REPUBLIQUE DU BENIN
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MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE
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UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI
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ECOLE POLYTECHNIQUE D’ABOMEY-CALAVI
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DEPARTEMENT DE GENIE CIVIL
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OPTION : Bâtiment et Travaux Publics
MEMOIRE DE FIN DE FORMATION
Pour l’obtention du diplôme d’Ingénieur de Conception
THEME:
Qualité des agglomérés de mortier de ciment produits et commercialisés dans la ville d’Abomey-Calavi
Rédigé et soutenu par :
Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON
Président du jury :
Prof.(MC) Crépin ZEVOUNOU, Enseignant à l’EPAC/ UAC Membres du jury :
1. Dr.(MC) Mohamed GIBIGAYE, Maître de mémoire 2. Dr. Mathias SAVY, Enseignant à l’EPAC/UAC
3. Ing. Orphée DANSOU, Collaborateur externe de l’EPAC
Soutenu publiquement le 23 Février 2019 devant le jury composé de :
11ème promotion
Année académique : 2017-2018
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON II A mon père Moïse DJOTINHEKPON, pour tout ce que tu représentes dans ma vie. Que Dieu te protège.
A ma mère Antoinette OlAIBI, pour tous les sacrifices consentis, pour faire de moi cette fille déterminée que je suis aujourd’hui. Ton amour et tes conseils m’ont toujours aidé et encouragé. Que cette œuvre soit pour toi, l’objet d’un grand soulagement.
Aux Forces Armées Béninoises, pour leur soutien financier durant toute ma formation scolaire et universitaire.
Dédicaces
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON III A DIEU trois fois Saint pour qui nos mots d’amour, de louange, d’adoration et de sanctification sont insuffisants devant sa grandeur.
Ce document a connu son achèvement grâce à la contribution, à l’intelligence, à l’expertise, au soutien et à la collaboration de toutes les personnes à qui j’exprime ici ma gratitude. Je veux citer :
☺ Le Directeur de l’EPAC, Pr Mohamed SOUMANOU et le Directeur Adjoint Pr Clément AHAOUANOU ; pour le cadre et les moyens mobilisés pour notre formation ;
☺ Docteur Gossou Jean HOUINOU, Enseignant à l’Université d’Abomey- Calavi, Chef du Département de Génie Civil de l’Ecole Polytechnique d’Abomey- Calavi ;
☺ Pr. Mohamed GIBIGAYE, mon maitre de mémoire pour m’avoir encadré durant ce travail. Merci pour vos apports, vos conseils, vos analyses pertinentes, votre implication personnelle malgré vos multiples charges. Encore Merci !
Ce document n’aurait pas pu trouver son achèvement sans vos précieux conseils, votre grand esprit d’écoute, votre courtoisie et votre soutien intellectuel et matériel ;
☺ Docteur Gildas GODONOU, mon encadreur pour son soutien indéfectible, ce mémoire n’est que la conséquence de ses conseils, de son suivi et de la valeur qu’il a su accorder à ce travail ;
☺ Docteur YABI P. Crespin dont l’intelligence et l’expérience m’ont été d’un grand soutien ;
☺ Docteur Clément LABINTAN pour ses conseils, son assistance ; toutes mes reconnaissances pour vos apports ;
Remerciements
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON IV
☺ Toute l’équipe de recherche, je veux nommer les Doctorants Mariette ADAGBE, KOTY Joël, Christian ADADJA, Christian KOUKOUBOU, Raoul SEKLOKA Gildas pour avoir été le creuset d’échange et de solidarité pour une bonne évolution des travaux, le mérite nous revient à tous ;
☺ Tout le personnel du Laboratoire d’Essais et de Recherches en Génie Civil (LERGC) spécialement M. Jean-Claude DOUBIYI et M. Pascal TOMINAN pour nous avoir aidé à réaliser certains de nos essais dans leur laboratoire.
☺Tous les enseignants de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi, en occurrence ceux du Département de Génie Civil pour leur dévouement et la qualité de l’enseignement qu’ils professent. Je voudrais nommer:
Professeur Edmond ADJOVI, Professeur Titulaire des Universités ;
Professeur Aïssè Gérard GBAGUIDI, Maître de Conférences des Universités ;
Professeur Victor S. GBAGUIDI, Maître de Conférences des Universités ;
Professeur François de Paule CODO, Maître de Conférences des Universités ;
Professeur Martin AÏNA, Professeur Titulaire des Universités ;
Professeur Adolphe TCHEHOUALI, Maître de Conférences des Universités ;
Docteur Crépin ZEVOUNOU, Maître de Conférences des Universités ;
Docteur Ezéchiel ALLOBA, Maître Assistant des Universités ;
Docteur Léopold DEGBEGNON, Maître Assistant des Universités ;
Docteur Agathe HOUINOU, Enseignante à l’EPAC ;
Docteur Codjo Luc ZINSOU, Enseignant à l’EPAC ;
Docteur Taofic BACHAROU, Maître Assistant des Universités ;
Docteur Ing Valery DOKO, Maître Assistant des Universités ;
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON V
Docteur Ing Agapi HOUANOU, Enseignant à l’EPAC ;
Docteur Epiphane T. S. WANKPO, Enseignant à l’EPAC ;
Docteur Architecte Noël DIOGO, Enseignant à l’EPAC ;
Docteur Gédéon CHAFFA, Maître de Conférences des Universités ;
Le laborantin Olivier TCHEDE du Département de Génie Civil de l’Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi pour son assistance lors de la réalisation de nos essais ;
☺ Tout le personnel de l’entreprise « DIC-BTP » ;
☺ Mon groupe de recherche dont les remarques, les suggestions et la solidarité ont amélioré le travail ;
☺Tous mes camarades de la 11ème promotion avec qui nous avons passé cinq (5) mémorables années de notre vie et des moments d’entraide, de solidarité et de joie ;
Mes remerciements vont aussi à l’endroit de :
Ma camarade Princia ASSOGBA, pour sa franche collaboration, son sens de dévouement et sa promptitude face au travail.
