Mesures de l’absorption d’eau

Le principal paramètre mis en observation dans cette rubrique est l’absorption d’eau du mortier de ciment. Il a été examiné en fonction de l’âge et en fonction du taux d’enrobage du granulat au fondu de déchets de sachets plastiques.

4.2.1.1.1. Absorption d’eau à 2 jours

La Figure 4.10 présente le comportement vis-à-vis de l’absorption d’eau, des échantillons âgés de 2 jours confectionnés avec du sable S7 enrobé à divers taux de fondu de déchets de sachets plastiques. Il est observé à 2 jours d’âge que l’absorption d’eau décroit assez régulièrement de 9,21% avec 2% d’enrobage jusqu’à 1,52% avec 8% d’enrobage. Puis, elle recommence à monter assez régulièrement aussi de 1,39% avec 12% d’enrobage jusqu’à 2,88% avec 18% d’enrobage.

126 Figure 4.10 : Evolution du taux d’absorption d’eau du composite à 2 jours d’âge en fonction

du taux de sachet plastique

Figure 4.11 : Evolution du taux d’absorption d’eau du composite à 7 jours d’âge en fonction du taux de sachet plastique

Cette allure de graphe nous indique qu’il existe entre 8% et 12% un taux d’enrobage pour lequel l’absorption d’eau serait minimale.

Le cas des éprouvettes testées à 7 jours d’âge nous en dira plus.

127 4.2.1.1.2. Absorption d’eau à 7 jours

Les taux d’absorption d’eau par le mortier de S7 enrobé à diverses teneurs de sachets plastiques fondus à 7 jours d’âge sont présentés à la Figure 4.11.

Sans rester forcément dans les mêmes chiffres qu’au 2^ème jour, legraphe d’absorption d’eauà 7 jours a adopté la même allure et avec une courbe de tendance plus précise. Il demeure donc constant qu’un taux d’enrobage optimum se trouverait entre 8% et 12% et permettrait d’obtenir une absorption d’eau minimale.

Le comportement à 28 jours confirmera nos appréhensions.

4.2.1.1.3. Absorption d’eau à 28 jours

La Figure 4.12 présente les résultats d’absorption d’eau à 28 jours d’âge.

Figure 4.12 : Evolution du taux d’absorption d’eau du composite à 28 jours d’âge en fonction du taux de sachet plastique

L’analyse de la Figure 4.12 révèle que le graphe de l’absorption d’eau pour le 28^ème jour confirme les tendances des 2 et 7 jours,

Au vu du comportement affiché par le matériau élaboré, à travers ces courbes résultats des mesures expérimentales, on peut entrevoir que la valeur optimale du taux d’absorption d’eau soit située autour du taux d’enrobage de 10%.

128 4.2.1.2. Absorption d’eau du mortier de sable enrobé à 10%

Les différents essais d’absorption d’eau, effectués sur le mortier de sable enrobé à 10% de fondu de déchets de sachets plastiques, conformément à la procédure décrite au paragraphe 3.2.1, ont permis d’obtenir les résultats présentés sur les Figures 4.13, 4.14, 4.15 et 4.16.

Il convient de faire remarquer d’abord que, dans la plage des taux d’enrobage couverts par nos travaux,

 l’eau initiale des échantillons est peu influencée par l’âge. Les différences sont peu importantes de 2 jours à 28 jours :(0,6% le mortier de sable S₇ témoin(non enrobé) avec 1 dose de ciment et d’eau (Figure 4.13) ; 0,5% pour le mortier de sable S₇ enrobé à 10% de sachet avec 2 doses de ciment et d’eau (Figure 4.14) ; 0,3% à 28 jours pour le mortier de sable S₇enrobé à 10% de sachet avec 1,5 doses de ciment et d’eau (Figure 4.15) ; 0,6% pour le mortier de sable S₇ enrobé à 10% de sachet avec 1 dose de ciment et d’eau (Figure 4.16) ;

