n’est pas entièrement hydrolysée au bout de 10 jours de culture.
Le taux d’hydrolyse est passé par un maximum au 7ème jour d’incubation avec un
taux d’hydrolyse de 59.30%. Passé ce délai, il y a une nette régression de la
digestibilité de la paille par les microorganismes.
66
VV..22..Préparation des additifs
V.2.1.Argile
L’argile est séchée à l’air libre après collecte, pendant deux semaines, et
tamisé au tamis AFNOR d’ouverture de maille de 1m.
V.2.2.Mélange « chaux – ail - blanc d’œuf – lait »
Un quart de litre de lait bouilli et enlevé de toute sa crème est additionné de
quelques gouttes d’acide citrique. Après filtration, le résidu est recueilli, puis porté
sur feu doux, il est mélangé avec 15 gousses d’ail broyés et 6 blancs d’œuf
jusqu’à ce que le mélange devient homogène. Après quoi, la chaux est
additionnée jusqu’à ce qu’on trouve une consistance parfaite.
VV..33..Confection des briquettes
Voici le diagramme montrant les différentes étapes de la confection des
briques :
Figure n°10 : Diagramme de confection de briquette stabilisée à la paille de riz-
approche biochimique
67
Après extraction et tamisage de la latérite au tamis AFNOR d’ouverture de
maille égale à 1mm, une quantité de latérite est donc prélevée pour être mélangée
avec de l’eau et le stabilisant c’est-à-dire additif et liant, puis moulée à l’aide d’un
moule de dimensions définies (L=14cm ; l=6.9cm et h=6.9cm) pour donner des
briques non comprimées après démoulage. Enfin le séchage se fait à l’ombre
pendant 14 jours environ.
Deux types de briques ont été fabriqués en fonction de la nature du liant
principal :
• C1 : BLSLL (Brique en Latérite Stabilisée par Liant Liquide) avec comme
liant principal le filtrat obtenu après fermentation de la paille de riz ;
• C2 : BLSLS (Brique en Latérite Stabilisée par Liant Solide) dont le liant
principal est le résidu issu de la filtration du produit obtenu après la fermentation
de la paille.
Voici la composition de chaque échantillon conçu :
Tableau n°29 : Composition des briquettes stabilisé es par la paille de riz-approche
biochimique
Echantillon Dénomination Liant [%]
Additifs
Argile [%] Mélange à base de
chaux [%]
C1 BLSLL 50 05 10
C2 BLSLS 50 05 10
VV..44..Caractéristiques des briquettes
V.4.1.Porosité
Ces valeurs sont obtenues après immersion dans l’eau pendant 24 heures.
Tableau n°30 : Valeurs de porosité des briques stab ilisées par la paille de riz-
approche biochimique
Echantillon Porosité au 28ème jour [%] Porosité au 60ème jour [%]
C1 17.81 16.50
C2 24.81 23.63
68
0
5
10
15
20
25
30
28éme 60éme
jour
Por
osité
[%]
C1
C2
Figure n°11 : Porosité des briques stabilisées par la paille de riz-approche
biochimie
Les deux types de briques respectent les normes requises par les Nations
Unies, c'est-à-dire porosité inférieur à 30%.
V.4.2.Retrait
Le retrait est mesuré après 7 jours de séchage des matériaux. Pour les
échantillons, le retrait est relativement faible de l’ordre de 3.5%.
V.4.3.Erosion
A défaut d’un appareillage adéquat, l’eau du robinet du laboratoire évalué à
1.4 bar de pression, a servi pour ce test. Les échantillons résistaient bien au jet
d’eau, leurs surfaces étaient en général légèrement dépolies et n’avaient présenté
ni fissuration, ni des creux.
Ainsi, il y a eu une bonne cohésion des particules dans les matériaux.
V.4.4.Résistance à la compression
Les valeurs de résistance à la compression sont résumées dans le tableau
ci-dessous.
69
Tableau n°31 : Résistance à la compression à l’état humide et à l’état sec des
briques stabilisées par la paille de riz-approche b iochimique
Echantillon
Résistance à la compression
humide [bar]
Résistance à la compression
à l’état sec [bar]
28ème jour 60ème jour 28ème jour 60ème jour
C1 9.43 10.80 26.22 55.77
C2 8.41 9.11 24.30 30.50
Les figures ci après représentent respectivement les résistances à la
compression à l’état humide et à l’état sec des briques stabilisés par la paille de riz
approche biochimique.
0
2
4
6
8
10
12
28ème jour 60ème
Jour
Rc
[bar
]
C1
C2
Figure n°12 : Résistance à la compression à l’état humide des briques stabilisées
par la paille de riz-approche biochimique
70
0
10
20
30
40
50
60
28ème 60ème
Jour
Rc
[bar
]C1
C2
Figure n°13 : Résistance à la compression à l’état sec des briques stabilisées par la
paille de riz-approche biochimique
Les échantillons stabilisés par le produit liquide issue de la fermentation de
la paille montrent des performances appréciables, avec des résistances à la
compression à l’état sec plus accentuées.
71
Chapitre VI: STABILISATION PAR LA PAILLE DE RIZ – A PPROCHE
CHIMIQUE
VVII..11..Préparation du liant principal [22]
La paille de riz est traitée par voie chimique et c’est la solubilisation de cette
paille qu’on va déterminer.
VI.1.1.Essai de solubilisation
Il y a plusieurs agents de dégradation chimique de la paille : des acides
forts, des bases comme la chaux, l’ammoniac, la soude.
Dans cet essai, on a choisi le traitement alcalin : traitement à la soude.
VI.1.2.Traitement à la soude
Ce genre de traitement a été introduit par BECKMAN en Norvège vers la fin
de ce siècle. C’est un traitement par voie humide de la paille de riz avec de la
soude, dans le but d’améliorer la digestibilité des résidus de récolte pour les
bétails, c'est-à-dire, essai de séparer les fibres cellulosiques obtenues par la
dissolution de la lignine dans la paille.
VI.1.2.1.Objectif
Faire dissoudre la paille du riz avec de la soude jusqu’à l’obtention de plus
de 50% de la paille dissoute.
VI.1.2.2.Principe
Faire cuir la paille de riz avec une quantité de soude bien déterminé à
température 96°C et à pression atmosphérique. Puis, la laver et la sécher à
l’étuve. La perte en poids résultante de la cuisson définie la valeur de la paille
dissoute.
VI.1.2.3.Mode opératoire
• Peser 2 g de matière sèche dans un bêcher propre;
• préparer la liqueur de cuisson, c'est-à-dire solution de soude à normalité
voulue et la verser dans le bêcher ;
• faire cuir l’ensemble au réchaud électrique en agitant ;
72
• laver le résidu à l’eau froide à 50 cm3 puis l’eau chaude à 500 cm3 à la fin
de la cuisson ;
• filtrer le résidu et sécher à l’étuve pendant trois heures à 105°C ;
• le sortir de l’étuve et le peser.
La perte en poids correspond à la paille dissoute.
VI.1.2.4.Paramètres de cuisson
Les paramètres qui entrent en jeux sont : la normalité de la soude versée et
la durée de cuisson.
Avant toute opérations, broyer la paille de riz le plus fin possible et à chaque
cuisson il faut garder :
• la masse de matière sèche 2 g ;
• volume d’eau distillée versée 30 ml
• l’utilisation de l’agitateur ;
• la liqueur de cuisson doit être constant, largement dépassé le volume
minimum qui immerge totalement l’échantillon et en additionnant l’eau bouillante
lors de la diminution de volume ;
• la paille de riz est haché et broyé pour qu’elle réagisse vite et efficacement
avec la soude.
VI.1.2.5.Expression des résultats
La quantité en paille dissoute est déterminée par la formule :
[ ] 3 1
2 1
% 100m m
MDm m
−= ×−
Avec
[ ]%MD : pourcentage de matière dissoute ;
[ ]1m g : masse du bêcher propre ;
[ ]2m g : masse de matière sèche au départ avec le bêcher ;
[ ]3m g : masse de matière sèche et le bêcher après attaque sodique ;
73
Tableau n°32: Quantité de la paille du riz dissoute (%) en fonction de temps de
cuisson
Temps de cuisson 1h 2h 2h 30mn 3h
[ ]%MD 46.52 48.42 51.39 53.35
Voici la courbe représentative de variation du taux d’hydrolyse.
46
47
48
49
50
51
52
53
54
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5
Temps de cuisson [heure]
MD
[%]
Figure n°14 : Courbe de matière dissoute [%] en fon ction de durée de cuisson
La quantité de soude 1N utilisée est 5 cm3.
La solution obtenue au bout de 3h de cuisson va servir le liant pour la
stabilisation de la latérite. Son pH est neutre.
VVII..22..Préparation des additifs
VI.2.1.Argile
L’argile est extraite dans la vallée près du pont du VONTOVORONA.
VI.2.2.Le mélange à base de la chaux
• prendre et broyer 15 gousses d’ails à dissoudre dans 0.25 l de lait écrémé
et caillé.
• laisser égoutter l’eau avec le caillé et les 6 blancs d’œuf ;
74
• faire une pâte en suite en ajoutant de la chaux vive pulvérisée et mélanger
jusqu’à la consistance parfaite.
VVII..33..Confection des briquettes
La confection des briquettes se déroule comme suit :
Figure n°15 : Protocole de confection des briquette s stabilisées par la paille de riz-
approche chimique
VI.3.1.Extraction de la latérite
L’échantillon est prélevé dans l’enceinte de l’université de VONTOVORONA
à 1 m de profondeur de coordonnées Laborde : x=504500 ; y=791500.
VI.3.2.Broyage et tamisage
Après broyage, on a séché à l’étuve à 120°C la laté rite pendant 2 heures.
Puis on tamise en suite au tamis AFNOR d’ouverture de maille égale à 1 mm. Les
particules passant à travers les mailles sont recueillies. Elle est séchée pendant
une semaine à l’air libre au laboratoire.
75
VI.3.3.Dosage
C’est le mélangeage de la latérite avec le stabilisant, de l’eau et ou l’additif.
Pour une briquette on a mélangé 1000 cm3 de latérite déjà tamisé avec de
l’eau et de liant de volume 100 cm3 avec ou sans additif.
Voici les sept types de briquettes confectionnées, ainsi que leur dénomination.
Tableau n°33 : Dénomination de briquettes confectio nnées
Echantillon Dénomination Type
D1 BLS Briquette stabilisée avec de la Liqueur de cuisson
Seulement
D2 BLR Briquette stabilisée avec de la Liqueur de cuisson
et son Résidu
D3 BLSA Briquette stabilisée avec de la Liqueur de cuisson
Seulement et avec de l’additif Argile ;
D4 BLRA Briquette stabilisée avec de la Liqueur de cuisson
et son Résidu et avec de l’additif Argile ;
D5 BLSAC Briquette stabilisée avec de la Liqueur de cuisson
Seulement + Argile + mélange à base de Chaux
D6 BLRAC Briquette stabilisée avec la Liqueur et son Résidu
+ Argile + mélange à base de Chaux ;
D7 BLSC Briquette stabilisée avec la Liqueur Seulement+
mélange à base de Chaux ;
Le choix de proportion de stabilisant et des additifs sont tirés des résultats
d’une certaine recherche déjà faite sur la stabilisation des latérites de
VONTOVORONA.
VI.3.4.Malaxage
Il a pour but de bien homogénéiser le mélange et aussi pour la bonne
répartition de l’humidité. Il dure de 10 min à 20 min.
VI.3.5.Moulage
Il s’agit de couler dans un moule la pâte ainsi malaxée pour avoir une forme
de briquette souhaitée.
76
VI.3.6.Démoulage
Les briquettes ainsi moulées ne sont pas pressées, donc le démoulage doit
être fait doucement et sérieusement.
