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Ouedraogo, Kouka Amed Jérémy. Stabilisation de matériaux de construction durables et écologiques à base de terre crue par des liants organiques et/ou minéraux à faibles impacts environnementaux

Ouedraogo, Kouka Amed Jérémy (2019). Stabilisation de matériaux de construction durables et écologiques à base de terre crue par des liants organiques et/ou minéraux à faibles impacts environnementaux.

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Résumé en francais

Dans un contexte de lutte contre le réchauffement climatique, le développement de la construction en terre crue est une véritable alternative en vue de la réduction de la part d'émission de CO2 du secteur du bâtiment. Toutefois, ce matériau millénaire doit pouvoir justifier de bonnes résistances mécaniques et d'une tenue à l'eau convenable dans des conditions particulièrement sévères qu'imposent les règlementations en vigueur. Pour ce faire, la plupart des applications industrielles et des travaux scientifiques à ce jour ont recours au ciment et la chaux pour la stabilisation de la terre crue. Mais l'empreinte carbone élevée de ces liants minéraux conjuguée à leur taux d'incorporation élevé posent des questions sur le caractère écologique de la terre crue stabilisée d'autant plus que les gains de performances sont faibles. Or, à travers certaines constructions anciennes et pratiques traditionnelles dans diverses régions du globe, l'usage de biopolymères a montré une efficacité. Ces liants organiques issus d'agro-ressources constitueraient donc des stabilisants prometteurs pour des constructions modernes en terre crue. Notre étude a pour objectif de proposer une stabilisation de la terre crue pour des constructions modernes avec un bon compromis entre les performances mécaniques, la tenue à l'eau et l'impact environnemental. Une discussion sur la pertinence de proposer des briques de terre crue stabilisée au ciment ou à la chaux éteinte comme alternative aux blocs en béton creux a permis de limiter le taux de liants incorporés à 4% par rapport à la masse sèche de terre. Des tests préliminaires réalisés sur neuf biopolymères ont permis d'identifier en amont quelques liants organiques prometteurs dont l'ovalbumine (protéine du blanc d'œuf) qui ne nécessite pas de pré-activation. Ainsi, ce liant organique de même qu'un ciment portland et une chaux éteinte ont été utilisés à 2 et 4% pour stabiliser deux sols fins argileux (B et N) issus de la région Occitanie mais de minéralogies différentes. Les résultats sur les résistances à la compression ont montré que la cure est nécessaire pour garantir l'efficacité des liants minéraux. L'augmentation de la densité de fabrication, au moins égale à celle des sols non stabilisés, améliore aussi de façon considérable l'efficacité de la stabilisation. La nature du sol à stabiliser a aussi son importance : l'amélioration des résistances à la compression à l'état sec est plus importante sur le sol B constitué essentiellement de kaolinite que sur le sol N composé de montmorillonite et de chlorite, par contre, pour la tenue à l'eau (résistance à la compression humide) c'est le traitement du sol N qui conduit aux meilleurs résultats. Au final, de toutes les formulations, seules celles avec 4% de ciment ou d'ovalbumine, à densité de fabrication égale à celle du sol seul, permettent de respecter les critères de résistances minimales aux états sec et humide donnés par la norme française sur les BTC (XP P 13-901, 2001, pp. 901-13). Sur le plan des performances hygrothermiques, nous avons observé que l'ajout des liants diminuait les capacités hygroscopiques des sols tout en restant " bonnes " selon le critère du Nordtest même à 4% d'ajout de liant. Il est à noter que l'ovalbumine réduit beaucoup plus que les autres liants l'hygroscopie des sols. La conductivité thermique mesurée sur les mélanges aux densités égales à la densité des sols seuls ne change pas, ce qui confirme les observations faites dans littérature à propos de la corrélation entre la densité des matériaux et leurs conductivités thermiques. Les mécanismes de stabilisations ont été recherchés en utilisant des techniques classiques d'analyse minéralogique (DRX, spectroscopie IR et TGA). Malheureusement, il n'a pas été possible de conclure compte tenu déjà des faibles teneurs en liant employées.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Aubert, Jean-Emmanuel
Tribout, Christelle
Ecole doctorale:Mécanique, énergétique, génie civil, procédés (MEGeP)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC), EA 3027
Mots-clés libres :Matériau de construction en terre crue - Tenue à l'eau - Résistances mécaniques - Stabilisation écologique - Liants minéraux - Liants organiques
Sujets :Génie civil, bâtiment
Déposé le :13 Mar 2020 09:39