Figure 4.13 : Absorption d’eau du mortier témoin : sable S7 non enrobé ; ciment et eau: 1 dose

 à partir du deuxième passage à l’étuve, l’absorption d’eau des échantillons de sable enrobé baisse considérablement ; le troisième passage à l’étuve affermit encore mieux la tendance. Le troisième passage des échantillons à une dose de ciment et d’eau, à 28 jours a abouti à une absorption d’eau moyenne de 0,9 % (Figure 4.16) ;

129

 les échantillons ayant reçu plus d’une dose de ciment et d’eau n’ont pas connu la meilleure réduction d’absorption d’eau. A 28 jours d’âge, après 3^ème passage à l’étuve, il a été enregistré une absorption de 1,7% d’eau pour deux doses de ciment et d’eau (Figure 4.14) et une absorption de 1,6 % d’eau pour une dose et demi de ciment et d’eau (Figure 4.15). Les tentatives d’explications d’un tel phénomène sont de trois ordres :

- il y a eu excès d’eau : le départ de l’eau au séchage doit laisser beaucoup de vide ;

- il y a eu excès de ciment : les grains de ciment anhydre sont de potentielles poches d’absorption d’eau ;

- dans le mélange indiqué par la norme EN 196.1, l’ajout de ciment et d’eau a eu, pour conséquence, la diminution de la quantité (volume) du sable enrobé qui constitue, dans le cas d’étude, l’agent anti-absorption d’eau.

Cependant, il ressort de ces constats que la composition du mortier normal présente la formulation la meilleure contre l’absorption d’eau dans les conditions définies par notre étude et avec les matériaux mis en œuvre.

Sur la Figure 4.13, la réduction de l’absorption d’eau initiale en fonction de l’âge n’a pas été nettement observée. Les taux d’absorption se situent à peu près dans les mêmes grandeurs. Il était attendu la réduction de l’absorption d’eau suite à la densification des réseaux C-S-H avec la germination progressive des grains de ciment.

Figure 4.14 : Absorption d’eau du mortier de sable S7 enrobé à 10% (2 doses de ciment et d’eau)

130 L’expression franche de cette propriété qui s’est affichée clairement à la Figure 4.15 et à la Figure 4.16, confirmant de fait que principalement pour le matériau témoin, la relative stabilité de l’absorption d’eau serait certainement due à quelque erreur de manipulation.

Par contre, à partir du 2^ème passage à l’étuve, les traitements thermiques n’ont pas permis d’autres développements. Et puisqu’aucun agent d’étanchéité n’a été introduit dans ce mortier, entre le deuxième et le troisième passage à l’étuve peu de changement a été observé.

Cet aspect paraît plutôt normal.

La Figure 4.14 montre que le matériau de sable S7 enrobé à 10% de sachets fondus avec 2 doses de ciment et d’eau au fur et à mesure des traitements thermiques adopte un comportement progressif face à l’épreuve d’absorption d’eau. Mais le meilleur taux est resté égal à 1,7%.

Figure 4.15: Absorption d’eau du mortier de sable S7 enrobé à 10% ; ciment et eau: 1,5 doses

Les tendances observées sur la Figure 4.14 se sont confirmées dans les comportements du matériau qui a permis d’établir la Figure 4.15. C’est vrai que les deux matériaux ne diffèrent en composition que par une demi-dose de ciment et d’eau.

La Figure 4.16 a affiché une évolution logique aussi bien, du point de vue de l’âge, que du point de vue de la cure thermique.

Le meilleur résultat obtenu à la pratique est de 0,90%. Il va bien au-delà du chiffre 0,92%

théorique que prévoyaient les calculs basés sur l’expression de la courbe de tendance (11).

131 Figure 4.16: Absorption d’eau du mortier de sable S7 enrobé à 10% ; ciment et eau: 1 dose Ces résultats paraissent a priori intéressants, mais une comparaison s’impose avec le produit de commerce le plus utilisé sur terrain pour l’étanchéité des ouvrages de béton : le Sikalite.