VI.3.7.Séchage
Pour limiter le retrait accéléré de la latérite et pour que les faces des
briquettes ne présentent pas des fissures, le séchage doit se faire à l’ombre mais
pas au soleil. Cela dure environ 2 semaines.
VVII..44..Caractéristiques des briquettes
On ne peut classifier une briquette qu’après 28 jours de séchage.
Les tests de performances réalisés aux briquettes sont les suivantes :
VI.4.1.Test sur la porosité
Ce test est réalisé après 28 jours de séchage.
Tableau n°34 : Teneurs de porosité des biquettes st abilisées à la paille de riz-
approche chimique
Echantillon Type de briquettes Porosité [%]
D1 BLS 21.15
D2 BLR 20.28
D3 BLSA 19.33
D4 BLRA 17.51
D5 BLSAC 18.47
D6 BLRAC 17.09
D7 BLSC 18.89
77
VI.4.2.Test sur la résistance à la compression
Les résultats de test sont résumés dans le tableau n°35.
Tableau n°35 : Valeurs de résistance à la compressi on à l’état humide et à l’état sec
des briquettes stabilisées par la paille de riz-app roche chimique
Echantillon
28ème jour 60ème jour 90ème jour
RC humide
[bar]
RC sec
[bar]
RC humide
[bar]
RC sec
[bar]
RC humide
[bar]
RC sec
[bar]
D1 3.42 26.47 5.18 28.20
D2 4.02 24.25 5.98 26.16
D3 4.22 39.15 5.95 47.25 7.04 51.35
D4 6.80 35.82 7.33 29.38 8.62 42.45
D5 9.09 50.35
D6 9.54 46.10
D7 6.78 47.33
0
2
4
6
8
10
12
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
Echantillon
Rc
[bar
] 28ème
60ème
90ème
Figure n°16 : Résistance à la compression à l’état humide des briquettes stabilisées
par la paille de riz-approche chimique
78
0
10
20
30
40
50
60
D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
Echantillon
Rc
[bar
] 28ème
60ème
90ème
Figure n°17 : Résistance à la compression à l’état sec des briquettes stabilisées par
la paille de riz-approche chimique
VI.4.3.Test de l’érosion
Faute de matériel, manomètre de pression 1.4 bar, on n’a pas pu réaliser
ce test. Mais on a employé l’eau du robinet du laboratoire de VONTOVORONA
avec une pression de 3.2 bar à 4 bar pendant la journée pour obtenir des
résultats.
Tableau n°36 : Résultats du test à l’érosion des br iques stabilisées par la paille de
riz-approche chimique
Echantillon Observation de la surface
D1 Présence des creux et commencement des fissures
D2 Pas des creux mais de commencement de fissure
D3 Surface intacte et polie
D4 Surface intacte et finement polie
D5 Intacte
D6 Lisse
D7 Finement polie
VI.4.4.Test sur le retrait
Les briquettes présentent des faibles retrait en moyenne de 1.44%. Ceci est
dû au séchage de ces briquettes à l’ombre
79
Chapitre VII: STABILISATION PAR LA CHAUX
VVIIII..11..Organigramme de confection des briquettes [20]
Le déroulement de confection des briquettes est représenté par la figure n°18.
Figure n°18 : Diagramme de confection des briques s tabilisées par la chaux
VVIIII..22..Processus de fabrication
VII.2.1.Extraction de la latérite
L’extraction peut se faire de manière manuelle ou mécanique. Dans tous
les cas, il faut s’assurer qu’on a enlevé les racines, les feuilles, les écorces et les
matières organiques car ces derniers diminuent la résistance des produits finis.
VII.2.2.Précriblage et criblage
Le précriblage a pour but d’enlever les gros cailloux de diamètre supérieur
à 12 mm. Ceci peut se faire manuellement ou avec des cribles manuels ou
mécaniques.
80
Le criblage consiste à faire passer la terre sur un crible manuel ou
mécanique dont l’ouverture des mailles est de 5mm de diamètre.
VII.2.3.Malaxage
Il y a deux façons de faire le malaxage.
VII.2.3.1.Malaxage à sec
Pour obtenir le maximum, d’un liant en poudre, les composants sont
mélangés à sec. Il y a plusieurs possibilités pour faire ce malaxage :
• soit en utilisant le malaxeur mécanique ;
• soit en utilisant le malaxeur à bras ou en opérant un malaxage avec des
pelles.
VII.2.3.2.Malaxage humide
Une fois que tous les éléments sont bien mélangés, on ajoute l’eau. La
teneur en eau est de l’ordre de 12 à 14% par rapport au mélange terre-chaux en
volume.
VII.2.4.Moulage et pressage
On utilise soit des presses manuelles, des presses mécaniques, des
presses hydrauliques.
Si on utilise une presse manuelle du type CINVA-RAM, la fabrication
comporte 3 opérations :
VII.2.4.1.Le chargement
Il consiste à :
• Placer le levier à la position de repos.
• Ouvrir la chambre de compression en faisant pivoter le couvercle sur son
axe.
• Le remplir avec la matière en tassant les angles.
• Amener le levier à la position verticale et déverrouiller la presse.
• A partir de cette position, le compactage commence.
81
VII.2.4.2.La compression
La partie inférieure de la presse monte par la manœuvre du levier. Puis, on
abaisse le levier dans l’autre sens jusqu’à ce qu’il soit parallèle au sol.
Un bon compactage nécessite un effort normal sur le bras de levier. La
brique est compressée. Il suffit alors de ramener le levier à la position de départ et
par simple translation du couvercle de pressage, on libère la partie supérieure.
VII.2.4.3.Le démoulage
De la position de départ à la position horizontale du levier, on éjecte le bloc
compressé. Puis on revient à la phase de remplissage.
Remarque :
Avant tout moulage, il faut procéder à une lubrification (par huile de
vidange, gasoil…) pour que les arêtes soient nettes et que la matière ne colle pas
au plateau.
VII.2.5.Séchage
L’aire de séchage doit être parfaitement plane. Les briques doivent être
conservées à l’ombre pendant 7 jours, avant de les exposer au soleil.
Les éléments stockés sont entreposés avec soins et surtout à l’abri des
intempéries.
En outre, entre chaque élément en cours de séchage, il faut laisser une
circulation d’air.
VVIIII..33..Caractéristiques des briquettes
D’après les résultats des essais, on en déduit qu’au-delà de 8% de chaux
ajoutée la résistance à la compression diminue. Ainsi il est inutile d’augmenter la
teneur en chaux au-dessus de 6%.
VII.3.1.Porosité
Les résultats obtenus, après 48 heures d’immersion dans l’eau, sont
donnés par le tableau ci-dessous qui donne la porosité moyenne de 17.22%.
Tableau n°37 : Valeurs de porosité des échantillons à 6 % de chaux
Echantillon 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Porosité [%] 12.05 19.49 15.72 - 18.82 19.05 17.40 - 18.01 -
82
VII.3.2.Résistance à la compression
Voici le tableau représentatif des valeurs de résistance à la compression
des échantillons.
Tableau n°38 : Les résistances à la compression à l ’état sec des briquettes à 6% de
chaux [bar]
Echantillon Rc au 7ème jour Rc au 28ème jour Rc au 60ème jour
1 18.54 23.40 33.56
2 - - 33.56
3 30.03 31.35 33.12
4 - - 24.73
5 - - 25.17
6 18.54 20.31 35.77
7 - - 33.56
8 18.54 23.40 47.80
9 23.84 37.09 29.58
10 23.39 20.31 37.53
La résistance à la compression augmente avec le temps.
On a la valeur moyenne de la résistance à la compression au 28ème jour de
25.97 bars.
On remarque aussi que la résistance continue d’augmenter avec le temps.
Ce qui s’explique par la lenteur de la réaction de la chaux avec les constituants
actifs de la terre. (Réaction pouzzolanique)
83
0
5
10
15
20
25
30
35
40
0 10 20 30 40 50 60 70
Temps [jour]
Rc
[bar
]
Figure n°19 : Variation de la résistance à la compr ession d’une briquette stabilisée
à la chaux en fonction du temps
VII.3.3.Densité
Les densités des échantillons sont représentées dans le tableau n°39.
Tableau n°39 : Densité des échantillons à 6% de cha ux
Echantillon 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Densité 1.73 1.78 1.68 1.82 1.74 1.74 1.66 1.75 1.75 1.82
La densité moyenne est égale à 1.57.
84
Chapitre VIII: STABILISATION PAR LE CIMENT
VVIIIIII..11..Déroulement de la confection des briquettes [9]
Figure n°20 : Protocole d’essai de fabrication des briquettes stabilisées par le
ciment
L’échantillon doit être bien mélangé avant d’effectuer le moulage des
éprouvettes à l’aide de la machine de TESTWELL. La force de pression est réglée
à 12000daN.
Après le moulage, on les laisse sécher à l’air libre pendant 28 jours environ.
Ensuite, on effectue le test de compression à sec avec une force de
pression 4000daN et celui de compression humide après immersion dans l’eau de
l’éprouvette pendant 24heures.
La valeur de la compression correspondant à l’écrasement est lue sur le
cadran de la machine TESTWELL.
VVIIIIII..22..Composition des briquettes conçues
Elles sont présentées dans le tableau ci-dessous :
85
Tableau n°40 : Composition des briquettes stabilisé es par le ciment
Echantillon % liant ciment Teneur en eau [%]
1 (Témoin) 0 25
F1 5 21.19
F2 10 19.52
VVIIIIII..33..Caractéristiques des briquettes
VIII.3.1.Porosité
Voici le tableau qui contient ces valeurs :
Tableau n°41 : Valeurs de porosité des briquettes s tabilisées par le ciment
Echantillon 1 (Témoin) F1 F2
Porosité [%] Désagrégation 18.3 16.9
VIII.3.2.Résistance à la compression
Les résultats sont obtenus après 28ème jour de séchage.
Tableau n°42 : Résistance à la compression des bri quettes stabilisées par le
ciment
Echantillon Rc humide [bar] Rc à sec [bar]
1 (Témoin) - 76.14
F1 39.11 125.99
F2 61.21 155.53
86
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
humide sec
Teneur [%]
Rc
[bar
]5
10
Figure n°21 : Résistances à la compression des briq uettes stabilisées par le ciment
87
Chapitre IX: STABILISATION PAR LA BOUSE DE VACHE
IIXX..11..Organigramme de confection des briquettes [24]
Le déroulement de confection de briquettes est représenté par la figure n°22.
Figure n°22 : Protocole de fabrication des briquett es stabilisées par la bouse de
vache
IIXX..22..Préparation des stabilisants et additifs
IX.2.1.Bouse de vache
C’est le principal liant utilisé. Pour cela, nous avons pris de la bouse de
vache chez un fermier dans un village aux environs de la Cité Université de
VONTOVORONA. Elle est alors mélangée avec de l’eau. Puis on laisse ensuite
fermenter durant 48 heures. Après on extraite le liquide qui est le stabilisant utilisé.
IX.2.2.Mélange « lait-ail-jus de bananier »
La préparation de cet additif s’effectue comme suit :
• faire bouillir 1l du lait, au cours de cette opération ;
• enlever petit à petit les crèmes du lait et ceci jusqu’à l’enlèvement total de la
crème ;
88
• verser à cette solution chaude du jus de bananier pour une quantité à peu
près égale à celle d’un blanc d’œuf ;
• y verser ensuite quelques gouttes d’acide acétique. La gousse d’ail broyée
ne sera mise en solution qu’à la fin de tout le processus ;
• mélanger soigneusement alors la solution obtenue sur un feu doux.
IIXX..33..Processus de fabrication
IX.3.1.Extraction de la latérite
La latérite est extraite à VONTOVORONA, dans des lieux peu fréquentés.
