COMBINAISON DU SABLE DE DUNE AVEC LE SABLE DE CONCASSAGE :

II.3.1 Effet de la combinaison sur les bétons à l’état frais :

De nos jours les ingénieurs sont confrontés à un choix plus restreint de matériaux, surtout dans les régions du sud. L’exploitation des matériaux locaux disponibles tels que les sables de dune devient une nécessité, et cela en les incorporant tels qu’élément de substitution ou bien en tant qu’ajout.

Cependant, l’incorporation de ces sables doit montrer ces preuves et produire des bétons de qualité et a des prix productifs. De ce fait, des recherches ont traité plusieurs points d’usage du sable de désert seul ou en substitution au sable concassé.

II.3.1.1 Demande en eau :

Al-Harthy et al. [79] Bederina et al. [80] ont analysé l’effet du sable de dune sur l'absorption d’eau. Les résultats ont montré que les bétons de sable dunaire absorbent plus d’eau que les bétons de sable alluvionnaire .Ceci a été expliqué par le fait que la finesse des grains du sable dunaire favorise la montée de l’eau par capillarité.

D’après Rmili et al. [69] l’association de 30 % de sable de désert avec du sable de concassage nécessite l’augmentation du dosage en eau, même avec des teneurs élevées en super-plastifiants.

II.3.1.2 Maniabilité :

La Maniabilité des bétons à base de sable de dune a été étudiée par Melais et Achoura [67] qui l’ont comparé avec la maniabilité avec des bétons à base de sable

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carrière. Les résultats ont montré que les bétons avec un mélange de deux sables (sable de dune, sable de carrière) donnent des bétons très plastiques, par rapport au béton composé d’un seul des deux sables. Cette variation de la maniabilité a été attribuée à la nature des sables, à l'état de surface (lisse ou rugueuse), à la porosité ouverte, la granulométrie et à la dimension maximale des sables.

L’étude expérimentale menée par Rmili et Ouezdou [81], sur l’estimation du pourcentage optimal du remplacement du sable de concassage par du sable de désert, était faite grâce au Modèle d’Empilement Compressible (MEC) en utilisant le logiciel René-LCPC. En effet, l’empilement optimal des 2 sables est obtenu pour 15 % de SD et 85 % de SC. Les résultats ont montré qu’à l’état frais différents paramètres étaient améliorés (fluidité, capacité de remplissage) tant que le pourcentage de SD remplacé et < 30 %. Cependant, à une teneur élevée en SD > 30 %, les paramètres rhéologiques ne sont plus satisfaits. Ainsi, des quantités supplémentaires en eau et de super-plastifiant sont nécessaires.

II.3.1.3 Affaissement :

Benabed et al. [70] ont constaté que la fluidité des mortiers à base de 25 % et 50 % de sable de dune en substitution au sable de concassage avait donné de bons résultats. Cependant, le mélange de : 75 % de sable de dune et 25 % de sable de concassage cause une grande perte de fluidité et cela avait été lié à la grande surface du sable de dune. Al-Harthy et al. [79] ont abouti à un pourcentage de substitution optimal de 50 % de sable de désert ; l’affaissement et la maniabilité commencent à diminuer au-delà de ce pourcentage. Ces résultats ont été interprétés par le fait que les finesses de sable de dune exigent une forte demande en eau et une plus grande quantité de ciment que le sable concassé ou du sable de rivière afin d’atteindre une grande fluidité [70].

Zhang et al. [82] ont analysé l'affaissement du béton frais avec deux sortes de sable de désert. Les résultats de leur recherche ont indiqué que le béton avec le sable du désert qui a un pourcentage inférieur en oxydes alcalins (Na2O, K2O, CaO, MgO) et un grand module de finesse avait de meilleures performances que l’autre sable de désert.

II.3.2 Effet de la combinaison sur les bétons à l’état durci : II.3.2.1 Résistance à la compression :

Benabed et al. [70], Al-Harthy et al. [79] ont orienté leur test, vers l’effet du sable de dune sur la résistance à la compression. Les résultats ont montré que l’augmentation de la teneur en sable de dune conduit à une baisse dans la résistance du béton (réduction maximale de 25 %), et à une baisse du module d'élasticité. Rmili et al. [69], Rmili et Ouezdou [81] ont abouti aux valeurs les plus élevées des résistances mécaniques pour les bétons normaux et les BAP, pour un dosage de 15 % de sable de désert. Au-delà de ce pourcentage, une diminution a été constatée, est attribuée à l'augmentation de la surface spécifique des granulats qui conduit à l’obligation d’ajouter plus de ciment pour revêtir la surface des granulats.

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Melais et Achoura [67] ont étudié l’effet de la nature des sables sur les performances mécaniques des bétons. Les résultats les plus prometteurs sont obtenus avec les sables de carrière et avec le mélange de sable de carrière, sable de dune où les bétons sont plus compacts. La différence des résistances entre les différents échantillons a été expliquée par la nature morphologique (forme des grains de sable, texture, porosité), ainsi qu’a la granulométrie, l'absorption initiale et la liaison granulat pâte de ciment. Ces phénomènes ont été observés au niveau de la microstructure ou la matrice cimentaire est très dense pour la plupart des bétons testés par contre l’adhésion matrice cimentaire-granulats varie selon la nature et la texture des granulats.

