Soutenance mémoire
GENERALITES SUR LA CONSTRUCTION EN TERRE
La Terre est un matériau disponible en quantité et utilisée dans la construction depuis des millénaires, faisant de la construction en terre crue l’habitat le plus répandu au monde. La terre est l’un des plus anciens matériaux de construction. Car construire en terre crue permet d’exploiter le matériau le plus proche, celui que l’on a sous les pieds, disponible partout dans le monde, (Paulus, 2015). La brique en terre crue et la brique compressée, de même que le pisé, sont les techniques de construction en terre qui ont été les plus utilisées dans l’histoire de la construction jusqu’à nos jours. Après avoir été abandonnée et oubliée avec l’avènement des matériaux de constructions industrielles, en particulier le béton et l’acier, elle fait aujourd’hui l’objet d’un regain d’intérêt dans les pays en développement comme dans les pays industrialisés.
La terre, utilisée depuis plus de onze millénaires, est sans aucun doute un des matériaux de construction les plus anciens de l’histoire de l’humanité. En effet, les fouilles archéologiques ont montré que les civilisations perses, assyriennes, égyptiennes et babyloniennes édifiaient déjà de nombreux bâtiments à l’aide de ce matériau. Certains étaient même monumentaux tout comme l’arche de Ctésiphon en Irak (figure.1.1.a), certaines pyramides en Égypte (pyramide d’El-Lahoun (figure1.1.b), la ziggourat d’Etemenanki à Babylone (figure1.1.c), la cité précolombienne de Chan-Chan au Pérou (figure1.1.d) et encore bien d’autres. Les sites archéologiques en terre crue sont donc présents sur tous les continents habités. Cela est dû au fait que « la terre est l’un des trois matériaux premiers, au même titre que la pierre et le bois » (Anger et Fontaine, 2009). Exploiter les matériaux locaux afin de bâtir son logement est un comportement universel. Et souvent, la terre est le seul matériau disponible. Des études estiment « qu’au minimum 30 % de la population mondiale vit dans des constructions en terre et 17 % des constructions inscrites sur la liste du patrimoine mondial de l’UNESCO sont des oeuvres architecturales en terre » De plus, la terre est relativement facile à extraire et à utiliser : de simples outils comme une pelle ou des planches en bois sont largement suffisants dans la plupart des cas. Géographiquement, les constructions en terre crue sont majoritairement présentes dans presque toute l’Afrique, le Moyen-Orient et l’Amérique latine (Figure 1.2), (Anger et Fontaine, 2009). En Algérie, La terre comme matériau de construction a été largement utilisé dans l’habitat traditionnel. Diverses régions du pays en témoignent encore de l’utilisation séculaire de ce matériau sous diverses techniques de construction. Juste quelques années après l’indépendance, l’Algérie a manifesté un certain intérêt pour la revalorisation de l’architecture de terre. Dans le tableau 1.1 quelques opérations pilotes citées par ordre chronologique.
Relation avec la nature du sol
Il existe une certaine correspondance entre le comportement des sols et leur nature. En particulier, en se référant aux deux grands types de sols, pulvérulents ou grenus, d’une part, cohésifs ou fins, d’autre part, on peut indiquer ce qui suit. Pour les sols pulvérulents ou grenus à forte perméabilité (galets, graviers, sables grossiers, etc.), quelles que soient les conditions d’application de l’effort, on observe toujours un comportement drainé. Pour les sols pulvérulents ou grenus de faible perméabilité (sables fins, notamment lorsque leur épaisseur est importante) et pour les sols cohésifs ou fins (sols limoneux, argileux, organiques), on peut observer l’un ou l’autre des deux comportements, suivant les conditions d’application de l’effort. Le comportement de ces sols en cas de sollicitation rapide est, en principe, non drainé, tandis que le comportement drainé ne peut être observé que dans des essais lents (Ihcene, 2008).
PREPARATION DES ECHANTILLONS
Dans le cadre de cette étude, les échantillons ont été obtenus par compactage statique. Ce mode de compactage a été retenu du fait qu’il permet d’obtenir des éprouvettes plus homogènes et une meilleure reproductibilité qu’avec le compactage dynamique. Pour la préparation des échantillons aux différents essais projetés, on a suivi les étapes suivantes :
•Étuvage du matériau à une température de 105°C,
•Ecrêtage du matériau à 5mm •Pour le compactage, toujours la quantité d’eau distillée est ajoutée au matériau sec, par le moyen d’un arrosoir. Au fur et à mesure de l’ajout d’eau on malaxe le matériau afin d’obtenir un mélange homogène. Après, le mélange est conservé dans des sacs étanches, puis laissé pendant au moins 24h dans un endroit hermétique pour l’homogénéisation de la teneur en eau. Avant chaque essai, une vérification de la teneur en eau est réalisée (Figure 3.12).