Nous avons pris l’échantillon à une profondeur environ 1m.
IX.3.2.Tamisage
Avant le tamisage proprement dit, la latérite est séchée dans une étuve à
120°C durant environ 2 heures.
Ceci dans le but de pouvoir déterminer la teneur en eau ou en liquide
stabilisateur dans le processus de stabilisation. Le tamisage est ensuite réalisé à
l’aide d’un tamis avec une maille d’ouverture de 2mm.
IX.3.3.Façonnage des briques
On mélange une quantité de latérite avec une quantité d’eau et ou de
bouse de vache et éventuellement les additifs. La confection se fera comme pour
celle des briques artisanales, c’est-à-dire bien mélanger durant une durée de 10 à
20 minutes pour une petite quantité. Les éprouvettes confectionnées seront
séchées à l’ombre, ceci afin de limiter les retraits accélérés de la latérite.
On fait varier la quantité du principal liant et des additifs.
89
Tableau n°43 : composition des briques stabilisées par la bouse de vache
Echantillon % liant dans le
mélange liquide
Additifs [%]
Argile Mélange
Témoin 0 0 0
G1 20 0 0
G2 50 0 0
G3 100 0 0
G4 20 2.5 0
G5 50 5 0
G6 100 10 0
G7 5 0 5
G8 5 0 10
IIXX..44..Caractéristique des briquettes
IX.4.1.Porosité
Ces valeurs sont obtenues après immersion dans l’eau pendant 24 heures.
Tableau n°44 : Valeurs de porosité des briques stab ilisées par la bouse de vache
Echantillon Porosité [%]
60ème jour 90ème jour
Témoin Désagrégation Désagrégation
G1 24.30 22.00
G2 24.00 21.27
G3 22.60 20.49
G4 - 17.40
G5 18.80 16.05
G6 19.89 18.05
G7 20.52 17.67
G8 19.40 18.82
90
0
5
10
15
20
25
30
0 20 40 60 80 100 120
Liant [%]
Por
osité
[%]
60
90
Figure n°23 a : Porosités de briquettes stabilisées par la bouse de vache en
fonction du teneur en liant
0
5
10
15
20
25
30
50 80
Temps [jour]
Por
osité
[%] 0
20
50
100
Figure n°23 b : Porosités de briquettes stabilisées par la bouse de vache en
fonction du temps
Interprétation :
• Toutes les valeurs de porosité respectent la norme par Nations Unies c’est-
à-dire porosité inférieure à 30%.
• La porosité pour les échantillons avec additifs est meilleure que pour ceux
avec liant seul.
• La porosité est inversement proportionnelle à la quantité de bouse de vache
et d’argile.
91
IX.4.2.Résistance à la compression
Les résultats de mesures sont récapitulés dans le tableau n°45.
Tableau n°45 : Résistance à la compression en fonct ion du temps
Echantillon Rc à l’état humide [bar] Rc à l’état sec [bar]
28ème jour 60ème jour 90ème jour 28èmejour 60èmejour 90èmejour
Témoin Désagrégation Désagrégation Désagrégation 20.66 21.02 22.35
G1 5.71 - 6.33 20.17 - 23.14
G2 6.87 7.3 7.49 23.61 25.81 26.79
G3 5.13 6.97 7.12 21.95 23.66 24.91
G4 6.01 - 7.64 23.42 - 29.94
G5 6.53 7.65 8.30 24.70 30.35 32.70
G6 7.00 8.20 8.90 25.83 28.68 30.29
G7 8.66 9.23 - 23.70 49.53 -
G8 4.20 5.18 - 24.75 54.29 -
On va représenter ces valeurs de résistance à la compression sur deux
diagrammes différents, l’un représente la résistance à la compression à l’état
humide et l’autre représente la résistance à la compression à l’état sec.
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8
Echantillon
Rc
[bar
] 28ème
60ème
90ème
Figure n°24 : Résistances à la compression à l’état humide des briquettes
stabilisées par la bouse de vache
92
0
10
20
30
40
50
60
G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8
Echantillon
Rc
[bar
] 28ème
60ème
90ème
Figure n°25 : Résistances à la compression à l’état sec des briquettes stabilisées
par la bouse de vache
Interprétations :
� La norme de résistance à la compression humide minimale pour les
briques stabilisées, d’après Nations Unies, est Rc=14Kg/cm2. Donc tous les
échantillons sont non conformes aux normes du point de vue résistance à l’eau.
Toutefois ils présentent une nette amélioration par rapport au témoin.
� Le dosage en liant principal présente une valeur optimale (environ 50%).
� La résistance à la compression de chaque type de briquettes augmente
avec le temps.
� L’ajout d’une proportion d’argile améliore la résistance à la compression
dudit matériau.
� De plus l’ajout du mélange « lait-ail-jus de bananier » entraîne une
augmentation brusque de la résistance à la compression à sec des échantillons
G7 et G8.
IX.4.3.Test d’érosion
Les essais sont faits avec les échantillons : témoin, G7 et G8. Tous les
échantillons résistent bien aux jets d’eau même à la pression élevée.
93
Chapitre X: STABILISATION PAR POLYMERISATION DE MAT RICE
ARGILEUSE [16]
Dans cette méthode, la stabilisation est obtenue par un polymère minéral
qui joue le rôle d’activateur. Dans des conditions déterminées, ce produit
transforme la matrice argileuse contenue dans la latérite en un composé
tridimensionnel ayant une résistance mécanique élevée et beaucoup plus stable à
l’eau.
XX..11..Généralité [2]
X.1.1.Définition des géopolymères
Etymologiquement, ce terme vient du mot grec « géo » c’est-à-dire terre et
du mot polymère. Les géopolymères sont donc des polymères d’origine minérale
contrairement aux polymères ordinaires, ils ne contiennent pas de carbone. Leur
découverte par J. DAVIDOVITS vers les années 70 est basée sur des principes
simples.
Nous savons que le sol résulte de l’altération des roches. Cette altération
conduit à différents composés principalement constitués de silicate d’aluminate
tels que les sables à base de silice et les argiles (silicates d’aluminium hydrates).
La synthèse des matériaux géopolymères est basée sur les réactions des
minéraux argileux sur la soude selon l’équation générale : 100 CKaolinite ou Montmorillonite ou Halloysite soude Hydrosodalite°+ →
Exemple de kaolinite : 100
2 2 7 2 12 12 48 12 26( ,2 ) 12 ( ,18 )CSi Al O H O NaOH Si Al O Na H O°+ →
X.1.2.Structure et propriétés des géopolymères
En général, ces composés sont synthétisés à partir de la réaction entre un
oxyde mixte de silicium et d’aluminium à basse température de 100° à 200°C,
sous une forte pression et en milieu fortement basique.
La pression dépend de la valeur de la température de réaction. En général,
elle doit être supérieure à la tension de vapeur d’eau correspondante à cette
température.
94
On obtient selon les réactifs utilisés différents types de géopolymères
dénommés polysialates : abréviation de poly-siloxo-aluminate ( )Si O Al− − . La
structure générale de ces composés est une association de tétraèdre SiO4, AlO4.
Dans cette structure, l’excès de charge négative de l’aluminium tétraédrique
est compensé par un cation métallique tels que Na+, K+ ou Ca2+ suivant la nature
de la base utilisée dans la réaction de synthèse.
De part leur structure, les géopolymères ne diffèrent guère des polymères
organiques usuels. Ainsi, ils peuvent être polycondensés, transformés en
différentes formes. Cependant, ils se distinguent de ces derniers composés par
leur dureté remarquable et leur grande stabilité à haute température.
Ces dernières propriétés sont à la base de l’utilisation de ces matériaux.
XX..22..Provenance des matières premières
X.2.1.Latérite
Celle-ci se situe sur la colline de VONTOVORONA, l’extraction a été faite à
une profondeur de 1m afin d’éviter les débris organiques.
X.2.2.Kaolin
Le kaolin est une roche argileuse blanche, friable essentiellement
constituée, à grande partie, de kaolinite.
Le kaolin que nous avons utilisé est produit par la Société PROCHIMAD
(kaolin d’ANALABE).
La composition chimique de ce kaolin est représentée dans le tableau
suivant :
Tableau n°46 : Composition chimique du kaolin d’ANA LABE
Oxyde SiO2 Fe2O 3 Al2O3 TiO2 Na2O MgO K2O Cr2O3 PF
Taux[%] 50.62 01.95 32.30 0.72 0.44 Trace 0.15 Trace 13.50
PF : perte au feu
95
XX..33..Confection des éprouvettes
X.3.1.Synthèse du réactif géopolymère
Figure n°26 : Protocole de synthèse du réactif géop olymère
X.3.2.Préparation de la latérite
Apres l’extraction de la latérite, on passe au criblage qui vise à éliminer les
éléments grossiers du sol (gros cailloux, toutes sortes de débris). Cette opération
se fait avec des cribles manuels ou mécaniques. L’ouverture des mailles est de
5mm.
X.3.3.Réalisation des éprouvettes
X.3.3.1.Dosage
Avant de procéder au malaxage, le réactif et la latérite doivent être pesés
soigneusement afin de respecter les proportions voulues. Quatre proportions de
réactif ont été utilisées. De plus, d’autres échantillons non traités permettent
d’apprécier l’effet de la stabilisation. Le tableau n°49 regroupe les différentes
compositions avec la dénomination des échantillons correspondants.
96
Tableau n°47 : Dénomination et composition des briq ues stabilisées par
géopolymérisation
Teneur en
réactif [%] 0 3 5 10 12
Sans
cuisson H1 H5 H9 H13 H17
150°C H2 H6 H10 H14 H18
300°C H3 H7 H11 H15 H19
450°C H4 H8 H12 H16 H20
X.3.3.2.Malaxage
Ces mélanges dosés sont ensuite malaxés. Le malaxage se fait en deux
temps :
• dans le premier temps, le réactif est mélangé à sec avec la latérite ;
• lorsque le mélange est bien homogène, on ajoute une quantité d’eau en
fonction de la teneur en eau optimum et on continue le malaxage.
X.3.3.3.Moulage et démoulage
Le moule utilisé pour la confection des éprouvettes est constitué par le
réacteur utilisé pour la synthèse du réactif géopolymère. Les accessoires
(résistance chauffante, régulateur thermique) sont évidemment enlevés.
Avant d’introduire la pâte à l’intérieur du moule, ce dernier ainsi que le
piston et le couvercle doivent être lubrifiés pour éviter que la pâte colle avec les
matériels.
Une fois introduite, on procède au pressage. Un dynamomètre à anneau
est intercalé entre les deux pistons (celui du moule et de la presse) afin d’utiliser la
même force de compression pour toutes les éprouvettes.
A la fin du pressage, le moule est monté sur un cylindre creux, on pousse
alors le piston pour faire sortir l’éprouvette.
X.3.3.4.Séchage
Les éprouvettes sont stockées dans un endroit à l’abri de la chaleur
pendant 7 jours. Après ce délai, elles peuvent être séchées au soleil.
97
X.3.3.5.Cuisson
Après le séchage, les éprouvettes d’essais seront cuites à une température
déterminée pendant 4 heures. Une cuisson prolongée n’est pas nécessaire vu leur
faible dimension.
Cette opération peut se faire dans une étuve pour les basses températures
ou dans un four pour des températures de cuisson beaucoup plus élevées. Les
températures de cuisson adoptées sont : 150°C, 300° C, 450°C. Les produits
résultants de la cuisson sont refroidis avant d’être stockés.
XX..44..Caractéristiques des produits finis
X.4.1.Résistance à l’eau
Les valeurs représentées dans le tableau ci-dessous sont obtenues après
immersion dans l’eau pendant 24 heures.