Mes camarades Imelda DOVONOU, Kassir BOUSSARI, Ismaïlou YESSOUFOU, Emmanuel BANKOLE, Zouroukaneri SERO, Yvette TCHODO et Josky KOMAGBE DJIFFA qui par leurs divers apports ont contribué à la réalisation de ce travail. Sans vous tous, il m’aurait été difficile d’achever ce travail. Soyez assurés que le soutien moral, technologique et pédagogique que vous m’avez apporté a une grande valeur à mes yeux.
Mon camarade Damien HOUNDJA pour avoir été pour moi un binôme spécial ; un binôme feu comme le dit le jargon militaire. Mon frère
“Damso” infiniment merci pour ton assistance de tous les jours et tes explications qui venaient toujours au bon moment.
Je voudrais enfin porter une mention toute spéciale sur toute ma famille.
Ainsi, je pense tout particulièrement :
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON VI
A mon père Moïse DJOTINHEKPON, pour m’avoir inculqué l’amour du travail, et pour les nombreux sacrifices consentis à mon égard.
A ma mère, Antoinette OlAIBI pour son amour, son affection et son soutien.
A mes sœurs Rose, Christine, Blandine et Félicité, pour leur affection fraternelle, leur amour, leur soutien sans faille et surtout leurs édifiants conseils.
A mon unique frère Claude pour son soutien financier et ses conseils.
A toute la famille DJISSONON en particulier Nobel DJISSONON pour avoir été un guide, un mentor, un grand homme dont les mots me manquent pour remercier.
A toute la famille KOUDOGBO en particulier Vincent KOUDOGBO pour les bénédictions, les conseils, le soutien moral et financier ainsi que pour avoir été pour moi un tuteur irréprochable.
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON VII À NOS ENCADREURS
Prof Mohamed GIBIGAYE, notre maître de mémoire, pour avoir accepté encadrer ce travail malgré toutes ses occupations. Ce document n’aurait pas vu le jour sans votre rigueur, vos remarques pertinentes, votre courtoisie et votre esprit d’ouverture.
Recevez à travers cet hommage l’expression de notre profonde gratitude.
Hommage à vous, professeur !
Au doctorant Ing Gildas GODONOU, infiniment merci pour tout. Pour nous avoir guidé tel un moniteur durant ce travail. Vos conseils vos remarques, votre disponibilité et cette rigueur que vous tenez du professeur nous ont permis d’amener ce travail à son aboutissement. Merci pour vos nombreux mots d’encouragement qui venaient toujours à temps pour nous relever, vous avez été pour nous un grand frère durant ces 6 derniers mois.
Merci à vous
Hommages
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON VIII À son Excellence M. le Président du jury pour avoir accepté présider ce travail malgré vos innombrables occupations.
Recevez à travers cet hommage notre gratitude Aux Honorables membres du Jury pour avoir accepté examiner ce travail.
Infiniment merci
Hommages au jury
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON IX La stabilité d’un bâtiment dépend dans une large mesure de la qualité des matériaux utilisés pour sa construction. Le bloc d’aggloméré de mortier est un matériau de construction majoritairement utilisé dans la construction des bâtiments au Bénin. Malgré les nombreux avantages qu’offre ce matériau, lorsqu’il n’est pas confectionné suivant les règles de l’art ou les spécifications en vigueur, son utilisation engendre de nombreux désordres dans les constructions. Le présent travail vise à évaluer la qualité des agglomérés du mortier produits et commercialisés dans la ville d’Abomey-Calavi du point de vue des propriétés mécaniques et de durabilité. Vingt blocs de dimensions 400 200 150x x mm à raison de dix creux et dix pleins ont été prélevés dans dix différentes usines de la zone d’étude et d’autres échantillons ont été confectionnés conformémént à la norme ASTM-C270 pour servir d’échantillons de contrôle. Les différentes valeurs obtenues à l’issue de l’essai de compression effectué sur les différents blocs révèlent que 85% des blocs produits par les usines dans la ville d’Abomey -Calavi ont une résistance en deçà des2, 4Mpa et 5, 2Mpa recommandée par la norme ASTM-C270 respectivement pour les blocs creux et les blocs pleins. Les résultats expérimentaux des essais de durabilité montrent que pour le taux d’absorption 90 % des blocs achetés et les blocs témoins respectent la valeur de 12 % spécifiée par la norme NIS. Par contre ces blocs achetés présentent des valeurs élévées de porosité ; de perméabilité et de sorptivité témoignant de la mauvaise durabilité de ces blocs vendus à la population d’Abomey-Calavi.
Mots clés : Aggloméré de mortier- résistance en compression- durabilité- stabilité- spécifications en vigueur-usines
Résumé
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON X The stability of a building depends to a large extent on the quality of the materials used for its construction. The block of mortar chipboard is a building material mainly used in the construction of buildings in Benin. Despite the many advantages offered by this material, when it is not made according to the rules of the art or the specifications in force its inappropriate use causes many disorders in the constructions. The present work aims at evaluating the quality of the agglomerates of the mortar produced and marketed in the city of Abomey-Calavi from the point of view of mechanical properties and durability. Twenty blocks of dimensions 400 200 150x x mm at the rate of 10-well and 10-full size blocks were taken from 10 different plants in the study area and other samples were made in accordance with ASTM-C270 as control samples. The different values obtained after the compression test carried out on the various blocks reveal that the majority of the blocks produced by the factories in the city of Abomey -Calavi have a resistance below2, 4Mpa and 5, 2Mparecommended by the ASTM standard. C270 respectively for hollow blocks and solid blocks. The experimental results of the durability tests show that for the absorption rate 90% of the blocks purchased and the control blocks respect the 12%
value specified by the NIS standard. On the other hand, these purchased blocks have high values of porosity, permeability and sorptivity testifying to the poor durability of these blocks sold to the population of Abomey-Calavi.