Figure 4.17: Absorption d’eau du mortier de sable S7 à poudre de Sikalite (adjuvant) et mortier de sable S7 enrobé au fondu de déchets de sachets plastiques - (ciment et eau: 1 dose)

132 4.2.1.3. Essais de comparaison

En vue d’une appréciation juste des résultats obtenus, des essais comparatifs ont été effectués avec du Sikalite, le produit commercial le plus utilisé au Bénin pour l’étanchéification du béton.

Les résultats d’essais d’absorption d’eau du mortier de ciment fait de sable S7 au Sikalite et ceux du mortier de ciment confectionné avec du sable S7 enrobé à 10% de fondu de déchets de sachets plastiques sont présentés sur la Figure 4.17.

Que ce soit à 2 jours, à 7 jours ou que ce soit à 28 jours d’âge, les résultats obtenus ont montré que, dans aucun compartiment, le Sikalite n’a permis d’approcher les performances atteintes avec le sachet plastique utilisé en position de manteau enrobant les agrégats pour lutter contre l’absorption d’eau dans le mortier de ciment.

4.2.1.4. Discussion relatives aux résultats des essais d’absorption d’eau

1. Entre 5% et 18% de la masse des agrégats, les enrobages du sable par du fondu de sachet plastique ont permis de réduire l’absorption d’eau du mortier ;

2. Les meilleurs résultats sont ceux enregistrés avec les mélanges de sable-sachets plastiques réalisés pour les teneurs en fondu de sachets plastiques comprises entre 8% et 12% ;

3. Les résultats expérimentaux ont montré qu’après le passage par la teneur en fondu de sachets plastiques de 12%, l’absorption d’eau reprenait et devenait de plus en plus importante.

Nos investigations ont révélé que, sur le plan macroscopique, les enduits en fondu de sachet plastique se fissuraient lorsque leurs épaisseurs devenaient beaucoup plus importantes (Photo 4.3) comparées à ceux à faibles épaisseurs (Photos 4.2).

Photos 4.2 : a) à gauche: Echantillon couvert d’une mince couche de fondu de sachet : pas de fissures apparentes ; b) à droite : Sous forme convenable, une cuvette de mince couche de

fondu de sachet peut contenir de l’eau sans fuite

133 N’ayant pas une autre explication plus plausible, nous avons retenu d’attribuer la cause fondamentale du phénomène d’absorption complémentaire observé après 12% d’enrobage de fondu à la fissuration qui se produit sur le plan macroscopique lorsque le manteau devenait épais autour des grains des granulats. Il en découle que le matériau composite, étanche dans une plage de teneurs en fondu de sachets plastiques, devient alors de nouveau vulnérable à l’eau sous forte épaisseur.

4. La poudre de Sikalite est largement moins performante que le sachet plastique utilisé en qualité d’enduit sur les agrégats.

Toutefois, il convient d’introduire une concession à cet égard ; le mortier frais au Sikalite est d’aspect très onctueux. Cette consistance pouvait permettre de réduire la quantité d’eau dans le mélange en améliorant ainsi le rapport E/C qui a été maintenu à 50% ; peut-être qu’en abaissant ce taux à 30% ou à 40% par exemples, le volume de vide se serait réduit. Mais aucune indication du fabricant ne nous obligeait à envisager cette manœuvre.

Photo 4.3 : Echantillon enduit d’une épaisse couche de fondu de sachet plastique; des fissurations apparaissent montrant que le rôle d’agent d’étanchéité ne peut plus lui être

confié.

Il est seulement fait obligation de mélanger un sachet de 1 kg de Sikalite à 50 kg de ciment.

Cette prescription a donc été respectée dans le cadre de la mise en œuvre de la norme EN 196.1, afin que la comparaison avec les échantillons du matériau composite élaboré puisse être effectivement fondée sur les mêmes bases.