Tableau n°48 : Résistance à la compression à l’état humide de quelques briques
stabilisées par géopolymérisation
Echantillon Rc à l’état humide [bar]
H6 3.06
H9 4.33
H10 7.13
H13 6.88
H14 11.97
H17 10.96
H18 14.52
98
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Teneur en réactif [%]
Rc
[bar
]0
150
Figure n°27 : Résistances à la compression à l’état humide des briques stabilisées
par géopolymérisation
Selon ces valeurs, seul l’échantillon H18 à 12% de réactif et cuit à 150°C
est conforme aux normes du point de vue résistance à l’eau. On peut dire aussi
que d’autres compositions peuvent donner des échantillons conformes aux
normes si on les cuit à plus hautes températures (300°C, 450°C).
X.4.2.Résistance à l’état sec
Voici le tableau représentatif des valeurs de résistance à la compression
des briques stabilisées par géopolymérisation.
99
Tableau n°49 : Valeurs de résistance à la compressi on à l’état sec des briques
stabilisées par géopolymérisation pour différentes températures de cuisson
Température de cuisson Echantillon Rc [bar]
Sans cuisson
H1 03.52
H5 06.37
H9 08.41
H13 15.29
H17 18.38
150°C
H2 04.20
H6 11.21
H10 13.50
H14 19.36
H18 21.66
300°C
H3 -
H7 11.97
H11 17.07
H15 23.69
H19 32.70
450°C
H4 -
H8 15.16
H12 21.02
H16 32.10
H20 47.39
100
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 100 200 300 400 500
temperature de cuisson [°C]
Rc
[ bar
]0
3
5
10
12
Figure n°28 : Variation de résistance à la compress ion en fonction de la
température de cuisson des briques stabilisées par géopolymérisation
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 5 10 15
Teneur en réactif [%]
Rc
[bar
]
0
150
300
450
Figure n°29 : Variation de résistance à la compress ion en fonction de la teneur en
réactif des briques stabilisées par géopolymérisati on
La résistance à la compression augmente sensiblement en fonction de la
quantité de géopolymère utilisée et en fonction de la température de cuisson. Par
contre, l’augmentation de la température de cuisson sur les briques non traitées
ne produit aucun effet significatif.
101
Le choix dépendra notamment de la quantité de combustibles disponibles
et de la quantité de réactifs nécessaires :
• fort dosage mais sans cuisson si on dispose de beaucoup de réactif ;
• faible dosage mais cuisson à température plus élevée si on a beaucoup de
combustible.
En tenant compte du coefficient de sécurité 21, généralement admis dans les
constructions, nous pouvons dire que la teneur optimum de réactif se situe entre 5
et 10% suivant la valeur de la température de traitement.
102
Chapitre I: COMPARAISON DE PROCEDE DE FABRICATION
II..11..Matières premières
La matière première de base utilisée dans toutes les méthodes est la
latérite. Mais ce qui les différencie c’est les stabilisants et ou additifs utilisés.
Tableau n°50 : Récapitulation des matières première s
Méthode de stabilisation Matières premières Disponibilité du stabilisant
A : Stabilisation par
extrusion
Latérite
Argile
Ciment
Sur le marché, à la
quincaillerie
B : Stabilisation par les
stabilisants routiers
Latérite
Stabilisant routier: soit
� Rhénolite
� Roadamine
� Con Aid
� Ecobond Soil
Stabilizer.
À la quincaillerie
C : Stabilisation par la
paille de riz : Approche
biochimique
Latérite
Liant principal obtenu par
fermentation de la paille
de riz :
-Paille de riz
-Urée
-Liquide de rumen
-Tampon phosphate
Additif : mélange de
-Lait
-Blancs d’œuf
-Chaux acide citrique
-Ail
Aux abattoirs
Chez les cultivateurs
Sur le marché
A la quincaillerie
103
Suite du tableau n°50
Méthode de stabilisation Matières premières Disponibilité du stabilisant
D : Stabilisation par la
paille de riz : Approche
chimique
Latérite
Liant principal :
-Paille de riz
-Soude
Additifs :
-Argile
-mélange de :
� lait
� chaux
� blancs d’œuf
� ail
Chez les cultivateurs
Sur le marché
A la quincaillerie
E : Stabilisation par la
chaux
Latérite
Chaux
Sur le marché
F : Stabilisation par le
ciment
Latérite
Ciment
Sur le marché
G : Stabilisation par la
bouse de vache
Latérite
Bouse de vache
Additifs :
-Argile
-mélange de :
� Lait
� Ail
� Jus de bananier
chez les fermiers
Sur le marché
H : Stabilisation par
polymérisation de matrice
argileuse
Latérite
Kaolin
Soude
A la quincaillerie
Interprétation :
Pour les stabilisants routiers, on ne peut pas les acheter en petite quantité
(ils sont livrés en fut de 200L au minimum). Et pour les autres, on peut les trouver
facilement.
104
II..22..Facilité de la mise en œuvre
Pour toutes méthodes, on a utilisé de balance de précision, tamis et moule.
De plus, elles ont toutes les mêmes durées de séchage 28 jours.
Tableau n°51 : Récapitulation des matériels spécifi ques utilisés
Méthode de stabilisation Matériels utilisés et durée de confection
A
Matériels : broyeur et extrudeuse
Durée de malaxage et façonnage courte
(3 à 4minutes)
B Matériel : éprouvette graduée, presse
hydraulique
C
Matériels : réchaud électrique, filtre,
étuve
Durée de l’étuvage : 3heures
D Matériels : broyeur, étuve, réchaud
électrique
E Matériel : presse manuelle
F Matériel : presse hydraulique
G
Matériel : réchaud électrique
Durée de fermentation : 48heures
Durée de malaxage : 10 à 20minutes
H
Matériels : réacteur, presse manuelle,
résistance chauffante et régulatrice de
température, étuve ou four
Durée de malaxage rapide
Durée de cuisson : 4heures
II..33..Comparaison de propriétés
I.3.1.Résistance à l’eau
En général, les briques ont toutes des mauvais comportements à l’eau, à
l’exception, flagrante, de celles stabilisées au ciment et à moindre importance
105
celles stabilisées en utilisant la technique des géopolymères suivi d’une cuisson à
350°C ou 450°C.
Voici quelques valeurs de résistances à la compression à l’état humide
exprimées en bar.
Tableau n°52 : Récapitulation des valeurs de résist ance à la compression à l’état
humide exprimées en bar.
Méthode Echantillon Rc au 28ème jour Rc au 60ème jour
A A 13.50
C C1 9.43 10.8
C2 8.41 9.11
D
D1 3.42 5.18
D2 4.02 5.98
D3 4.22 5.95
D4 6.80 7.33
D5 9.09 -
D6 9.54 -
D7 6.78 -
F F1 39.11 -
F2 61.21 -
G
G1 5.71 -
G2 6.87 7.30
G3 5.13 6.97
G4 6.01 -
G5 6.53 7.65
G6 7.00 8.20
G7 8.66 9.23
G8 4.20 5.18
106
Suite tableau n°52
Méthode Echantillon Rc au 28ème jour Rc au 60ème jour
H
H6 3.06 -
H9 4.33 -
H10 7.13 -
H13 6.88 -
H14 11.97 -
H17 10.96 -
H18 14.52 -
107
0
10
20
30
40
50
60
A C1 C2 D1 D2 D3 D5 D6 D7 F1 F2 G1 G2 G3 G4 G5 G6 G7 G8 H6 H9 H10 H13 H14 H17 H18
Echantillon
Rc
[bar
]
Figure n°30 : Comparaison des résistances à la comp ression à l’état humide
108
I.3.2.Résistance à la compression à l’état sec
Les valeurs que nous allons comparer sont celles obtenues après 28ème jours.
Seules les valeurs supérieures à 21 bars, valeur de sécurité, sont considérées. Elles
sont résumées dans le tableau suivant :
Tableau n°53 : Récapitulation des valeurs de la rés istance à la compression à l’état
sec
Méthode Type Rc [bar]
A A 29.20
B
B1 35.18
B2 26.25
B3 46.25
B4 41.55
B7 44.30
B8 37.27
B9 38.24
B10 33.31
B16 49.40
B17 39.62
B18 62.76
B19 49.49
B25 25.73
B26 35.10
B27 33.27
B28 25.94
B29 38.74
C C1 26.22
C2 24.30
109
Suite du tableau n°53
Méthode Type Rc [bar]
D
D1 26.47
D2 24.25
D3 39.15
D4 35.82
D5 50.35
D6 46.10
D7 47.33
E E 25.97
F F1 125.99
F2 155.53
G
G2 23.61
G4 23.42
G5 24.70
G6 25.83
G7 23.70
G8 24.75
H
H15 23.69
H16 32.10
H19 32.70
H20 47.39
Voici un diagramme représentatif, auquel on a éliminé les échantillons
stabilisés au ciment qui sont largement plus résistants que les autres échantillons
(126-155.5 bars).
110
0
20
40
60
80
100
120
140
160
A B1 B2 B3 B4 B7 B8 B9 B10 B16 B17 B18 B19 B25 B26 B27 B28 B29 C1 C2 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7 E F1 F2 G2 G4 G5 G6 G7 G8 H15 H16 H19 H20
Echantillon
Rc
[bar
]
Figure n°31 : Comparaison des résistances à la com pression à l’état sec
111
Interprétation : De point de vue résistance à la compression, les briques stabilisées au ciment
sont largement différentes des autres. En comparant les résistances à la
compression des autres briques, on peut dire que les briques stabilisées par les
stabilisants routiers sont meilleures (toutefois nous tenons à remarquer qu’elles
présentent une résistance à l’eau médiocre).
II..44..Comparaison de prix
Ces différents prix sont obtenus après l’enquête effectuée au marché.
Tableau n°54 : Evaluation de prix des matières prem ières
Matières premières Prix en Ar Ciment CPA 600 Ar /kg
Chaux 450Ar/kg Lait 1000 Ar/Litre Ail 1200 à 1400Ar/kg
Œuf 250Ar Urée 1200 Ar/kg
Soude 1800Ar/kg
I.4.1.Etude des coûts
I.4.1.1.But
Le but de cette étude n’est pas de déterminer le prix exact auquel on vendra
une brique, mais tout simplement de nous donner une idée sur l’intérêt que peut
apporter l’utilisation de ces briques. On pourra en faire une analyse comparative.
I.4.1.2.Méthodologie
Normalement, pour trouver le prix de revient d’une brique, on doit calculer les
coûts et frais suivants :
• Coût des matières premières (terre) ;
• Coût du stabilisant (prix arrivé au lieu de fabrication) ;
• Coût de l’additif ;
• Main d’œuvre ou frais de fabrication.
Après cela, on fait la somme de tous ces coûts et frais pour trouver le prix de
revient unitaire.
Comme ces briques peuvent être préparées soit manuellement soit en utilisant
des équipements mécaniques, nous allons seulement considérer les briques
112
préparées manuellement c’est-à-dire préparées comme dans la fabrication de
briques artisanales. L’objectif en est d’avoir le moindre prix de revient d’une brique.
Pour ce faire, nous avons utilisé le prix de revient d’une brique artisanale
comme coût de base et après, nous avons ajouté les coûts du stabilisant et additif.
I.4.2.Résultats
D’après les informations que nous avons obtenus, le prix de revient d’une
brique en terre crue est d’environ Ar 8. Cette brique a une dimension de 20*10*8cm,
et de densité de 1.76g/cm3, ce prix de revient est égale à environ Ar 2.84 par
kilogramme de brique.
I.4.2.1.Pour la méthode par extrusion
Pour savoirs le coût du stabilisant, nous avons procédé par les calculs
suivants.
On a utilisé teneur du ciment 8% du mortier, donc pour une brique de 2816g,
le poids du ciment est 225.28g qui vaut Ar 135.17.