Keys words: Mortar agglomerate - compressive strength - durability - stability - specifications in force - factories
Abstract
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XI
DÉDICACES ... ii
REMERCIEMENTS ... iii
HOMMAGES ... vii
HOMMAGES AU JURY ... viii
RÉSUMÉ ... ix
ABSTRACT ... x
LISTE DES TABLEAUX ... xiv
LISTE DES FIGURES... xv
LISTE DES PHOTOS ... xvi
LISTE DES SIGLES ET ABRÉVIATIONS ... xvii
NOMENCLATURE ... xviii
LISTE DES ANNEXES ... xx
INTRODUCTION ... 1
1-Contexte et justification ... 1
2-Problématique ... 3
3-Objectifs ... 5
CHAPITRE 1 : GÉNÉRALITÉS ET SYNTHÈSE BIBLIOGRAPHIQUE ... 7
1.1 Généralités sur les agglomérés ... 7
1.1.1 Définition ... 7
1.1.1 Classification des agglomérés ... 8
1.2 Caractéristiques du mortier pour agglomérés ... 10
Sommaire
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XII
1.2.2 Différents types de mortier pour agglomérés ... 12
1.3 Propriétés mécaniques et de durabilité des agglomérés ... 13
1.3.1 Propriétés mécaniques des agglomérés ... 13
1.3.2 Propriétés de durabilité des agglomérés ... 13
1.4 Utilisation des agglomérés dans la construction ... 17
1.4.1 Avantages ... 17
1.4.2 Limites ... 17
1.5 Désordres observés dans les bâtiments dus à la mauvaise qualité des agglomérés ... 18
1.6 Synthèse bibliographique ... 20
CHAPITRE 2 : PRÉSENTATION DU MILIEU D’ETUDE ET DU SECTEUR DE COMMERCIALISATION DES AGGLOMÉRÉS DE MORTIER ... 24
2.1 Présentation du milieu d’étude ... 24
2.1.1 Relief, climat et hydrographie ... 26
2.1.2 Milieu humain ... 26
2.2 Présentation du secteur ... 27
2.2.1 La préfabrication dans la construction ... 27
2.2.2 Usines productrices d’agglomérés ... 28
CHAPITRE 3 : MATÉRIAUX, MATÉRIEL ET MÉTHODES ... 31
3.1 Caractérisation des matériaux ... 31
3.1.1 Le sable ... 31
3.1.1.1 Analyse granulométrique [29] ... 32
3.1.1.2 Masse volumique réelle pré-séchée [30] ... 36
3.1.1.3 Masse volumique en vrac [31] ... 36
3.1.1.4 Essai d’équivalent de sable [32] ... 37
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XIII
3.1.3 L’eau ... 40
3.2 Démarche de formulation du mortier et mise au point des agglomérés . 40 3.2.1 Démarche de formulation du mortier ... 40
3.2.2 Mise au point des agglomérés ... 42
3.3 Démarche d’échantillonnage et prélèvement des agglomérés ... 45
3.3.1Choix des usines de fabrication et de commercialisation des agglomérés .. 45
3.3.2 Choix des agglomérés ... 49
3.4 Caractérisation des agglomérés achetés et témoins ... 50
3.4.1 Caractéristiques mécaniques ... 50
3.4.1.1 Essai de compression[35] ... 50
3.4.2 Caractéristiques du point de vue de la durabilité ... 51
3.4.2.1 Détermination du taux d’absorption sur les blocs [36] ... 51
3.4.2.2 Détermination de la porosité [37] ... 53
3.4.2.1 Détermination de la perméabilité des agglomérés [38] ... 54
3.4.2.2 Sorptivité [20] ... 57
CHAPITRE 4 : RÉSULTATS ET DISCUSSIONS ... 62
4.1 Caractéristiques physiques et géométriques des agglomérés ... 62
4.1.1 Aspects physiques ... 62
4.1.2 Caractéristiques géométriques (dimensions des agglomérés) ... 65
4.2 Caractéristiques mécaniques des agglomérés ... 67
4.2.1 Résistance à la compression des blocs creux ... 67
4.2.2 Résistance à la compression des blocs pleins ... 68
4.3 Caractéristiques du point de vue de la durabilité ... 69
4.3.1 Taux d’absorption des agglomérés ... 69
4.3.2 Porosité des agglomérés ... 71
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XIV
4.3.4 Perméabilité des agglomérés ... 78
CONCLUSION GÉNÉRALE ... 79
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES ... 82
TABLE DES MATIERES ... 86
ANNEXES ... 91
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XIV
Tableau 1.1 : Guide de sélection des mortiers pour agglomérés(ASTM C 270 1999) ... 12
Tableau 1.2 :Proportions des matériaux par type de mortier(ASTM C 270 1999) ... 12
Tableau 3.1: Composition chimique du ciment (Source : Laboratoire SCB Lafarge) ... 39
Tableau 3.2 : Composition physique du ciment (Source : Laboratoire NOCIBE) ... 39
Tableau 3.3 : Composition mécanique du ciment (Source : Laboratoire NOCIBE) ... 40
Tableau 4.1 : Vues des agglomérés par usine ... 62
Tableau 4.2: Vues des agglomérés par usine ... 63
Tableau 4.3 : Dimensions des agglomérés creux ... 65
Tableau 4.4 : Dimensions des agglomérés pleins ... 65
Tableau 4.5: Valeurs de la profondeur de pénétration des agglomérés pleins G2 et témoin ... 78
Tableau 4.6 : Valeurs du coefficient de perméabilité des agglomérés pleins G2 et témoin ... 78
Liste des tableaux
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XV
Figure 1.1: Exemple de relation entre l'augmentation de la masse d'eau par unité de surface et le
temps utilisé pour calculer la sorptivité [20] ... 16
Figure 2.1 : Carte de situation de la ville d’Abomey-Calavi ... 25
Figure 3.1 : Analyse granulométrique sur le sable d’AKOGBATO ... 32
Figure 3.2 : Analyse granulométrique sur le sable de Sè ... 34
Figure 3.3 : Principe d’échantillonnage des usines... 47
Figure 3.4 : Répartition des usines dans la ville d’Abomey-Calavi ... 48
Figure 3.4 : Pourcentage de blocs vendus par les usines du 1er janvier au 31 Septembre 2018 ... 49
Figure 3.6: Dispositif de l’essai de profondeur de pénétration ... 54
Figure 4.1 : Résistance à la compression des agglomérés creux ... 67
Figure 4.2 : Résistance à la compression des blocs pleins ... 68
Figure 4.3: Taux d’absorption des blocs pleins ... 69
Figure 4.4 : Taux d’absorption des blocs creux ... 70