En définitive, les résultats des essais effectués concernant l’absorption d’eau par les différentes éprouvettes de mortier de ciment étudiés ont permis de montrer que :

 le surdosage, en eau et en ciment durant la confection du mortier de ciment au sable enrobé, n’est pas favorable à une amélioration de la réduction de son absorption d’eau ;

 la création de manteau de sachet plastique sur les granulats, due à leur enrobage, contribue effectivement à réduire l’absorption d’eau du mortier de ciment de manière assez

134 significative en la faisant passer de l’ordre de 10% à environ 1%, soit une amélioration en termes de réduction de 90%.

Ceci constitue un résultat très intéressant dans le domaine de la recherche de moyens de lutte contre la perméabilité à l’eau du mortier de ciment. Toutefois, cette potentialité ne va pas sans être accompagnée d’inconvénients tels ceux relevés et décrits dans les paragraphes à venir.

4.2.1.5. Etude exploratoire de l’exploitation du matériau composite élaboré

Dans une démarche prospective de l’utilisation potentielle du composite mortier de ciment au sachet plastique élaboré, des essais comparatifs exploratoires ont été effectués. Pour ce faire et surtout dans la perspective d’une orientation du composite réalisé vers la préfabrication de carreaux pour revêtement, vingt (20) échantillons de carreaux, dans les catégories grès et faïence acquis dans les quincailleries de Cotonou, ont été prélevés (Photos 4.4) et soumis à des essais d’absorption et d’usure.

Photos 4.4 : Echantillons de carreaux: à gauche ; Grès-cérame; à droite faïence Le détail des résultats enregistrés, suite aux différents essais relatifs aux mesures de taux d’absorption d’eau et aux mesures d’empreintes d’usure sont consignés en annexe.

Les moyennes des absorptions d’eau, des longueurs d’empreintes, et les plages des indices d’usures sont résumés au Tableau 4.1.

135 Tableau 4.1 : Taux d’absorption d’eau et Indices de résistance à l’usure de différentes gammes de revêtements du commerce et du mortier avec sable S7 enrobé à 10% de fondu de

sachet plastique

Carreaux Grès-cérame du commerce 0,89±0,31 21,60±1,35 915 1405 Carreaux Faïence du commerce 14,95±5,44 23,00±1,63 725 1240 Mortier avec sable S7 enrobé à 10% 0,90±0,05 26,30±1,53 510 725 Carreau de mortier artisanal du commerce 13,34±2,64 40,2±4,32 120 240 Remarque: Certains chiffres attirent la curiosité ; les carreaux de mortier simple artisanal vendus dans le commerce ont enregistré une longueur d’empreinte d’usure moyenne de 40,20 mm alors que les échantillons de mortier à base du sable S7 enrobé de sachets plastiques ont connu une longueur d’empreinte de 26,30 mm. Ces résultats vont dans le sens des conclusions de Vasudevan et al. (2007) qui, à l’essai d’abrasion des granulats (Los Angeles), ont trouvé que l’enrobage des granulats au fondu de déchets plastiques réduisait l’effet d’abrasion sur eux. C’est donc certainement l’enrobage de sachets plastiques qui s’est opposé à l’usure des échantillons de sable enrobé.

L’analyse des résultats exposés au Tableau 4.1 a montré que, malgré ses indices d’usure (510 à 725) plus faibles que ceux des carreaux en grès-cérame (915 à 1405) et carreaux en faïence (725 à 1240) du commerce, et au vu de sa faible absorption d’eau (0,90±0,04%) contre respectivement (0,89±0,31%) et (14,95±5,44), déjà en l’état, ce matériau en mortier de ciment au sable enrobé de fondu de sachets plastiques, mis en carreaux pourrait jouer le rôle de revêtement, au moins dans les habitations traditionnelles où le besoin d’un tel type de protection reste et demeure grandement exprimé (Photos 4.5 à 4.7).