En additionnant cet résultat avec le prix de base Ar 8, on obtient le prix de
revient d’une brique est environ Ar 144.
I.4.2.2.Pour la méthode de stabilisation par le stabilisant routier
Nous retiendrons seulement la brique ECO2 qui a la composition suivante.
Tableau n°55 : Type de brique retenue
Brique Stabilisant Teneur Adjuvant Pression ECO2 Ecobond Normal Néant Manuelle
Pour une teneur, disons normal de Ecobond, les consommations respectives
en kilogramme de chaque sous produit par kilogramme de terre sont les suivantes :
Tableau n°56 : Consommation des sous produits Ecobo nd
Consommation en kg de EB par kg de sol
EB#1 0.0054
EB#2 0.0140
EB#3 0.0006
EB#4 0.0100
113
Nous avons obtenus les prix respectifs des sous produits Ecobond via leur
fournisseur. Avec un taux de conversion ces prix sont les suivant :
Tableau n°57 : Coûts respectifs des sous-produits E cobond
Ecobond Prix unitaire
Rand/kg Ar/kg
EB#1 5.45 1635
EB#2 5.45 1635
EB#3 5.45 1635
EB#4 2.75 825
Taux : 1Rand=300Ar
Alors, pour une teneur normal en Ecobond, le coût du stabilisant s’obtient en
multipliant la consommation en kg de chaque sous produit par leur prix respectif par
kilogramme, et en faisant la somme de tous ces prix.
Tableau n°58 : Coûts du stabilisant
Ecobond Coût en Ar/kg de terre
EB#1 8.83
EB#2 22.89
EB#3 0.98
EB#4 8.25
Total 40.96
En additionnant le prix de revient de brique en terre crue avec le coût du
stabilisant, on obtient le prix unitaire environ Ar 122.
I.4.2.3.Pour les méthodes de stabilisation par la paille de riz (approche chimique
et approche biochimique)
Pour ce calcul, on va négliger le coût du liant principal, seul le coût de l’additif
qu’on va calculer.
114
Tableau n°59 : Prix de ces composants
Matière Prix [Ar]
Lait 0.25L 250
Chaux 7
Œufs 6 1500
Ail 63
Total 1820
Pour une brique, on a utilisé 10% du mélange, donc on obtient Ar 437.
Après addition avec le prix de base, on obtient Ar 445.
I.4.2.4.Pour la méthode de stabilisation par la chaux
On a utilisé la teneur en chaux 6% c’est-à-dire 6% de 2816 g qui est égal à
168.96 g. Or un kilogramme de chaux coûte Ar 450, donc le prix de la chaux utilisée
est Ar 76. On obtient le prix de brique d’environ Ar 84, après addition du prix de
base.
I.4.2.5.Pour la méthode de stabilisation par le ciment
On fait le calcul avec l’échantillon qui contient 10% de ciment qui coûte Ar
168.95. En additionnant avec le prix de base Ar 8, on a un prix unitaire environ Ar
177.
I.4.2.6.Pour la méthode de stabilisation par la bouse de vache
On va faire le calcul sur l’échantillon qui est composé de 5% du liant liquide et
10% du mélange « lait -ail-jus de bananier ».
Le prix du mélange est dominé par le prix du lait donc on peut négliger le prix
des autres additifs. Donc le prix de l’additif est environ Ar 150.
Le prix de bouse de vache est Ar 500 par seau de 15 L chez les fermiers. Or
on a utilisé une petite quantité du filtrat, obtenu après fermentation de bouse de
vache, donc on prend comme prix Ar 10.
Après addition avec le prix de base on obtient Ar 168.
115
I.4.2.7.Pour la méthode de stabilisation par polymérisation de la matrice
argileuse
Le kaolin est extrait sur le site d’extraction donc son prix dépend au coût de
mains d’œuvre et frais de déplacement.
Le four qu’on va utiliser pour la cuisson de nos briquettes est un four artisanal.
Comme combustible, on a utilisé la balle de paddy.
On va faire le calcul du prix de réactif à partir de la teneur 12%, c’est-à-dire
337.92g de réactif qui contient 80g de soude.
Or 1 kg de soude coûte Ar 1800, donc le prix de 80g est Ar 144. Après
addition avec le prix de base Ar 8, le prix de main d’œuvre et prix de combustible, on
obtient un prix de brique de Ar 155.
II..55..Comparaison de ces prix
D’après les calculs précédents, on obtient les différents prix suivants :
Tableau n°60 : Récapitulation des prix de brique
Méthode Prix [Ar]
A 144
B 122
C et D 445
E 84
F 177
G 168
H 155
116
Voici le diagramme correspondant à ce tableau 60:
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
A B C D E F G H
Méthode
Prix
[Ar]
Figure n°32 : Comparaison de prix des différentes b riques obtenues
Interprétation :
De point de vue prix, les briques stabilisées à la chaux sont moins coûteuses.
Par contre, celles stabilisées par la paille de riz sont plus chères.
II..66..Comparaison des méthodes par affectation de points
On va donner des points à chaque méthode de stabilisation pour évaluer sa
rentabilité.
Le nombre de points alloués à une méthode est le rapport de la résistance à la
compression d’une brique, à l’état sec après 28ème jour de séchage, et son prix
multiplié par mille.
sec
1000Pr
cRP
ix= ×
Les résultats de calculs sont résumés dans le tableau ci-dessous.
117
Tableau n°61 : valeur de point pour chaque méthode
Méthode Point
A 202.78
B 287.70
C 58.92
D 113.15
E 309.17
F 878.70
G 147.32
H 305.74
La figure n°33 représente la variation de ces point s :
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
A B C D E F G H
Méthode
Poi
nt
Figure n°33 : Comparaison des points de chaque méth ode
Interprétation :
Par ordre de rentabilité, on classe chaque méthode comme suit :
• 1er : F
• 2ème : B
• 3ème : E
• 4ème : H
• 5ème : A
118
• 6ème : G
• 7ème : D
• 8ème : C
II..77..Autres
Ils ont tous les mêmes avantages.
L’utilisation de ces briques stabilisées contribue à la sauvegarde de la nature,
car elles ne nécessitent aucune cuisson. Ceci n’est pas négligeable quand on sait
qu’il faut 3kg de bois de chauffage pour obtenir une simple brique artisanale. En
effet, c’est une source d’économie d’énergie.
De plus ses fortes densités leur confèrent une performance élevée en matière
d’isolation thermique : c’est un climatiseur naturel.
119
La latérite est une des matières premières les plus répandues sur la planète et
particulièrement à MADAGASCAR. Sa valorisation en tant que matériau de
construction permettrait de résoudre de nombreuses difficultés économiques, on peut
la rendre, une fois stabilisée par des techniques appropriées, plus compétitives par
rapport aux autres matériaux de construction de la même famille pour les mêmes
utilisations.
La première partie de cet ouvrage nous a permis de nous familiariser avec le
matériau latérite et la stabilisation : il existe plusieurs méthodes pour stabiliser la
latérite.
Dans la deuxième partie, nous avons essayé de décrire quelques méthodes
pour la stabilisation de la latérite et les caractéristiques des produits obtenus.
La dernière partie comporte les différentes comparaisons. D’après cette
dernière, on voit que les briques stabilisées au ciment possèdent les plus grandes
valeurs de résistance à la compression à l’état humide (39.11-61.21 bars) et à l’état
sec (126-155.53 bars), de même pour le point qu’on a affecté à chaque méthode
(878.70). De point de vue prix, les briques stabilisées à la chaux sont les moins
coûteuses (Ar 84).
Alors on peut dire que la méthode de stabilisation au ciment est le plus
avantageuse de ces différentes méthodes.
Pour terminer, nous tenons à signaler que la latérite était et sera toujours le
matériau de construction à considérer, à reconsidérer et à utiliser dans les pays en
voie de développement et en particulier à MADAGASCAR.
120
BIBLIOGRAPHIE
[1] ABD-EL MALIK DIT SIRADJ’EDDINE MOHAMED SAID M., Contribution à
l’étude de stabilisation de la latérite par la paille de riz : Approche biochimique, DEA
Sciences des Matériaux 2006
[2] ANDRIANIRINA Feno Richard, Contribution à l’élaboration de briques de terre
stabilisée par géopolymérisation de la matrice argileuse, cas de la latérite
Vontovorona, DEA Sciences des Matériaux 2003
[3] AUTRET P, Latérites et graveleux latéritiques
[4] Dethier J., DOAT P., Terre d’avenir, 1985, revue « H » n°111, 106pages
[5] HARY Jean, contribution à l’étude de la production des briques crues et cuites en
latérite
[6] HERVIEW J, Profiles types des sols malgaches ORSTOM, INSM, 1960
[7] MESSI A, Valorisation de la latérite du Gabon comme matériau de construction
économique, Mémoire DEA INS de Lyon, 1984
[8] PELLIER JL, Contribution à l’étude de minéraux argileux de Madagascar, Thèse
Université de Strasbourg, 1965
[9] RABOTOVAO Oswald Marie Antonio, Etude comparative de la stabilisation des
latérites avec les liants : ciment et silice active additionnée de l’urée, Mémoire de fin
d’étude Génie Chimique, 2006
[10] RAHARINIERANA Hantaniaina, Contribution à la valorisation de la « latérite »-
Caractéristiques et utilisations des latérites des environ d’Antananarivo, DEA
Sciences des Matériaux 2003
121
[11] RAKOTONDRABE Joselys et RAKOTOTSIMBA Sanda, Contribution à la
valorisation des « matériau terre »-Caractéristiques et utilisation des latérites des
environs d’Antananarivo, Mémoire de fin d’étude : Génie chimique 2000
[12] RAKOTONDRAVALY Désiré Alphonse, Essai de fabrication de briques en terre
stabilisée, à base de stabilisants routiers, cas de la latérite de VONTOVORONA,
DEA Sciences des Matériaux 2003
[13] RAKOTONIRINA Zo Ny Aina et RATOVONDRAHONA Joahary Hasina, Etude
de fabrication de matériaux de construction en terre stabilisée par extrusion,
Mémoire de fin d’étude : Génie chimique 1999
[14] RAKOTONIRINA, Contribution à l’étude des latérites pour la fabrication des
produits refractaires-UA (EESP), 1988
[15] RANAIVONARIVO Velomanantsoa Gabriely, Contribution à l’étude
d’élaboration de ciment à haute résistance à Madagascar. Action sur le mélange
cru, Thèse de Doctorat d’état, es sciences physiques
[16] RANAIVONARIVO 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
[17] RANDRIAMALALA Tiana Richard, Aptitude au traitement chimique des sols de
projet routier, DEA Sciences des Matériaux 2003
[18] RANDRIANA Nambinina Fortuné Richard, Contribution à la stabilisation des
latérites par élaboration d’un liant oxyde de fer et de silice active, Thèse de Doctorat
IIIème Cycle
122
[19] RANDRIANA Nambinina Fortuné Richard, Etude technico-économique pour la
production de briques stabilisées dans la réserve de la biosphère de MANANARA
NORD, DEA Génie Chimique 1994
[20] RANOROVELO et RASOANIMANANA Paulette, Performance des matériaux de
construction à base de latérites stabilisées à la chaux, Mémoire de fin d’étude :
Mines 1987
[21] RATRIMOARISONINA Hasina Andriatahina, Contribution à la mise en place
d’un système de gestion de base de données des latérites de la Région
D’ANALAMANGA, DEA Sciences des Matériaux 2006
[22] RAZAFIMAHALEO Ida Nirina, Contribution à l’étude de la stabilisation de la
latérite par utilisation de la paille de riz : Approche chimique, DEA Sciences des
Matériaux 2005
[23] RAZAFIMANDIMBY née RAHARIVAO Anjaramalala, Etude physique et
physico-chimique de gisement d’argiles malgaches, intérêt économique, Thèse de
doc ès-sciences, E.E.Sciences Université d’Antananarivo, mai 1987
[24] RAZAKAVOLOLONA Riana, Contribution à l’étude de stabilisation du matériau
latérite, DEA Sciences des Matériaux 2003
Annexe 1 : LIMITES D’ATTERBERG
1. PRINCIPE
L’essai s’effectue en deux phases :
� recherche de la limite de liquidité WL définie comme la teneur en eau, qui
marque le seuil de passage d’un sol de l’état liquide à l’état plastique, à l’aide de
CASAGRANDE.