Figure 4.5: Porosité des agglomérés pleins ... 71
Figure 4.6: Porosité des agglomérés creux ... 71
Figure 4.7: Courbe de I en fonction de la racine carrée du temps des différents blocs d’agglomérés ... 73
Figure 4.8: Courbe de I en fonction de la racine carrée du temps des différents blocs d’agglomérés .... 74
Figure 4.9: Courbe de I en fonction de la racine carrée du temps des blocs d’agglomérés témoins ... 75
Figure 4.10: Sorptivité initiale des agglomérés... 76
Figure 4.11: Sorptivité secondaire des agglomérés ... 76
Liste des figures
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XVI
Photo 1.1: bloc plein ... 8
Photo 1.2 : Bloc creux ... 8
Photo 1.3: Bloc d’angle ... 8
Photo 1.4 : Bloc chaînage ... 9
Photo 1.5 : Bloc d’about de plancher ... 9
Photo 1.6 : Bloc à bancher ... 9
Photo 1.7 : Entrevous ... 10
Photo 1.8 : Exemple de microfissure sur un mur ... 19
Photo 1.9 : Ecaillement de la peinture due à l’infiltration d’eau ... 19
Photo 3.1 : Sable d’Akogbato ... 31
Photo 3.2 : Sable de Sè ... 31
Photo 3.3: Le Ciment CEM II 42.5 ... 38
Photo 3.4 : Préparation du mortier pour la confection des agglomérés ... 43
Photo 3.5 : Remplissage des moules ... 44
Photo 3.6 : Stockage et conservation des blocs d’agglomérés ... 45
Photo 3.7: Essai de résistance en compression sur les blocs ... 50
Photo 3.8 : Blocs immergés dans l’eau ... 51
Photo 3.9 : Bloc fendu après essai de profondeur de pénétration montrant la partie humide ... 55
Photo 3.10: Dispositif d’essai de la sorptivité ... 59
Liste des photos
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XVII
ASTM: American Society for Testing and Material CPJ ou CEM II : ciment portland avec ajout CPA ou CEM I : ciment portland artificiel DIC : Djaouley Ingénieurs Conseils E/C : rapport eau sur ciment EN : European Norms
EPAC : Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi
LERGC : Laboratoire d’Essai et de Recherche en Génie Civil MPa : Mégapascal
NF : Norme Française
NIS : Nigerian Industrial Standard NOCIBE : Nouvelle Cimenterie du Bénin Pr : Professeur
RGPH : Récensement Général de la Population et de l’Habitat S/C : rapport sable sur ciment
TP : Travaux Publics
UAC : Université d’Abomey-Calavi 𝜌: Masse volumique
Liste des sigles et abréviations
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XVIII
A : Usine de provenance des agglomérés B : Usine de provenance des agglomérés C : Usine de provenance des agglomérés D : Usine de provenance des agglomérés E : Usine de provenance des agglomérés F : Usine de provenance des agglomérés G : Usine de provenance des agglomérés H : Usine de provenance des agglomérés I : Usine de provenance des agglomérés J : Usine de provenance des agglomérés A1 : Aggloméré creux provenant de l’usine A A2 : Aggloméré plein provenant de l’usine A B1 : Aggloméré creux provenant de l’usine B B2 : Aggloméré plein provenant de l’usine B C1 : Aggloméré creux provenant de l’usine C C2 : Aggloméré plein provenant de l’usine C D1 : Aggloméré creux provenant de l’usine D D2 : Aggloméré plein provenant de l’usine D E1 : Aggloméré creux provenant de l’usine E F1 : Aggloméré creux provenant de l’usine F
Nomenclature
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XIX
F2 : Aggloméré plein provenant de l’usine F G1 : Aggloméré creux provenant de l’usine G G2 : Aggloméré plein provenant de l’usine G H1 : Aggloméré creux provenant de l’usine H H2 : Aggloméré plein provenant de l’usine H I1 : Aggloméré creux provenant de l’usine I I2 : Aggloméré plein provenant de l’usine I J1 : Aggloméré creux provenant de l’usine J J2 : Aggloméré plein provenant de l’usine J
TA1 : Aggloméré creux témoin confectionné avec le sable d’AKOGBATO TA2 : Aggloméré plein témoin confectionné avec le sable d’AKOGBATO TS1 : Aggloméré creux témoin confectionné avec le sable de Sè
TS2 : Aggloméré plein témoin confectionné avec le sable de Sè L : Longueur de l’aggloméré creux ou plein provenant d’une usine L : Largeur de l’aggloméré creux ou plein provenant d’une usine e : Epaisseur de l’aggloméré creux ou plein provenant d’une usine
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XX
Annexe 1 : Rapport de l’essai d’analyse granulométrique sur le sable d’AKOGBATO ... 91
Annexe 2 : Rapport de l’essai d’analyse granulométrique sur le sable de Sè ... 92
Annexe 3 : Rapport de l’essai de détermination de la masse volumique en vrac sur le sable de Sè ... 93
Annexe 4 : Rapport de l’essai de détermination de la masse volumique en vrac sur le sable d’AKOGBATO ... 94
Annexe 5 : Rapport de la détermination de la teneur en eau sur le sable d’AKOGBATO... 95
Annexe 6 : Rapport de la détermination de la teneur en eau sur le sable de Sè ... 95
Annexe 7 : Rapport de l’essai de détermination de la masse volumique réelle sur le sable d’AKOGBATO ... 96
Annexe 8 : Rapport de l’essai de détermination de la masse volumique réelle sur le sable de Sè ... 97
Annexe 9 : Rapport de l’essai d’équivalent de sable sur le sable d’AKOGBATO ... 98
Annexe 10 : Rapport de l’essai d’équivalent de sable sur le sable de Sè ... 99
Annexe 11 : Interprétation des résultats de l’équivalent de sable ... 100
Annexe 12 : Caractéristiques géométriques des agglomérés creux ... 101
Annexe 13 : Caractéristiques géométriques des agglomérés creux témoins ... 102
Annexe 14 : Caractéristiques géométriques des agglomérés pleins témoins ... 102
Annexe 15: Caractéristiques géométriques des agglomérés pleins ... 103
