Résistance à la compression simple

L’effet de la stabilisation au ciment sur la résistance à la compression sèche des BTC fibrés est présenté sur la Figure IV. 13

Pour le BTC non fibré, la résistance décroît légèrement de 3,6 MPa pour B0 à 3,30 MPa

pour B0C3. Cette réduction est expliquée par la formation de petits domaines riches en silicates

de calcium (C2S et C3S). Ces domaines peu nombreux et non connectés entre eux (du fait de la

faible quantité de ciment utilisée) sont comparativement plus rigides que le sol environnant. Quand ce matériau est soumis à la compression, des endommagements intempestifs peuvent se développer autour de ces noyaux durs. Avec 5% de ciment, la densité de ces domaines augmente et des ponts peuvent s’établir entre eux : la résistance à la compression sèche du

BTC non fibré augmente (4,9 MPa pour _{R (}). Pour un taux de ciment de 7%, les domaines

riches en produits d’hydratation du ciment (silicates et aluminates de calcium hydratés, aluminosilicates) peuvent percoler pour constituer un squelette « continu » dans la phase argileuse [14, 15] : la résistance à la compression augmente de façon importante (5,9 MPa pour

R t).

Sans le ciment, le BTC biofibré BF ,( présente quasiment la même résistance (3,7 MPa)

que le sol B0 (3,6 MPa). Ces deux matériaux ont encore des résistances similaires suite au

traitement avec 3% de ciment (3,4 MPa pour BF _,( contre 3,3 pour _R ). Ces observations

indiquent d’une part que l’augmentation de la porosité associée à la présence des fibres, qui jouent un rôle d’entraînement d’air, est peu pénalisante. D’autre part, le renforcement par les fibres de 20 mm de longueur n’est pas très probant sur le comportement à la compression.

Globalement, le traitement avec 3% de ciment n’apporte aucun avantage particulier à BF ,( par

rapport à B0).En portant le taux de ciment à 5%, la résistance de BF _{,( (} atteint 4,6 MPa,

mais elle reste en deçà de _{R (}. Ceci est constaté également quand le taux de ciment est porté

à 7% : la résistance est de 5,6 MPa pour BF _{,( t} contre 5,9 pour _{R t}. Ces contreperformances

de BF _{,( (}et BF _{,( t} peuvent être dues à la conjugaison de deux mécanismes : l’augmentation

de la porosité avec l’ajout des fibres et la moins bonne hydratation du ciment du fait de l’effet

chélateur des pectines vis-à-vis des ions Ca2+ [4, 16]. La résistance à la compression du

composite biofibré BF3

0,5 (3,9 MPa) décroît avec l’ajout de 3% de ciment (3,7 MPa pour

BF2

0,5C3) dans les mêmes proportions que B0 ou BF2

1,5. Quand le taux de ciment est porté à 5%

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l’identique du passage de BF2

1,5C3 à BF2

1,5C5. La très forte valeur de résistance relevée pour le

composite BF3

0,5C7 est attribuée à l’abondance des C-H-S formés et probablement à la bonne

dispersion des fibres courtes de kénaf.

Ces résultats sont en accord avec ceux de Bachir (2014) [17] qui avait étudié l’effet de la stabilisation au ciment sur les BTC à renfort de fibres de palmier dattier. Dans une étude sur les BTC incorporant du ciment et renforcés par les fibres de sisal, Namango (2006) [18] conclut qu’en présence du ciment le sisal introduit à la teneur de 1,25% n’a pas d’effet sur la

résistance des BTC. Ces résultats sont en concordance avec les résultats de Khedari et al.

(2005) [19] qui reportent que l'augmentation de la teneur en fibres de noix de coco induit une diminution de la résistance à la compression sèche du fait de modifications dans la nature et/ou l’intensité des liaisons entre les différentes phases (fibre, sol, ciment).

Figure IV. 13 : Variation de la résistance à la compression sèche des trois formulations de base en fonction de la teneur en ciment

2.1.2. Résistance à la compression humide (RCH)

La variation de la résistance à la compression humide des blocs en fonction de la teneur en ciment est représentée sur la Figure IV. 14

Dans le cas de B0 (le BTC de référence), la résistance à la compression humide croît

avec la teneur en ciment. C’est le cas également pour les BTC fibrés, mais pour un taux de ciment donné les résistances sont d’autant faibles que la teneur en fibres est élevée (2,2 MPa

pour BF2

1,5C5 contre 2,0 pour BF3

0,5C5). Ceci illustre surtout le caractère hygrophile des fibres

de kénaf, même si les propriétés mécaniques de la phase minérale de ces matériaux sont également affectées par la présence de l’eau. Les fibres gonflent en se gorgeant d’eau et la

Page | 165 matrice perd de sa rigidité. L’observation de ces résultats renseigne sur l’efficacité de la stabilisation des BTC par le ciment.

Sans entrer dans le détail des mécanismes impliqués dans le comportement de ces composites biofibrés à l’état humide, l’effet de l’eau peut être évalué par les variations relatives (Figure IV. 15). La différence relative entre ces deux séries de résistance mécanique diminue quand la teneur en ciment croît (66.4%, 57,1% et 41,4% pour les teneurs de 3%, 5% et 7% de

ciment, respectivement pour BF _,( ). Des résultats semblables ont été reportés par d'autres

chercheurs qui concluent que l’augmentation de la teneur en stabilisant est la manière la plus économique de rehausser la résistance à la compression humide du BTC [17]. Il faut noter que

hormis la formulation BF2

1,5C3, tous ces matériaux biofibrés et stabilisés au ciment ont une résistance à la compression humide supérieure à 1,2 MPa qui est une valeur minimale recommandée [20]. Par ailleurs, la stabilisation au liant est réputée viable si le rapport de la résistance à la compression sèche à celle humide est supérieur à 2 [21], ce qui est le cas ici avec les formulations incorporant 7% de ciment.

Figure IV. 14 : Résistance à la compression humide des BTC en fonction de la teneur en ciment

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Figure IV. 15 : Variation de la résistance à la compression relative des trois formulations de base en fonction de la teneur en ciment

2.2. Résistance à la flexion 3 points