� recherche de la limite de plasticité WP définie comme la teneur en eau, qui
marque le seuil de passage d’un sol de l’état plastique à l’état solide, par formation
de rouleaux de 3 mm de diamètre.
L’indice de plasticité est la différence entre les limites de liquidité et de la
plasticité.
2. SPECIFICATIONS
2.1 Appareillage
� Appareil de CASAGRANDE ;
Cet appareil est constitué :
• d’un socle en bois bakelisé, monté sur quatre cales en caoutchouc
• d’un support métallique portant la coupelle en laiton chromé, et la
manivelle actionnant la came qui soulève de 10 mm la coupelle au dessus du socle ;
• d’une coupelle lisse ;
• d’une coupelle rugueuse ;
� Un outil à rainurer constitué par une lame rigide terminée par une tête munie
d’une pointe trapézoïdale ;
� Un calibre constitué par une barrette prismatique de 10 mm d’épaisseur ; qui
sert à régler la hauteur de chute de la coupelle et comportant en son autre extrémité
une crosse remplaçant l’outil à rainurer dans le cas des matériaux peu plastiques.
• un tamis à mailles carrées de 0.40 mm, forme haute (module AFNOR
N°27)
• un tamis de décharge à mailles carrées de 2 mm, forme haute (module
AFNOR N°34)
• un récipient de trempage
• un récipient pour lavage et décantation
• un siphon
• une plaque de marbre ou verre pour malaxer le mortier et confectionner
les rouleaux de sol
• des spatules à malaxer
• des coupelles malaxer
• des boîtes de Pétri
• une balance, capable de peser 200 g, précise à 0.1 g
• une étuve à thermostat permettant de régler à 150°C
• des jetons de repérage
• une éponge
• un poste de lavage
2.2 Préparation de l’échantillon
L’essai des limites d’ ATTERBERG se réalise sur la fraction du matériau
passant au tamis à mailles carrées de 0.40 mm (module AFNOR N°27).
L’échantillonnage se fait suivant le mode opératoire (préparation d’un
échantillon pour essai, échantillonnage). Le poids de l’échantillon devra être soit de
150 à 200 g.
Si l’analyse granulométrique a été déjà réalisée, on pourra s’en aider pour
déterminer le poids l’échantillon à tamiser.
Avant tamisage, le matériau doit être imbibé pendant 24 h au minimum, et afin
de faciliter la décantation ultérieure que l’on introduit 1 g d’alun en poudre dans l’eau
de trempage.
Le lavage s’effectue sous l’eau sur le tamis à mailles carrées de 0.40 mm
(module AFNOR N°27), en se servant éventuellement d u tamis de décharge. Les
eaux de lavage sont intégralement récupérées dans un récipient, et le refus sur le
tamis à mailles carrées de 0.40 mm (AFNOR N°27), es t séché à l’étuve à 105°C.
Les deux récipients contenant les eaux de lavage et le refus sont repérés à
l’aide de jetons de repérage.
Une fois sec, le refus est tamisé à sec sur le tamis à mailles carrées de 0.40
mm (module AFNOR N°27), et le tamisât est versé dan s le récipient contenant les
eaux de lavage.
Après décantation, l’eau claire est siphonnée avec précaution, pour ne pas
entraîner de fines, et le mortier est séché à l’air, jusqu’à l’obtention de la consistance
voulue. Ce séchage ne se fait en aucun cas à l’étuve.
2.3 Exécution d’essai
2.3.1. Limite de liquidité
2.3.1.1. Réglage de la hauteur de chute de la coupelle
Le réglage se fait à l’aide du calibre prismatique en déplaçant la plaque
coulissante de telle sorte que la chute de la coupelle soit exactement.
2.3.1.2. Préparation de la pâte
La consistance voulue ayant été obtenue, l’ensemble du mortier est récupéré
et malaxé soigneusement pour le rendre homogène.
Si la consistance est trop forte, l’on ajoute de l’eau distillée, et si le mortier est
sec, on le reimbibe avec de l’eau distillée pendant un minime de 24 heures.
Pour obtenir une pâte bien homogène, et presque fluide, on malaxe
vigoureusement la totalité du mortier à l’aide de la spatule.
2.3.1.3 Réalisation de l’essai
� placer dans la coupelle, environ 70 g de pâte en la répartissant avec spatule
en 3 couches, de façon à former un gâteau à peu près symétrique par rapport au
plan de symétrie de la coupelle. L’épaisseur du matériau au centre de la coupelle
doit être de l’ordre de 15 mm à 20 mm.
� noter le nombre de chocs ;
� prélever à l’aide de la spatule un échantillon de chaque côté des lèvres, au
voisinage de l’endroit où elles se sont refermées.
� placer les deux échantillons dans deux boîtes de Pétri ;
� peser immédiatement les boîtes ;
� les placer dans l’étuve à 105°C, jusqu’à dessiccat ion complète.
� répéter les opérations avec cinq teneurs en eau décroissantes, les nombres
de chocs devront être compris entre 19 et 31.
La fermeture de la rainure doit se produire par affaiblissement du mortier dans
sa masse et non pas par glissement sur la paroi de la coupelle. La coupelle
rugueuse a pour but d’éviter ce glissement, et doit être employée, quand on ne
réussit pas à obtenir la fermeture autrement, par exemple pour les matériaux
sableux. Pour réaliser la rainure sur ces dernières, on utilise alors le calibre de 10
mm, comportant à son autre extrémité la crosse à rainurer.
Avant chaque mesure, la coupelle doit être nettoyé et séché. Le nettoyage doit
être fait uniquement avec l’éponge et de l’eau.
2.3.1.4 Détermination de la limite de liquidité : WL
Par définition, la limite de liquidité est la teneur en eau du mortier qui
correspond à une fermeture sur 10 mm des lèvres de la rainure pour 25 chocs
imprimés à la coupelle.
Cette détermination s’obtient donc par interpolation, en portant sur une
graphique, en coordonnées linéaires, les teneurs en eau correspondant aux nombres
de chocs et en traçant la droite la plus probable passant sur ou au plus près des
points ainsi déterminés.
La limite de liquidité WL et la teneur en eau correspondant à 25 chocs.
2.3.2 Limite de plasticité
2.3.2.1. Préparation de l’essai
La mesure de la limite de plasticité WP se fait après celle de liquidité, avec le
même échantillon qui sera séché à l’air en l’étalant sur la plaque de marbre ou verre.
2.3.2.2. Réalisation de l’essai
L’on forme une boulette que l’on roule sur la plaque de marbre ou de verre, de
façon à former un rouler que l’on amincit progressivement jusqu’à ce qu’il atteigne 3
mm de diamètre. La vérification du diamètre s’effectue à l’aide de la barrette étalon.
Les précautions à prendre sont :
� l’observation d’une cadence de 60 à 80 allers et retours par minute ;
� le rouleau arrivé à 3 mm de diamètre doit avoir une longueur comprise entre
10 cm et 15 cm, et ne pas être creux.
La limite de plasticité est atteinte lorsque le rouleau se fissure en soulevant de
1 cm à 2 cm en son milieu.
Dans le cas où l’échantillon est trop humide, l’on reforme une boulette, qui est
malaxée pour la sécher et l’on recommence l’opération jusqu’à ce que la limite de
plasticité soit atteigne.
Une fois la limite de plasticité atteinte, l’on prend deux morceaux de rouleau à
proximité de la rupture qu’on met dans une boîte de Pétri. L’ensemble est pesé.
Un deuxième essai est effectué à partir d’une autre fraction du même portier.
Après obtention de la limite de plasticité, deux morceaux du rouleau sont également
placés dans une boîte de Pétris, et l’ensemble est pesé.
Les deux prélèvements sont séchés à la température de 105°C.
2.3.2.3. Détermination de la limite de plasticité
Par définition, la limite de plasticité est la teneur en eau exprimée en % du
poids de matériau sec d’un rouleau qui se brise au moment où son diamètre atteint 3
mm. Les deux valeurs obtenues lors de deux essais ne doivent pas différer entre
elles de plus de 2% en valeur relative. La limite de plasticité est la moyenne de ces
deux valeurs arrondies à l’unité la plus voisine.
2.4. Feuille d’essai
Ci après, l’on trouvera un modèle de feuille d’essai comportant également le
graphique pour la détermination de la limite de liquidité. Les trois valeurs obtenues,
limites de liquidité et de plasticité et l’indice de plasticité sont arrondies à l’unité de la
plus proche.
3. Remarque
En dessous de la valeur 5, l’indice de plasticité perd toute signification, et il
faut recouvrir à l’essai d’équivalent de sable, mode opératoire MO1.
4. Commentaire
Les limites d’ ATTERBERG font partie des essais les plus connus pour les
sols cohérents, les résultats dépendent toutefois :
� de l’expérience de l’opérateur ;
� de la qualité du matériel ;
� du mode de préparation de l’échantillon
Pour avoir des résultats fiables, il est indispensable de suivre rigoureusement
le mode opératoire.
4.1. Influence du matériel sur les résultats des essais
Le socle de l’appareil doit être en bois bakelisé dont la résistance au choc
minimale est de 10.79 N et maximale de 68.65 N. Il faut vérifier qu’à l’emplacement
de la chute de la coupelle, le socle ne présente pas une cuvette dont la profondeur
dépasse 0.5 mm.
La hauteur de chute de la coupelle doit être soigneusement réglée. En effet,
un écart de 1 mm peut entraîner une erreur de 7 à 8 points.
L’état de l’outil à rainurer n’a pas d’influence sur la valeur de la limite de
liquidité tant son usure est inférieure à 0.2 mm. Cet outil doit être réformé lorsque la
largeur de la pointe atteint 2.2 mm.
4.2. Influence du mode de préparation du mortier
La limite de liquidité obtenue à partir d’un mortier préparé par tamisage suivi
d’un complet à l’étuve est plus faible qu’à celle d’un mortier préparé à partir d’un
tamisage par voie humide suivi d’un séchage partiel. Le séchage à l’étuve est donc à
prohiber afin de ne pas modifier la structure des éléments fins.
Pour les matériaux susceptibles de contenir des microorganismes, l’étuvage
des prélèvements de teneur en eau doit être fait à 60°C, car au-delà de cette
température il y aura calcination de ces microorganismes qui ont une certaine
influence sur la valeur des limites.
Annexe 2 : Caractérisation de la paille de riz
1. Dosage de la cellulose
1.1. Principe
L’échantillon est soumis à deux attaques successives : acide et alcaline. Le
résidu est ensuite séché puis calciné. La perte en poids résultant de la calcination
correspond à la cellulose brute de la prise d’essai.