Annexe 16 : Essai de résistance à la compression sur les blocs pleins ... 104
Annexe 17 : Essai de résistance à la compression sur les blocs pleins témoins ... 105
Annexe 18 : Essai de résistance à la compression sur les blocs pleins creux témoins ... 105
Annexe 19 : Essai de résistance à la compression sur les blocs pleins creux ... 106
Annexe 20 : Taux d’absorption sur les blocs pleins ... 107
Annexe 21 : Taux d’absorption sur les blocs pleins témoins ... 108
Annexe 22 : Taux d’absorption sur les blocs creux témoins ... 108
Liste des annexes
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON XXI
Annexe 24 : Porosité sur les blocs pleins ... 110 Annexe 25 : Porosité sur les blocs pleins témoins ... 111 Annexe 26 : Porosité sur les blocs creux témoins ... 111 Annexe 27 : Porosité sur les blocs creux ... 112 Annexe 28 : Résultats de l’essai de sorptivité sur le bloc A2 ... 113 Annexe 29 : Résultats de l’essai de sorptivité sur le bloc B2 ... 114 Annexe 30 : Résultats de l’essai de sorptivité sur le bloc C2 ... 115 Annexe 31 : Résultats de l’essai de sorptivité sur le bloc D2 ... 116 Annexe 32 : Résultats de l’essai de sorptivité sur le bloc F2 ... 117 Annexe 33: Résultats de l’essai de sorptivité sur le bloc G2 ... 118 Annexe 34 : Résultats de l’essai de sorptivité sur le bloc H2 ... 119 Annexe 35 : Résultats de l’essai de sorptivité sur le bloc I2 ... 120 Annexe 36: Résultats de l’essai de sorptivité sur le bloc J2 ... 121 Annexe 37 : Résultats de l’essai de sorptivité sur le bloc témoin 1 ... 122 Annexe 38 : Résultats de l’essai de sorptivité sur le bloc témoin 2 ... 123
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 1
Introduction
1-Contexte et justification
Le droit au logement est un droit universel. Il est reconnu au niveau international et dans plus de 100 constitutions dans le monde. C’est un droit reconnu pour chaque personne [1] En adoptant le Programme pour l’habitat à la Deuxième Conférence Mondiale pour l’habitat (Habitat II) en Juin 1996 à Istanbul, les chefs d’Etat et de Gouvernement se sont engagés à atteindre les deux objectifs fondamentaux suivants :" le logement convenable pour tous "et" l’aménagement des zones d’habitation viables dans un monde en pleine urbanisation", et à mettre en œuvre le Plan d’Action conforme à ces objectifs [2]. Ils se sont également engagés, dans la Déclaration du Sommet du Millénaire 2000, à améliorer, à l’horizon 2020, les conditions de vie d’au moins 100 millions de personnes vivant dans les logements insalubres [3]. Ceci confirme que le logement est une nécessité pour tous et l’ambition de vouloir un abri adéquat et décent n’est plus aujourd’hui un luxe [4].
Le problème de logement en Afrique s’amplifie du fait de la forte poussée démographique[5]. Cette poussée est davantage concentrée autour des grandes villes.
En effet, la population dans les villes urbaines africaines qui était de 15% en 1950, est passée à 41% en 2005 et est estimée à 55% en 2030 [6]. Plus spécifiquement au Bénin on observe une croissance urbaine très remarquée avec un taux d’urbanisation qui passe de 35,7% en 1992, à 38,9% en 2002 avant d’atteindre 44,6% en 2013 [3]. Cette croissance démographique dans les cités urbaines comme Abomey-Calavi s’explique par le déplacement massif des jeunes ruraux à la recherche d’un emploi bien rémunéré et des loisirs (exode rural) ; avec pour motivation la quête de l’amélioration de leurs conditions de vie. Ceci augmente le besoin en logement. A cela s’ajoute la proximité de cette ville à la capitale économique qu’est Cotonou.
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 2 En effet, l’exiguïté de la capitale économique et sa forte population conduisent à une extension vers Abomey-Calavi où est remarquée une augmentation sans cesse croissante des infrastructures pour des activités économiques, administratives, socio- culturelles et des besoins en logements. Or le mode de construction usuellement pratiqué emploie majoritairement des éléments préfabriqués tels que les agglomérés de mortier de ciment ; ce qui induit une demande de plus en plus accrue de ces derniers. De plus, pour des raisons de non disponibilité d’espaces pour exécution sur le site et de rapidité d’exécution, les professionnels du bâtiment optent pour l’achat de ces agglomérés de mortier qui sont confectionnés par certaines usines de pré- fabrication. C’est dans ce contexte que s’inscrit le présent travail afin d’évaluer la qualité des blocs d’agglomérés produits dans certaines usines de production dans la commune d’Abomey-Calavi.
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 3
2-Problématique
La construction avec des murs en maçonnerie pour ériger les bâtiments est un mode de construction très employé au Bénin. Les murs sont des éléments indispensables dans un édifice : Ils assurent la protection contre les agressions extérieures, la délimitation des pièces, l’isolation thermique et phonique etc... Dans certains cas ils participent même à la structure porteuse du bâtiment. Généralement, ces murs sont faits en éléments de maçonnerie tel que les agglomérés de mortier. Ces derniers sont de formes diverses (creux ou pleins) et d’épaisseurs variables entre 10cm, 12cm ,15cm et 20cm dépendamment de la destination du mur. Afin de répondre efficacement aux fonctions d’usage pour lesquelles les murs sont réalisés, les agglomérés doivent avoir des performances mécaniques et de durabilité requise.
