Cas des bétons de fibres de chanvre

Les résultats d'essais de résistance en compression réalisés sur les bétons de fibres de chanvre sont présentés sur la figure 4.2.

Figure 4.2. Résistance en compression de différentes compositions de bétons de fibres de chanvre

Les résistances présentées ci-dessus sont obtenues une fois l'essai est terminé, c'est-à-dire après l'écrasement de l'éprouvette et l'arrêt de la machine toute seule. Avant la rupture du béton de

5,65 4,98 6,69 0 1 2 3 4 5 6 7 8 BC BCFM BCFP R é si stan ce e n c o m p re ssi o n (M Pa)

120

fibres de chanvre, il a subi des déformations importantes et irréversibles (figure 4.3), causées par son caractère poreux (porosité des fibres et de la chaux). L'observation visuelle de l'évolution de la rupture du béton de fibres de chanvre a permis de la diviser en deux phases. La première phase c'est lorsque les contraintes imposées à l'échantillon sont reprises par la matrice. Une fois que l'accroissement des contraintes entraîne la rupture de la matrice, la deuxième phase commence. Dans cette phase, des déformations latérales importantes induites par l'effet de poisson sont observées, ces déformations latérales engendrent des contraintes de traction perpendiculaires à la direction de l'application de la charge, qui sont reprises par les fibres; lorsque ces contraintes dépassent les contraintes limites d'adhésion entre les fibres et la matrice, un déchaussement des fibres est observé et la rupture se produit.

Figure 4.3. Essai de résistance en compression des bétons de fibres de chanvre

Les résultats d'essai de résistance sur bétons de fibres de chanvre montrent que ces derniers présentent une résistance meilleure que celle du béton de chanvre réalisé avec la chènevotte (en comparaison avec les résultats de Cerezo [57]). Ceci est peut être dû au mode de rupture diffèrent des deux bétons, la rupture du béton de fibres de chanvre est probablement celle qu'on a décrit précédemment alors que la rupture du béton de chanvre décrit par Cerezo [57] est la suivante: au départ les contraintes sont reprises par la matrice, la matrice se déforme et les particules de chènevottes suivent les déformations du liant et avec l'accroissement des déformations, des fissures dans la matrice apparaissent. A un certain niveau, la matrice n'a plus de rôle mécanique et les particules reprennent les efforts et s'écrasent peu à peu, les particules de chènevotte ont une rigidité bien plus faible que celle du liant (rapport de 400), la contrainte supportée par le matériau est globalement plus faible, d'où la décroissance de la courbe contrainte déformation.

Donc, on peut conclure que la rupture du béton de fibres de chanvre est gouvernée par la zone d'adhésion entre les fibres et le liant, alors que la rupture du béton de chanvre est conditionnée par la rigidité des particules, donc il est probablement intéressant d'incorporer une quantité de fibres de chanvre au béton de chanvre afin d'améliorer sa résistance à la compression. Un comportement qu'il reste à confirmer.

L'ajout de fibres polypropylènes a contribué à l'augmentation de la résistance de 18.4%, l'effet bénéfique de l'ajout de fibres polypropylènes sur la chaux aérienne est observé par Izaguirre et al. [119]. Selon ces derniers, l'ajout de fibres polypropylènes à la chaux aérienne améliore la microstructure de ce dernier en réduisant le volume des gros pores et en augmentant le volume des petits pores, ce qui rend la matrice plus dense et plus résistante.

121

L'ajout de fibres métalliques a diminué la résistance de 11.85%, cette diminution est peut être expliquée par plusieurs facteurs:

Une mauvaise adhérence entre la matrice et les fibres d'un côté, et entre les fibres de chanvre et les fibres métalliques de l'autre côté (c'est surtout le crochet des fibres métalliques qui peut engendrer une mauvaise adaptation avec les fibres végétales). Les fibres métalliques, par leur rigidité élevée que la matrice, peuvent également favoriser la rupture de la matrice (en s'enfonçant dans la matrice lors de l'écrasement).

2.2. Résistance en traction

Les essais de résistance en traction des neuf bétons sont réalisés 62 jours après leurs coulages. Les essais sont effectués sur des prismes 7x7x28 cm.

2.2.1. Cas des bétons ordinaires et autoplaçants

Les résultats des essais de résistance en traction réalisés sur les bétons ordinaires et les autoplaçants sont représentés sur la figure 4.4.

Figure 4.4. Résistance en traction des différents bétons

Comme pour la résistance en compression, la résistance en traction du BO est supérieure à celle du BAP, d'une valeur de 9.1%.

Contrairement aux résultats des essais de compression, les résistances en traction du BO et du BAP augmentent avec l'ajout des fibres (métalliques et polypropylènes), l'augmentation des résistances est légèrement supérieure pour les bétons avec ajout de fibres métalliques que pour les bétons avec ajout de fibres polypropylènes. L'augmentation des résistances du BOFM et BOFP par rapport à la résistance du BO est respectivement de 5.08% et de 3.34%. De même, l'augmentation des résistances du BAPFM et BAPFP par rapport à la résistance du BAP est respectivement de l'ordre de 13.73% et 12.94%.

Donc, on conclut que les fibres métalliques et polypropylènes améliorent la résistance en traction du BO et BAP et que cette amélioration est plus significative sur le BAP que sur le BO.

6,88 7,23 7,11 6,26 7,12 7,05 5,6 5,8 6,0 6,2 6,4 6,6 6,8 7,0 7,2 7,4

BO BOFM BOFPP BAP BAPFM BAPFPP

R é si stan ce e n t rac tion (M Pa) Types de bétons

122

Le meilleur comportement des BAP par rapport aux BO, que ce soit en traction ou en compression, lors de l'ajout des fibres (métalliques et polypropylènes) est peut être expliqué par l'amélioration de la zone de transition entre les fibres et la pâte de ciment suite à la suppression de la vibration et l'utilisation du filler. Selon les recommandations de la RILEM [120], la zone de transition des BAP est meilleure que celle du BO parce que lors de la vibration des BO, des bulles d'air ont tendance à s'accumuler dans la zone de transition (des granulats ou des fibres), augmentant ainsi la porosité et l'épaisseur de cette zone. On peut également attribuer cette amélioration au volume réduit des gros granulats du BAP [121] (l'ouvrabilité et la résistance des bétons fibrés augmentent avec la diminution du volume des granulats).