1.2. Appareillage et réactif utilisé
� Erlen 250 ml ;
� colonne réfrigérante ;
� dessiccateur ;
� Balance de précision ;
� étuve ;
� pH mètre ;
� creuset ;
� Eprouvette 100 ml ;
� papier filtre ;
� solution de soude à 1.25 % ;
� solution d’acide sulfurique à 1.25 % ;
� eau distillée ;
� bleu de Bromothymol
1.3. Mode opératoire
� peser sur un papier pelure 2 g d’échantillon ;
� introduire la peser dans un Erlen 250 ml ;
� fixer la colonne réfrigérante sur l’Erlen et ouvrir la réfrigérante ;
� introduire dans une éprouvette 100 ml de la solution H2SO4 à 1.25 %;
� faire couler doucement cette solution par le haut de la colonne réfrigérante ;
� faire bouillir pendant 40 mn ;
� filtrer comme lors de l’élimination de l’acide ;
� rincer 3 fois avec 50 ml d’eau pour éliminer la soude ;
� contrôler le rinçage avec l’utilisation du pH-mètre pour que le résidu rassemblé
ne doit pas avoir lieu, sinon poursuivre le lavage à 130 °C pendant 3 heures ou
contrôler le rinçage par ajout de bleu de Bromothymol (2 gouttes) : le changement de
pH de 6 à 7.6 est indiqué par le virement de la coloration du jaune au bleu.
� Sortir de l’étuve le creux et le mettre à refroidir dans un dessiccateur, le
peser ;
� Mettre le creuset sur une plaque d’amiante. Une fois ramenée à la
température ambiante, repeser le creuset ;
La perte en poids résultant de la calcination correspond à la cellulose de la
prise d’essai.
2. Dosage de la lignine
2.1. Principe
L’échantillon est soumis à une attaque sulfurique. Le résidu est ensuite lavé et
séché. La perte en poids après l’attaque correspond à la lignine de l’échantillon.
2.2. Appareillages et réactifs utilisés
� ballon de 100 ml ;
� bêcher de 250 ml ;
� papier filtre ;
� balance de précision ;
� étuve ;
� éprouvette 100 ml ;
� solution d’acide sulfurique à 72% ;
� eau distillée ;
2.3. Mode opératoire
� 2 g de coupeaux de l’échantillon séché à 100 °C en viron sont placés dans un
ballon de 100 ml ;
� y ajouter 50 ml d’acide sulfurique H2SO4 à 72% et laisser reposer le mélange
à température ambiante pendant 24 heures.
� Ajouter 50 ml d’eau froide puis 500 ml d’eau chaude ;
La lignine est la suspension après filtration. Le résidu est lavé avec de l’eau
contenant un peu de soude ; séché et pesé.
3. Teneur en cendre
3.1. Principe
Incinération d’un échantillon séché au four réglé à 600°C à l’abri de l’air
pendant 3 heures.
3.2. Appareillages
� four à régulation automatique ;
� creuset ;
� balance de précision ;
3.3. Mode opératoire
� peser le creuset et mettre 2 g d’échantillon de matière sèche le dedans ;
� le mettre dans le four à 600°C pendant 3 heures ;
� refroidir ensuite et peser la cendre obtenue.
Lors de la manipulation, il faut augmenter la température d’intervalle 200°C en
commençant à 200°C pour éviter la cassure du creuse t.
La perte en poids après incinération correspond au taux de cendres de la
matière sèche.
Annexe 3 : ESSAI PROCTOR (ESSAI PROCTOR NORMAL ET M ODIFIE)
1. GENERALITES
1.1 Domaine d’application
Le présent mode opératoire s’applique aux sols et matériaux d’origines
naturelle ou artificielle destinées à constituer les corps de remblai (digues, barrages),
les corps de chaussée (route, aérodromes …), les plates formes de déblai.
1.2 Principe de l’essai
Le poids volumique du sol sec d’échantillons d’un même matériau compactés
d’une façon identique, à différentes teneurs en eau, varie et passe par un maximum.
La teneur en eau qui correspond au poids volumique maximal du sol sec est
appelée teneur en eau maximale.
L’essai consiste à compacter dans un moule normalisé, à l’aide d’une dame
normalisée, suivant un processus bien défini, un échantillon du matériau à étudier et
à déterminer la teneur en eau et son poids volumique sec après compactage. L’on
répète plusieurs fois de suite l’essai, à teneur en eau croissante et l’on trace sur un
graphique la courbe représentative du poids volumique sec en fonction de la teneur
en eau. Cette courbe représente un maximum dont l’abscisse est la teneur en eau
optimale PROCTOR et l’ordonnée le poids volumique sec optimal PROCTOR.
En fonction de l’intensité de compactage, on distingue :
� l’essai PROCTOR normal ;
� l’essai PROCTOR modifié ;
L’essai PROCTOR normal est généralement utilisé pour les travaux
hydrauliques (digues, barrages), alors que l’essai PROCTOR modifié est réservé
pour les travaux de type routier.
Dans les deux cas, et pour limiter la dispersion, l’essai s’effectue dans la
moule CBR sur des matériaux passant au tamis à mailles carrées de 20 mm (module
AFNOR N°44).
2. SPECIFICATIONS
2.1. Appareillages
� Un bloc de béton de dimensions minimales 400x400x250 mm3 sur lequel
repose le moule CBR.
� Un moule constitué par un tube cylindrique métallique de 152 ± 0.2 mm de
diamètre intérieur et de 152 ± 0.2 mm de hauteur, muni d’une embase, d’une hausse
métallique amovible, et d’un disque d’espacement d’un diamètre légèrement inférieur
à celui du moule et d’épaisseur : 24.4 mm.
� Une dame « PROCTOR normal » (à utiliser pour l’essai PROCTOR normal)
constitué par un mouton cylindrique de 2490 ± 0.1 g et 51 mm de diamètre guidé par
une tige à l’intérieur d’un fourreau dont la hauteur de chute est de 305 ± 0.2 mm.
� Une dame « PROCTOR modifié » (à utiliser pour l’essai PROCTOR modifié)
semblable à la précédente avec les caractéristiques suivantes : masse du mouton
4535 ± 0.1 g, hauteur de chute : 457 ± 0.2 mm.
� Une palme à araser constituée d’une lame métallique d’environ 30x200 mm2,
biseautée sur un des ses grands côtés et d’épaisseur de 6 mm.
2.2. Appareillage d’usage courant
� un tamis à mailles carrées de 20 mm (module AFNOR N°44) ;
� des récipients (cuvettes) pour séchage des échantillons ;
� des bacs de contenance 5 à 10 kg pour la préparation du matériau à
compacter ;
� des truelles ;
� des spatules ;
� une brosse ;
� des pinceaux ;
� une éprouvette graduée de 250 cm3 ;
� un cristallisoir de 200 cm3 ;
� une balance capable de peser 800 g à 0.1 g près ;
� une balance capable de peser 15000 g à 5 g près ;
� une étuve permettant le séchage à la température de 105°C ;
� éventuellement une étuve permettant de sécher à la température 60°C ;
� une burette à huile pour graissage des parois du moule ;
� des disques de papier filtre correspondant au diamètre intérieur du moule ;
� un burin et un marteau ou mieux une machine à démouler ;
� un linge humide ;
2.3. Prise d’échantillon
Utilisant le moule CBR, il faudra échantillonner 33 kg de matériau pour remplir
six moules (cinq pour définir la courbe PROCTOR et un supplémentaire). La masse
de matériau nécessaire pour chaque essai sera donc de 5.5 kg environ.
Annexe 4 : Briquettes en latérites stabilisées
Photos des briquettes.
Table de matières
Remerciement
SOMMAIRE
Liste des abréviations
Liste des tableaux
Liste des figures
Listes des annexes
Introduction…………………………………………………………………………………………...1
PREMIERE PARTIE : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE……………………………… …………….1
Chapitre I: LES LATERITES ......................... ....................................................................... 2
II..11.. Définition de la latérite ...............................................................................................................2
II..22.. Formation des latérites ..............................................................................................................3
I.2.1. Le climat .............................................................................................................................3
I.2.2. L’eau ...................................................................................................................................3
I.2.3. La topographie ...................................................................................................................4
I.2.4. La végétation ......................................................................................................................4
I.2.5. Roches mères ....................................................................................................................4
II..33.. Classification des latérites ........................................................................................................5
II..44.. Propriétés des latérites ..............................................................................................................6
I.4.1. La granulométrie ................................................................................................................6
I.4.2. La compressibilité ...............................................................................................................6
I.4.3. La plasticité ........................................................................................................................6
I.4.4. La cohésion ........................................................................................................................7
I.4.5. L’induration .........................................................................................................................7
II..55.. Les constituants des latérites ....................................................................................................8
I.5.1. Le fer ..................................................................................................................................8
I.5.2. L’aluminium ........................................................................................................................8
I.5.3. Le titane ..............................................................................................................................8
I.5.4. La silice ..............................................................................................................................8
I.5.5. Les minéraux argileux ........................................................................................................8
I.5.6. Le manganèse ....................................................................................................................8
II..66.. Utilisation des latérites ...............................................................................................................9
I.6.1. Utilisation dans le domaine de la construction ...................................................................9
I.6.2. Utilisation des latérites en agriculture ............................................................................. 11
I.6.3. Utilisation en métallurgie ................................................................................................. 11
I.6.4. Utilisation en céramique .................................................................................................. 11
I.6.5. Utilisation dans le domaine routier .................................................................................. 12
Chapitre II: LA STABILISATION ..................... ................................................................... 13
IIII..11.. Définition ............................................................................................................................... 13
IIII..22.. Objectifs ................................................................................................................................. 13
IIII..33.. Paramètre de stabilisation ..................................................................................................... 13
IIII..44.. Types de stabilisation ............................................................................................................ 14
II.4.1. Stabilisation mécanique ................................................................................................. 14
II.4.2. Stabilisation physique ..................................................................................................... 14
II.4.3. Stabilisation Chimique .................................................................................................... 14
IIII..55.. Les stabilisants ...................................................................................................................... 15
II.5.1. Les stabilisants organiques ............................................................................................ 15
II.5.2. Les stabilisants minéraux ............................................................................................... 15
IIII..66.. Mécanisme de la stabilisation ................................................................................................ 17
II.6.1. Densifier ......................................................................................................................... 17
II.6.2. Armer .............................................................................................................................. 17
II.6.3. Enchaîner ....................................................................................................................... 17
II.6.4. Lier.................................................................................................................................. 18
II.6.5. Imperméabiliser .............................................................................................................. 18
II.6.6. Hydrofuger ...................................................................................................................... 18
IIII..77.. Exemple de quelques normes pour la construction en terre ................................................. 18
II.7.1. UBC (Union Building Code USA) pour l’adobe stabilisé ................................................ 18
II.7.2. REEF (CSTB) France 1945 pour terre damée stabilisée ............................................... 19
II.7.3. Recommandations de l’ONU (Inter American Housing and Planning Center: CINVA) . 19
II.7.4. Recommandation pour l’adobe stabilisé (PEROU) ........................................................ 19
Chapitre III: LES ADDITIFS ........................ ........................................................................ 20
IIIIII..11.. L’argile ................................................................................................................................. 20
IIIIII..22.. La chaux ............................................................................................................................... 20
IIIIII..33.. L’ail ou « allium sativum » .................................................................................................... 21
IIIIII..44.. Le lait .................................................................................................................................... 21
IIIIII..55.. Le blanc d’œuf ...................................................................................................................... 22
IIIIII..66.. Adjuvant hydrofuge ............................................................................................................... 23
DEUXIEME PARTIE : ETUDE EXPERIMENTALE…………………………………… ………...24
A- CARACTERISATION DES MATIERES PREMIERES ET DES PR ODUITS FINIS ......... 24
Chapitre I: IDENTIFICATION DE LA LATERITE ......... ....................................................... 24
II..11.. Identification sur terrain .......................................................................................................... 24
I.1.1. Analyses préliminaires .................................................................................................... 24
I.1.2. Analyse visuelle des fines ............................................................................................... 27
II..22.. Identification au laboratoire ................................................................................................... 30
I.2.1. Masse volumique apparente ρ ........................................................................................ 30
I.2.2. Poids spécifique : sγ ....................................................................................................... 30
I.2.3. Densité apparente dγ ..................................................................................................... 30
I.2.4. Surface spécifique : wS .................................................................................................. 31
I.2.5. Porosité, Compacité ........................................................................................................ 31
I.2.6. Indice des vides ............................................................................................................... 31
I.2.7. Teneur en eau naturelle et degré de saturation .............................................................. 31
I.2.8. Granulométrie .................................................................................................................. 32
I.2.9. Autres caractéristiques .................................................................................................... 34
II..33.. Résultats et interprétation ...................................................................................................... 37
I.3.1. Caractéristiques de la latérite de SABOTSY NAMEHANA ............................................. 37
I.3.2. Caractéristiques de la latérite de VONTOVORONA ....................................................... 40
Chapitre II: CARACTERISATION DES PRODUITS FINIS ... .............................................. 43
IIII..11.. Les essais fondamentaux ..................................................................................................... 43
II.1.1. Retrait ............................................................................................................................. 43
II.1.2. Absorption d’eau ............................................................................................................ 43
II.1.3. Résistance à l’écrasement ou à la compression ............................................................ 44
II.1.4. Résistance à la traction .................................................................................................. 45
II.1.5. Résistance au cisaillement ............................................................................................. 45
IIII..22.. Les essais complémentaires ................................................................................................. 46
II.2.1. Test d’abrasion ............................................................................................................... 46