Aguida et Asroun [83] ont étudié l’influence de différents ajouts sur les caractéristiques mécaniques du béton à base de différents sables de la région de Béchar (Algérie). Les résultats ont montré que la résistance mécanique était toujours inférieure pour le sable de dune en comparaison avec les sables siliceux. Ces résultats ont été expliqués par le fait que le sable de dune a une granulométrie fine. De ce fait, la demande en eau augmente par rapport aux autres sables, donc fait diminuer la résistance mécanique.

II.3.2.2 Durabilité :

Guettala et Mezghiche [84] ont contribué à l’étude de la durabilité des bétons à base de sable de dune en poudre (SDP) en substitution au ciment et cela en se concentrant sur la porosité de ces bétons.

En effet la porosité est le centre des agressions extérieures. Elle est le premier indicateur de la durabilité, car plus le matériau est poreux, plus la pénétration d’agents est facilitée, et donc plus sa durabilité est réduite. Les résultats ont montré que 10 % SDP, a provoqué une diminution de la porosité (de l’ordre 46 %) en comparaison avec celle du béton ordinaire. Ainsi, l’utilisation du SDP améliore la structure poreuse des bétons et modifie les propriétés de rupture, ce qui va améliorer la durabilité des bétons.

II.4 CONCLUSION :

La surexploitation des gisements alluvionnaires a engendré une prise de conscience qui se traduit par l’utilisation de sable de carrière, comme agrégats dans la fabrication du béton hydraulique. Refuser l’utilisation d’un sable concassé à cause de la présence d'éléments très fins n’est pas réaliste. Car l’objectif essentiel est de réduire le coût des matériaux de béton, réduire la pollution de l'environnement et la dilapidation des ressources naturelles.

L’analyse de la normalisation française et européenne ainsi que des études les plus récentes dans le domaine, ont permis de dégager les principaux arguments sur lesquels nous appuyons notre approche méthodologique .

Les données bibliographiques, concernant l’utilisation des sables de carrières (utilisation partielle ou totale), ont été globalement bénéfiques et dans l’intérêt de

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l’exploitation du sable concassé, pour mettre fin à l’exploitation anarchique des sables naturels.

Toutefois, après notre analyse des résultats de la littérature. Des études plus poussées sont nécessaires afin d’avoir une approche suffisamment construite et approfondie. Ce qui permettra de prévoir l’effet que peuvent produire les fines, et l’origine des sables ainsi que leurs morphologies dans la formulation des bétons.

C’est dans ce contexte que s’inscrit notre recherche qui a pour objectif d’établir un plan expérimental relatif à l’utilisation de cinq différents sables de carrière Algériennes. Nous envisageons dans cette recherche de travailler sur l’interaction d’autres composants tels que le sable d’oued, sable de dune ou encore les additions minérales.

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CHAPITRE III : LES MATERIAUX, LES NORMES, LES ESSAIS ET LES PROCEDURES UTILISES

III.1 INTRODUCTION :

La valorisation de l’utilisation du sable concassé, même avec un taux de fines élevé, est une solution concrète aux problèmes environnementaux et économiques.

Surtout que la présence d’élément fin dans le béton est inévitable et indispensable, car la fragmentation de roches s'accompagne systématiquement d'une production de fines [37].

D’autres parts, le taux de fines présent dans ces sables varie selon les procédés de concassage, ainsi que selon la nature minéralogique de la roche exploitée.

De ce fait, les producteurs de granulats ont vu leurs produits rejetés à cause d’un taux élevés en fine dans les sables, malgré le fait que les recherches dans le domaine sont plutôt prometteuses et dans l’intérêt de l’utilisation de sable concassé.

Le présent chapitre va être destiné à l’exposition de la méthode et de l’approche que nous avons utilisé pour mener notre recherche, et qui permettra d’atteindre différents objectifs.

Nous définissons la composition et la provenance des matériaux de base pour la réalisation de ce travail. Nous précisons également les différentes méthodes d’essais utilisées, et les références de leurs normes correspondantes. Enfin, nous décrivons les différents mélanges étudiés.

Cinq compagnes d'essais ont été confectionnées, d'une compagne à une autre, nous avons essayé de corriger les problèmes rencontrés dans la compagne précédente (maniabilité, distribution granulaire uniforme, résistance mécanique, durabilité).

Le dosage en ciment de 350 kg a été maintenu constant. Afin d’évaluer et de comparer expérimentalement les performances des bétons élaborés avec différents types de sable de carrière, ayant différents taux de fines et différentes origines minéralogiques.

Cette étude a aussi pour but d’apporter des solutions concrètent aux éventuels effets des particules fines dans le béton, par l’utilisation de matériaux locaux (sable d’oued, sables de dune, pouzzolane, laitier).