•le compactage statique été réalisé directement dans la boite de cisaillement (figure. 3.13), Les dimensions de l’échantillon confectionné (π6042 * 20mm), ainsi que sa teneur en eau (w) et sa densité sèche (γd) étant connues, on peut facilement calculer le poids humide Ph à introduire dans le moule de compactage avec la formule (1).Les conditions initiales correspondent aux conditions de compactage à l’OPN, soit : wopt= 15% et γdmax= 18kN/m3
Résultats et discussion
Les résultats des essais de cisaillement sont donnés en termes de variation de la contrainte de cisaillement en fonction de déplacement (figure 3.18). D’après ces résultats on constate une augmentation de la résistance de cisaillement au pic en fonction la contrainte normale appliquée. Par exemple dans le cas de l’essai Sat-imm la résistance au pic varie entre 28 kPa à 38 kPa quand la contrainte normale varie de 100 kPa à 300 kPa. Dans les cas des essais w- constantes sauf 21 jours, généralement les contraintes de cisaillement de pic ne changent pas beaucoup par rapport aux essais saturés (Sat-imm). Cependant les résistances au pic ont nettement évalué pour passer de 38 kPa pour une𝜎𝑁= 100 kPa et à 45 kPa pour 𝜎𝑁= 300 kPa. Ceci montre que l’effet de séchage n’est clairement observé qu’au-delà du 14ème jour.
CONCLUSION GENERALE
A travers les chapitres de ce mémoire, on peut tirer les conclusions suivantes :
•Le matériau terre destinée à la construction doit obéir simultanément à deux fuseaux, l’un granulométrique et l’autre de plasticité. Notre matériau, le tuf de Béni-Saf s’intègre exactement dans ces deux fuseaux. L’étude expérimentale réalisée sur le tuf de Beni-Saf, compacté aux conditions de l’optimum Proctor normal, à montrer que :
•Les déformations volumiques induites par retrait sont négligeables. Ceci montre que l’effet de séchage des briques en tuf de Beni-Saf compactées à l’OPN, est limité, et ne risque pas de causer l’apparition de fissures.
•La résistance de cisaillement présente une augmentation de la valeur au pic en fonction la contrainte normale appliquée.
•Les résultats ont montré aussi que le séchage induit une cohésion capillaire qui augmente en fonction du temps de séchage.
•La cohésion pour l’essai saturé (Sat-imm) est inférieure à l’ensemble des cohésions des essais w-const, car on a l’effet de la cohésion capillaire.
•L’essai réalisé à w-const-imm et l’essai à w-const à 21 jours de séchage montre un taux d’augmentation de l’ordre plus de 50% pour les valeurs de cohésion.
•D’une manière inverse, on peut penser que le processus d’humidification induira une chute de la valeur de la cohésion et par conséquent la résistance au cisaillement. Ceci montre d’une part, la nécessité de la protection des briques en terre contre l’humidité, et d’autre part, l’intérêt de la stabilisation de ce type de matériau. À l’issu de ce travail, un certain nombre de points doivent être éclairés dans les travaux futurs. On peut citer les perspectives suivantes :
•Étudier l’effet des ajouts tel que la chaux ou des ajouts natures tel que : le foin, l’Alfa, pour voir l’incidence de ses stabilisants sur les paramètres de résistance et de retrait.
•Augmenter l’énergie de compactage afin d’obtenir de meilleurs résultats en terme de résistance.
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Table des matières
INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : GENERALITES SUR LA CONSTRUCTION EN TERRE
1 Introduction
2 Rappel historique
3 Techniques de construction en terre
3.1 Adobe
3.2 Mottes de terre
3.3Pisé
3.4Terre empilée
3.5Blocs découpés
3.6Terre façonnée
3.7Terre coulée
3.8Terre de garnissage ou Torchis
3.9 Les blocs de terre comprimée
3.9.1 Définition
3.9.2 Types de blocs de terre comprimée
4 La brique en terre crue
5 Avantages et inconvénients de la construction en terre
6 Conclusion
CHAPITRE 2 : CRITERES DE CHOIX DU MATERIAU TERRE
1 Introduction
Les exigences des fuseaux de granulo et plasticité Granularité
2 Plasticité
3 Phénomène de retrait
3.1Facteurs contrôlant la limite de retrait
4 Cisaillement direct
4.1 Définition
4.2 Rupture des sols
4.3 Relation avec la nature du sol
4.4 Facteurs influant sur la résistance au cisaillement
4.5 Comportement a court et a long terme
4.6 Avantages et inconvénients de l’essai de cisaillement direct
4.6.1 Avantage
4..2 Inconvénients
5 CONCLUSION
CHAPITRE 3 : LES RESULTATS EXPERIMENTAUX
1 Introduction
2.Identification du matériau
2.1 Introduction
2.2 Description du matériau
2.3 Essais au laboratoire
2.4 Analyse granulométrique par tamisage et sedimentometrie
2.5 Limites d’Atterberg
2.6 Le poids volumique des grains solides
2.7 Essai de compactage Proctor normal
3 Programme expérimental
4 Préparation des échantillons
5 Résultats et discussions
5.1 Étude du retrait
5.2 Essai de cisaillement direct
5.2.1 La procédure de l’essai de cisaillement
5.2.2 Résultats et discussion
6 Conclusion
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
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