II.2.2. Test d’impact .................................................................................................................. 46
II.2.3. Test d’érosion ................................................................................................................. 46
B- EXPERIMENTATION DES DIFFERENTES METHODES DE STAB ILISATION DE LA
LATERITE .......................................... ................................................................................. 47
Chapitre III: EXTRUSION À FROID ................... ................................................................. 47
IIIIII..11.. Préparation des matières premières ................................................................................... 47
III.1.1. Broyage ......................................................................................................................... 47
III.1.2. Criblage ......................................................................................................................... 47
IIIIII..22.. Mise en œuvre de la fabrication ........................................................................................... 47
III.2.1. Dosage .......................................................................................................................... 47
III.2.2. Malaxage ....................................................................................................................... 48
III.2.3. Extrusion ....................................................................................................................... 48
III.2.4. Traitement des produits finis ......................................................................................... 49
IIIIII..33.. Déroulement de fabrication .................................................................................................. 49
III.3.1. Préparation des matières premières ............................................................................. 49
III.3.2. Provenances des matières premières ........................................................................... 50
III.3.3. Dosage .......................................................................................................................... 50
III.3.4. Mise en œuvre .............................................................................................................. 51
IIIIII..44.. Tests sur le produit et résultats ............................................................................................ 51
Chapitre IV: UTILISATION DE STABILISANTS ROUTIERS . ............................................. 53
IIVV..11.. Les matières premières ....................................................................................................... 53
IV.1.1. La latérite ...................................................................................................................... 53
IV.1.2. Les stabilisant routiers utilisés ...................................................................................... 53
IIVV..22.. Confection des briquettes .................................................................................................... 54
IV.2.1. Préparation de la latérite ............................................................................................... 54
IV.2.2. Détermination de la proportion des stabilisants ............................................................ 54
IV.2.3. Mélange eau stabilisant ................................................................................................ 55
IV.2.4. Le malaxage ................................................................................................................. 55
IV.2.5. Le moulage ................................................................................................................... 55
IV.2.6. Le compactage ............................................................................................................. 56
IV.2.7. Le démoulage ............................................................................................................... 56
IV.2.8. Le séchage ................................................................................................................... 56
IIVV..33.. Les différentes briquettes conçues ...................................................................................... 56
IIVV..44.. Caractéristiques des briquettes ............................................................................................ 58
IV.4.1. Les caractéristiques physiques ..................................................................................... 58
IV.4.2. Caractéristiques mécaniques ....................................................................................... 60
Chapitre V: STABILISATION PAR LA PAILLE DE RIZ – AP PROCHE BIOCHIMIQUE .... 63
VV..11.. Préparation du liant principal par fermentation de la paille de riz ......................................... 63
V.1.1. Les matières premières utilisées ................................................................................... 63
V.1.2. Essai de fermentation .................................................................................................... 64
VV..22.. Préparation des additifs ........................................................................................................ 66
V.2.1. Argile .............................................................................................................................. 66
V.2.2. Mélange « chaux – ail - blanc d’œuf – lait » .................................................................. 66
VV..33.. Confection des briquettes ..................................................................................................... 66
VV..44.. Caractéristiques des briquettes ............................................................................................. 67
V.4.1. Porosité .......................................................................................................................... 67
V.4.2. Retrait............................................................................................................................. 68
V.4.3. Erosion ........................................................................................................................... 68
V.4.4. Résistance à la compression ......................................................................................... 68
Chapitre VI: STABILISATION PAR LA PAILLE DE RIZ – A PPROCHE CHIMIQUE .......... 71
VVII..11.. Préparation du liant principal ................................................................................................ 71
VI.1.1. Essai de solubilisation................................................................................................... 71
VI.1.2. Traitement à la soude ................................................................................................... 71
VVII..22.. Préparation des additifs ....................................................................................................... 73
VI.2.1. Argile ............................................................................................................................. 73
VI.2.2. Le mélange à base de la chaux .................................................................................... 73
VVII..33.. Confection des briquettes .................................................................................................... 74
VI.3.1. Extraction de la latérite ................................................................................................. 74
VI.3.2. Broyage et tamisage ..................................................................................................... 74
VI.3.3. Dosage .......................................................................................................................... 75
VI.3.4. Malaxage ...................................................................................................................... 75
VI.3.5. Moulage ........................................................................................................................ 75
VI.3.6. Démoulage .................................................................................................................... 76
VI.3.7. Séchage ........................................................................................................................ 76
VVII..44.. Caractéristiques des briquettes ............................................................................................ 76
VI.4.1. Test sur la porosité ....................................................................................................... 76
VI.4.2. Test sur la résistance à la compression ....................................................................... 77
VI.4.3. Test de l’érosion ............................................................................................................ 78
VI.4.4. Test sur le retrait ........................................................................................................... 78
Chapitre VII: STABILISATION PAR LA CHAUX .......... ...................................................... 79
VVIIII..11.. Organigramme de confection des briquettes ...................................................................... 79
VVIIII..22.. Processus de fabrication ..................................................................................................... 79
VII.2.1. Extraction de la latérite ................................................................................................ 79
VII.2.2. Précriblage et criblage ................................................................................................. 79
VII.2.3. Malaxage ..................................................................................................................... 80
VII.2.4. Moulage et pressage ................................................................................................... 80
VII.2.5. Séchage ....................................................................................................................... 81
VVIIII..33.. Caractéristiques des briquettes ........................................................................................... 81
VII.3.1. Porosité ........................................................................................................................ 81
VII.3.2. Résistance à la compression ....................................................................................... 82
VII.3.3. Densité ......................................................................................................................... 83
Chapitre VIII: STABILISATION PAR LE CIMENT ........ ...................................................... 84
VVIIIIII..11.. Déroulement de la confection des briquettes ..................................................................... 84
VVIIIIII..22.. Composition des briquettes conçues ................................................................................. 84
VVIIIIII..33.. Caractéristiques des briquettes .......................................................................................... 85
VIII.3.1. Porosité ....................................................................................................................... 85
VIII.3.2. Résistance à la compression ...................................................................................... 85
Chapitre IX: STABILISATION PAR LA BOUSE DE VACHE .. ............................................ 87
IIXX..11.. Organigramme de confection des briquettes ....................................................................... 87
IIXX..22.. Préparation des stabilisants et additifs................................................................................. 87
IX.2.1. Bouse de vache ............................................................................................................ 87
IX.2.2. Mélange « lait-ail-jus de bananier » .............................................................................. 87
IIXX..33.. Processus de fabrication ...................................................................................................... 88
IX.3.1. Extraction de la latérite ................................................................................................. 88
IX.3.2. Tamisage ...................................................................................................................... 88
IX.3.3. Façonnage des éprouvettes ......................................................................................... 88
IIXX..44.. Caractéristique des briquettes ............................................................................................. 89
IX.4.1. Porosité ......................................................................................................................... 89
IX.4.2. Résistance à la compression ........................................................................................ 91
IX.4.3. Test d’érosion ............................................................................................................... 92
Chapitre X: STABILISATION PAR POLYMERISATION DE MAT RICE ARGILEUSE ........ 93
XX..11.. Généralité .............................................................................................................................. 93
X.1.1. Définition des géopolymères ......................................................................................... 93
X.1.2. Structure et propriétés des géopolymères ..................................................................... 93
XX..22.. Provenance des matières premières .................................................................................... 94
X.2.1. Latérite ........................................................................................................................... 94
X.2.2. Kaolin ............................................................................................................................. 94
XX..33.. Confection des éprouvettes .................................................................................................. 95
X.3.1. Synthèse du réactif géopolymère .................................................................................. 95
X.3.2. Préparation de la latérite ................................................................................................ 95
X.3.3. Réalisation des éprouvettes .......................................................................................... 95
XX..44.. Caractéristiques des produits finis ........................................................................................ 97
X.4.1. Résistance à l’eau .......................................................................................................... 97
X.4.2. Résistance à l’état sec ................................................................................................... 98
TROISIEME PARTIE : ETUDE COMPARATIVE DES DIFFERENTE S METHODES DE
STABILISATION DE LA LATERITE…………………………………………………………… .102
Chapitre I: COMPARAISON DE PROCEDE DE FABRICATION . ..................................... 102
II..11.. Matières premières ............................................................................................................... 102
II..22.. Facilité de la mise en œuvre ................................................................................................ 104
II..33.. Comparaison de propriétés .................................................................................................. 104
I.3.1. Résistance à l’eau ......................................................................................................... 104
I.3.2. Résistance à la compression à l’état sec ...................................................................... 108
II..44.. Comparaison de prix............................................................................................................. 111
I.4.1. Etude des coûts ............................................................................................................. 111
I.4.2. Résultats ....................................................................................................................... 112
II..55.. Comparaison de ces prix ...................................................................................................... 115
II..66.. Comparaison des méthodes par affectation de points ......................................................... 116
II..77.. Autres ................................................................................................................................... 118
Conclusion…………………………………………………………………………………………119
BIBLIOGRAPHIE ..................................... ......................................................................... 120
Annexes……..……………………………………………………………………………123
Nom : LINA
Prénoms : Zizy Aimée
Intitulé du mémoire : « ETUDE COMPARATIVE DES DIF FERENTES
METHODES DE STABILISATION DE LA LATERITE »
Nombre de page : 123
Nombre de tableaux : 61
Nombre de figures : 33
Nombre d’annexes : 4
RESUME
La latérite est un matériau de construction le plus ancien de l’histoire de
l’humanité. Mais face à la concurrence des matières plastiques et du béton, elle
mérite une revalorisation.
La connaissance de ses caractéristiques physico chimiques aidera à la
décision de son utilisation future.
Dans cet ouvrage, nous avons essayé de décrire quelques méthodes des
stabilisations de la latérite et de comparer les caractéristiques des produits finis, les
matières premières et leur prix.
Jusqu’à ce jour la stabilisation au ciment surclasse les autres méthodes.
Mots clés : latérite, stabilisant, résistance à la compression, briques stabilisées,
porosité.
SUMMARY
In the history of humanity, the soil is an old material for building. But in front of
the competition with the plastic matters and the concrete, it needs to be improved
and re-evaluate.
The knowledge of its physico chemical characteristics will help to decide its
use on the future.
In this work, we have tried to describe some stabilisation methods of the
laterite and then to compare the characteristic of the finished product, the first
material and their price.
So far, the stabilization with cement outclasses the others methods.
Key words : laterite, stabilising, porosity, dry compression, stabilised bricks