Autrement, on assiste à des désordres dans le bâtiment peu de temps après sa construction. Même si le bâtiment n’est pas totalement effondré ,l’esthétique , le confort et la valeur sont perdus pour des fissures et autres défauts tel que rappelé par ODEYEMI et al en 2018 [4]. Ces différents défauts induisent de fréquentes réparations (peinture, traitement des fissures etc…) créant ainsi d’autres dépenses aux maîtres d’ouvrage. Dans certains cas, les bâtiments n’offrent pas la sécurité entraînant de nombreuses pertes en vies humaines et en biens matériels. Cette situation est donc préoccupante et interpelle le pouvoir public quant à la nécessité de vérifier que les agglomérés confectionnés et commercialisés par les usines de préfabrication respectent les spécifications techniques minimales exigées par les règles de la construction. A ce sujet de nombreuses études ont été menées au Nigéria sur la qualité des agglomérés de mortier confectionnés dans certaines villes. Les travaux de Akinpelu et al [4] se sont donc penchés sur l’évaluation de la qualité de ces agglomérés en mortier de ciment produits à ADETA, KWARA STATE, NIGERIA comparativement à la norme (NIS) en vigueur au Nigéria. Ces travaux leur ont permis de remarquer que le taux d’absorption et la résistance à la compression des blocs de mortier de ciment produits et commercialisés dans ces zones ne sont pas conformes aux recommandations exigées.
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 4 Ajagbe et al [7] ont à travers une étude évaluer les propriétés techniques des blocs de sable produits à Ibadan et dans ses environs conformément à la Norme Industrielle Nigériane (NIS). Ils ont conclu que les blocs produits dans ces zones ne respectent pas les spécifications en vigueur et les exigences des normes internationales. Odeyemi et al en 2015 [8] ont également examiné et comparé la résistance à la compression des blocs creux d’agglomérés malaxés dans une machine à ceux malaxés manuellement. Il s’en suit donc que les blocs malaxés dans une machine offrent une meilleure résistance comparée à celle des agglomérés malaxés manuellement. En 2015, Sholanke et al [9]
ont évalué le mode de fabrication des blocs d’agglomérés pour leur utilisation, les lois et les règlements régissant leur production, les perspectives et les défis de l’industrie de la production de ces blocs au Nigéria. Ils ont par cette étude montrer que la plupart des producteurs de blocs au Nigéria possèdent une main d’œuvre analphabète ou semi- analphabète qui est formée sur le terrain plutôt que d’acquérir une formation technique formelle avant d’être employée dans l’industrie de la production. Les nombreuses études ainsi effectuées sur les agglomérés du mortier ont permis d’évaluer leur qualité au Nigéria.
Bien qu’au Bénin ces agglomérés de mortier soient fortement utilisés dans la construction, à notre connaissance aucune étude n’a été menée quant à la détermination de leur qualité. Ces blocs fabriqués par les usines de préfabrication dans les grandes villes du Bénin répondent-ils aux spécifications techniques en vigueur ? sont –ils performants du point de vue mécanique et du point de vue de la durabilité ? Telles sont les préoccupations auxquelles tenteront de répondre notre présent travail.
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3 - Objectifs
L’objectif global visé par le présent travail est d’évaluer la qualité des blocs en mortier préfabriqués et commercialisé dans la ville d’Abomey-Calavi.
Pour atteindre cet objectif, il faudra de façon spécifique :
identifier la démarche de formulation et de mise au point des mortiers pour la réalisation des agglomérés ;
évaluer les caractéristiques mécaniques et la durabilité des agglomérés confectionnés d’une part et celles des agglomérés commercialisés d’autre part ;
Evaluer la qualité des agglomérés commercialisés par comparaison aux agglomérés témoins ainsi qu’aux valeurs des spécifications techniques en vigueur.
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CHAPITRE 1: Généralités et
synthèse bibliographique
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CHAPITRE 1 : Généralités et synthèse bibliographique
1.1 Généralités sur les agglomérés
1.1.1 DéfinitionUn aggloméré est un matériau de forme géométrique régulière, plein ou creux, résultants de la prise et du durcissement d’un mélange de liant et de matériaux inertes (citer). Encore nommé moellon ou quéron, ce dernier permet d’ériger les murs et les bâtiments avec un gain de temps très important par rapport aux autres matériaux de construction. Il est agencé suivant un appareillage bien défini grâce à un mortier constitué de ciment, de sable et d’eau. Par ailleurs, plus le bloc de mortier aura de charge à supporter, plus sa résistance à la compression, et sa densité devront être élevées.
On distingue donc deux grandes catégories de blocs :
agglomérés pleins : on les utilise principalement pour ériger les murs de soubassement ou certains murs porteurs. La résistance des blocs pleins, ou même perforés, est supérieure à celle des blocs creux. Ces derniers résistent donc d’autant mieux aux différentes poussées du sol.
Agglomérés creux : on les utilise pour tous les autres types de mur notamment les murs en élévation (mur de façade, mur de cloisonnement, mur de refend).
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 8 1.1.1 Classification des agglomérés
Les blocs d’agglomérés sont classifiés suivant leur forme. Qu’ils soient pleins ou creux, pouvant accueillir des armatures métalliques (blocs d’angles) on peut distinguer :
Bloc plein ou perforé
Il est le plus lourd et le plus dense des agglomérés. Il est d’ailleurs destiné au soubassement et au sous-sol, pour garantir la solidité de la structure de la maison.
Photo 1.1: bloc plein
Bloc creux
Le bloc creux est le plus courant avec sa forme alvéolée. Les alvéoles sont de forme ellipsoïdale ou rectangulaire. Il est utilisé pour les murs standards et permet d’effectuer des chainages horizontaux. Sa forme facilite la réalisation des joints.
Photo 1.2 : Bloc creux
Le bloc d’angle
Le bloc d’angle appelé aussi bloc poteau, employé pour la réalisation des chaînages verticaux en béton armé.