Un carreau artisanal en mortier de ciment peint sur une face et vendu dans le commerce a participé à la comparaison et a présenté des performances qui sont loin de se mesurer à celles du matériau de sable S₇ enrobé à 10% de fondu de sachets plastiques (Tableau 4.1): à l’absorption d’eau, ce carreau a enregistré 13,34% ± 2,64 et son indice de résistance à l’usure varie entre 120 et 240.

136 Avec un taux d’absorption d’eau comparable à celui du carreau grès-cérame, et la résistance à l’usure de la trempe du carreau faïence, la destination revêtement est suffisamment justifiée pour le mortier du sable S7 couvert d’un manteau de 10% de fondu de sachet plastique.

Depuis 2010 déjà, et ainsi que la tendance s’affirme pour la plupart des pays au sud du Sahara, plus de la moitié de la population béninoise, a été classée citadine. Or, certains espaces, indispensables à la vie en ville, ont toujours fait défaut à l’habitat traditionnel. Ce sont, entre autres, les salles d’eau que le matériau terre de barre ne permet pas de loger à l’interne. Ville et campagne confondues, le dernier recensement de la population indique qu’au Bénin : 55,3% des parements, 1,1% des toitures, et 40,2% des sols sont en terre de barre et 55,8% en chape de ciment (INSAE, 2003). Un tel besoin indique très bien qu’un matériau de revêtement de certains espaces en terre de barre va, indubitablement, servir l’intérêt du grand nombre en permettant, sans grande tension financière, de résoudre à la fois, le problème d’étanchéité de la dalle de terre et celui de l’hébergement à l’interne d’espaces humides.

Des pratiques contemporaines consistent à utiliser du mortier de ciment ordinaire comme enduit sur les parois en terre de barre ou latérite (Photo 4.5).

Photo 4.5 : Revêtement vertical au mortier de ciment sur un mur en terre de barre dans la commune de Kandi (Source: Kowanou, 2010)

Revêtement mural

137 Photo 4.6 : Tata Somba dans la commune de Boukoumbé (Source: Kowanou, 2010)

Photo 4.7 : Une dalle de terre (latérite) de plus de 100 ans dans la commune de Toukountouna (Source: Kowanou, 2010)

138 Une voie nouvelle s’offre alors et consiste en celle de confectionner des carreaux de revêtement, à base de mortier de ciment et de sable enrobé de fondu de déchets de sachets plastiques sous forme préfabriquée et de les appliquer après un gobetis de mortier.

Actuellement, des pratiques sont en cours dans des laboratoires d’industries pour réduire le taux d’usure des carreaux de mortiers. On parle de saupoudrage du carreau frais par de la poudre de marbre. La décoration que par ailleurs ce matériau admet, permet de croire que des atouts restent à déployer pour concurrencer le grès-cérame dans ses qualités les plus pointues.

Les tests ne sont donc pas encore terminés pour pouvoir conclure à ce sujet. Les granulométries, les minéralogies, les formulations et les décorations restent à prospecter dans d’autres études.

4.2.2. DECHETS DE SACHETS PLASTIQUES COMME ADJUVANT DE SURFACE CONTRE L’ABSORPTION D’EAU DANS LE MORTIER DE CIMENT

Les résultats obtenus à l’issue des expériences effectuées dans le paragraphe précédent ont montré que les déchets de sachets plastiques, utilisés en qualité d’adjuvant de masse, permettent de réduire, de près de 90%, l’absorption d’eau, par le mortier de ciment subséquemment avec la perte d’environ 60% de ses résistances mécaniques en flexion et en compression.

Dans le présent paragraphe, est examinée la possibilité de conserver les résistances mécaniques et de réduire quand même le taux d’absorption d’eau, à partir de l’application du fondu de sachets plastiques en qualité d’enduit de surface si toutefois la couleur ou autre aspect ne nuisait au rendu du subjectile. Les ouvrages enterrés tels que les fondations et les masques de barrages hydrauliques, accepteraient par exemple sans grandes réserves.