Photo 1.3:Bloc d’angle
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Le bloc chaînage
Le bloc chaînage ou bloc linteau en forme de U, utilisé comme coffrage perdu des linteaux et des chaînages horizontaux en béton armé.
Photo 1.4 :Bloc chaînage
Le bloc d’about de plancher
Le bloc d’about de plancher appelé plus couramment planelle est un élément de faible épaisseur (5cm environ) employé comme coffrage perdu pour la réalisation des chaînages horizontaux situés à la périphérie des planchers préfabriqués en béton.
Photo 1.5 : Bloc d’about de plancher
Bloc à bancher
Très utilisés dans la construction des piscines, les blocs à bancher sont des agglomérés creux sans fond dans lesquels on coule du béton armé d’un fer vertical dans chaque alvéole. Les blocs se montent à joints décalés avec deux fers horizontaux noyés entre les rangées. Ils permettent de faire le coffrage.
Photo 1.6 : Bloc à bancher
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Entrevous
Il est destiné à remplir les espaces vides entre les poutrelles de béton. Il sert à la fois de remplissage horizontal et de fond perdu c’est-à-dire qu’ils restent en place.
Photo 1.7 : Entrevous
1.2 Caractéristiques du mortier pour agglomérés
1.2.1 Définition et composition du mortier pour agglomérésLe mortier est un mélange de liants, de sable et d'eau, réalisé dans des proportions bien définies de manière à obtenir une pâte de plasticité convenable pour la mise en œuvre. Ce mélange peut être exécuté sur le chantier, à la bétonnière ou malaxeur, ou livré tout prêt, en sacs pré mélangés en usine [10].
Le sable
Le sable forme le squelette inerte du mortier durci. Il doit présenter une bonne répartition granulométrique et être propre, c'est-à-dire ne contenir ni matières organiques ni particules argileuses. Le sable fin, et surtout le sable argileux (sable jaune gras), exige un dosage trop élevé en eau et donc en liant également, ce qui augmente la sensibilité au retrait [11].
Le Ciment
On utilise généralement, pour la fabrication du mortier, du ciment ordinaire qui satisfait à la norme NBN EN 197-1, à savoir essentiellement le ciment Portland (CEM I), le ciment Portland composé (CEM II) et le ciment de haut fourneau (CEM III).
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 11 A priori, on peut réaliser un bon mortier avec tous les types de ciment. La température ambiante et la durée d'utilisation souhaitée peuvent entraîner une légère préférence pour un ciment précis. Un mortier à base de CEM I présente une résistance initiale plus élevée et exige donc une mise en œuvre plus rapide. De ce fait, il convient mieux par temps froid. Avec le CEM III, le mortier est ouvrable plus longtemps, par temps chaud également, à condition toutefois que l'eau de gâchage ne s'évapore pas prématurément. Dans les mortiers industriels, le choix du ciment s'inscrit dans la formulation du mortier, permettant d'atteindre les performances visées. Des types de ciments spéciaux comme le ciment à résistance élevée aux sulfates (HSR) et le ciment à faible teneur en alcalis (LA) peuvent être nécessaires dans certains cas.
L’eau
Dans le cas des liants hydrauliques, la fonction de l'eau de gâchage est double :
une (petite) partie de l'eau est destinée à hydrater le liant ; en d'autres termes, elle est liée chimiquement ;
le reste de l'eau n'a qu'une utilité temporaire, à savoir améliorer l'ouvrabilité, et s'évapore ensuite. Plus cet excédent d'eau est grand, plus le mortier sera poreux, et donc plus sa résistance mécanique et sa résistance aux matières agressives et au gel seront faibles.
Dans les mortiers modernes, la contribution de l'eau à l'ouvrabilité est donc remplacée par l'utilisation contrôlée d'adjuvants.
Adjuvants
Les adjuvants sont, par définition, des substances ajoutées au mortier en très petites quantités, soit sous forme de poudre, soit en solution aqueuse, afin d'améliorer le comportement du mortier frais ou du mortier durci. Certains adjuvants ont une action similaire à celle exercée dans le béton, mais quelques types d'adjuvants sont spécialement destinés aux mortiers [12]
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 12 1.2.2 Différents types de mortier pour agglomérés
Suivant leur composition, leur destination et la nature de l’ouvrage la norme ASTM C-270 définit plusieurs types de mortiers.
Tableau 1.1 : Guide de sélection des mortiers pour agglomérés[13]
Type de murs Utilisation Type de mortier
Murs extérieurs Murs porteurs, murs de soubassements,
murs de parapet
N
Murs non porteurs, murs en élévation
O Murs de fondation,
murs de soutènement, patio,
trou d’homme, trottoir, …
S
Murs intérieurs Murs porteurs N
Murs non porteurs O
Tableau 1.2 :Proportions des matériaux par type de mortier[13]
Types de mortiers
Proportions par volume
Ciment Sable
M 1
2
14 à 3S 1
2
14 à 3N 1
2
14 à3
O 1 1
2
4 à3
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1.3 Propriétés mécaniques et de durabilité des agglomérés
1.3.1 Propriétés mécaniques des agglomérésLa résistance en compression des agglomérés est généralement considérée comme sa propriété mécanique la plus précieuse, bien que, dans de nombreux cas pratiques, d'autres caractéristiques, telles que la durabilité et la perméabilité, peuvent en fait, être plus importantes. Néanmoins, la résistance donne généralement une image globale de la qualité du bloc d’aggloméré, car la résistance est directement liée à la structure de la pâte de ciment hydratée [14]. De plus, la résistance des agglomérés est un élément essentiel dans la conception structurelle des murs utilisant des agglomérés surtout lorsqu’ils constituent les éléments de structure du bâtiment.
1.3.2 Propriétés de durabilité des agglomérés
Un matériau doit résister au cours du temps aux diverses agressions, ou sollicitations (physiques, mécaniques, chimiques…) c’est-à-dire aux charges auxquelles il est soumis, ainsi qu’aux actions diverses tel que le vent, la pluie, la chaleur, le milieu ambiant… tout en conservant son esthétisme. Il doit satisfaire, avec un niveau constant les besoins des utilisateurs au cours de sa durée d’utilisation.