Les résultats de cette série d’essais sont consignés dans le tableau 4.2.

Tableau 4.2. Résultats des essais d’absorption d’eau suite à des enduits de surface sur le mortier de ciment au sable S7 non enrobé

Type de revêtement appliqué à la surface du mortier de ciment ordinaire

Moyenne des taux d’absorption (%)

Ecart-type (%)

Echantillons de référence non enduit 12,40 0,48

Couche mince de fondu de sachet 100% 4,58 0,20

Couche épaisse de fondu de sachet 100% 5,45 0,26

Couche mince de Bitume 100%+sachet 0% 4,45 0,20

Couche mince de Bitume 92%+sachet 8% 1,35 0,15

Couche mince de Bitume 80%+sachet 20% 0,39 0,01

139 La Photo 4.8 montre une expérience au cours de laquelle est réalisée l’application d’un enduit de fondu de déchets de sachets plastiques à une éprouvette de mortier de ciment ordinaire.

Photo 4.8 : Application, à la spatule, d’un enduit sur la surface d’une éprouvette en mortier de ciment

L’analyse des données portées dans le Tableau 4.2 a permis de conclure que, dans le rôle d’étanchéification, en tant que matériau d’enduit de surface:

 le sachet plastique fondu, à l’instar du bitume 50/70 classiquement utilisé, appliqués en couches minces, réalisent sensiblement les performances quasi identiques;

 le bitume 50/70 dopé à la poudre de sachet plastique a réduit considérablement le taux d’absorption d’eau dans le mortier de ciment. A hauteur de 92% de bitume additionné de 8%

de poudre de sachets plastiques, les résultats enregistrés ont donné un taux d’absorption de 1,35±0,15% après 72 heures d’immersion en eau. Lorsque la composition du mélange, constitué de bitume 50/70 dopé à la poudre de sachet plastique, a été modifiée en portant les teneurs respectives à 80% et 20%,le taux d’absorption est réduit, après 72 heures d’immersion, à 0,39±0,01%.

Ces résultats sont fort intéressants surtout lorsqu’on sait que, en plus d’acquérir une certaine étanchéité, le matériau conserve son potentiel en résistance mécanique.

En conclusion à cette rubrique, les résultats obtenus par l’enduit au fondu de sachets plastiques indiquent que des travaux restent à faire pour sa perfection, notamment en ce qui concerne l’adhérence du fondu aux subjectiles pulvérulents. L’industrie des peintures a fait des progrès dans le domaine pour avoir inventé des matériaux d’accrochage et des procédures

140 de ravalement avec fixateur. Mais à notre avis, le fondu de déchets de sachets plastiques seul ne sera pas compétitif dans le concert des enduits.

La méthode associant les 80% de bitume dopé à 20% de poudre de sachets plastiques fondus et finement broyée, méthode qui a remporté la meilleure performance (0,39% d’absorption d’eau après 72 h d’immersion), a toutes les chances de s’imposer sur les chantiers de construction parce que, même en surface ouverte, le problème de décollement ne s’est pas manifesté.

4.3. SACHET PLASTIQUE COMME DOPE DU BITUME ROUTIER 50/70

Rappelons que, dans ce volet, les résultats et discussions ont porté sur les effets induits par l’incorporation du dope fait de la poudre du fondu de déchets de sachets plastiques sur les propriétés des liants bitumineux formulés d’une part, et sur celles des bétons bitumineux découlant d’autre part.

4.3.1. RESULTATS DES EFFETS DU DOPE SUR LES PROPRIETES DES LIANTS BITUMINEUX

4.3.1. RESULTATS DES EFFETS DU DOPE SUR LES PROPRIETES DES LIANTS BITUMINEUX

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