La durabilité d’un matériau se caractérise par sa capacité à conserver dans les conditions prévues les fonctions d’usage pour lesquelles il a été conçu (fonctionnement structurel, sécurité, confort des usagers) et à maintenir son niveau de fiabilité et son aspect, dans son environnement, avec des frais de maintenance et d’entretien aussi réduits que possible (mise en service d’une maintenance préventive) [15]. La durabilité est aujourd’hui le paramètre important à considérer pour optimiser la résistance des agglomérés aux influences externes : intempéries, agressivité des sols, atmosphère chimiquement agressive. Prescrire un aggloméré durable nécessite donc d’apprécier dès sa conception l’ensemble des contraintes environnementales et les agressions et attaques potentielles qu’il doit subir pendant toute sa durée de service, respecter et mettre en œuvre les recommandations en vigueur.
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 14 Aujourd’hui la durabilité est appréhendée en considérant un ensemble de paramètres essentiels à savoir : la porosité, le taux d’absorption, le mouillage- séchage, la sorptivité, la perméabilité, le rapport E/C, le dosage en ciment… Ces paramètres suscités visent à assurer l’adéquation entre les propriétés physico- chimiques des agglomérés et les contraintes qui s’appliquent à l’ouvrage. Cependant, quel que soit les précautions prises pour adapter la formulation de l’aggloméré, il ne pourra assurer sa fonction durablement que si les règles de l’art ont été respectées lors de sa fabrication (malaxage efficace adapté à la formulation, respect des tolérances sur les constituants) et sa mise en œuvre (vibration correcte), cure adaptée, retrait maitrisé [16].
Le but visé par ce travail est d’évaluer la qualité des agglomérés produits, commercialisés et utilisés dans un environnement sain, sans risque de corrosion ou d’attaque, un environnement non salin, ni carbonaté, ni sulfaté dans la commune d’Abomey-Calavi. Comme paramètres d’influence de la durabilité nous nous limiterons aux propriétés suivantes : le taux d’absorption, la porosité, la sorptivité et la perméabilité.
Le taux d’absorption
Le volume d'espace des pores dans les agglomérés, par opposition à la facilité avec laquelle un fluide peut pénétrer dans le mortier, est mesuré par l’absorption.
L’absorption d’eau par immersion est donc le résultat des mouvements capillaires dans les pores du mortier qui sont ouverts sur le milieu ambiant. Elle est déterminée par immersion d’un échantillon d’aggloméré dans l’eau jusqu’à masse constante et en mesurant l’augmentation de masse. Elle est exprimée en pourcentage de la masse sèche de l’éprouvette. Etant une image de la porosité, l’absorption d’eau est utilisée comme un indicateur de la qualité du des agglomérés du mortier de ciment [17]. La plupart des bons agglomérés ont une absorption bien inférieure à 12 % en masse [4]
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 15
La porosité
La porosité est la conséquence naturelle de la quantité d’eau mise en plus de celle nécessaire à l’hydratation et des vides éventuels présents dans les granulats. En effet, une faible porosité constitue le meilleur moyen de défense des agglomérés contre tous les agents agressifs. Le désagrément de cette porosité se marque à deux niveaux : sur la résistance mécanique et sur la durabilité des agglomérés. En effet, pour une bonne ouvrabilité et une bonne résistance des agglomérés , le facteur E/C du mortier est généralement pris égal à 0,5 [18] .Une partie de l’eau n’est donc pas liée chimiquement ni physiquement et s’installe dans les pores capillaires (eau interstitielle), d’où elle peut éventuellement s’évaporer ultérieurement. Cette formation de pores capillaires signifie un affaiblissement mécanique du mortier. Etant donné que des substances agressives peuvent s’infiltrer aisément dans les blocs via ce réseau capillaire, la durabilité s’en trouve influencée de manière négative [17].
La sorptivité
Dans un aggloméré non saturé, le taux d'entrée d'eau ou autres liquides est en grande partie contrôlé par l’absorption dû à la montée capillaire. Cette méthode d’essai est basée sur celle développé par Hall qui a appelé le phénomène ≪sorptivité à l’eau du béton≫ [19]. Un tel test mesure le taux d’absorption de l'eau par aspiration capillaire des agglomérés insaturés mis en contact avec l'eau ; il n'y a pas de pression d'eau. Essentiellement, le test de sorptivité détermine le taux d'absorption par élévation capillaire par un prisme en mortier qui repose sur de petits supports de telle sorte que seul le plus petit, 2 à 5 cm du prisme soit submergé. L'augmentation de la masse du prisme avec le temps est enregistrée.
Il a été montré qu'il existe une relation de la forme I S t (1) Où
I = augmentation de masse depuis le début de l'essai par unité de section
transversale en contact avec l'eau, divisée par la densité d'eau. En unités métriques, il peut être exprimé en mm
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 16 𝑡 = temps, mesuré en minutes, à laquelle la masse est déterminée, et
𝑆 = sorptivité en 𝑚𝑚/𝑚𝑖𝑛0,5.
En pratique, il est plus facile de mesurer la valeur de I en tant que montée du niveau de l'eau dans le béton, qui se manifeste par une couleur plus foncée. Dans un tel cas, I est mesuré directement en millimètres. La figure 1.1 montre l’augmentation de la masse en fonction de la racine carrée du temps.
Figure 1.1:Exemple de relation entre l'augmentation de la masse d'eau par unité de surface et le temps utilisé pour calculer la sorptivité [20]
La perméabilité
La perméabilité est définie comme la capacité d’un milieu poreux à être traversé par des fluides sous gradient de pression. Elle est indépendante des propriétés du fluide saturant contrairement à la conductivité hydraulique. La perméabilité des agglomérés est fortement influencée par les paramètres du milieu poreux comme la porosité, la tortuosité et la connectivité. En effet, plus la porosité augmente ou est connectée, plus la résistance au flux est faible ; moins la tortuosité est prononcée et plus la perméabilité est grande. La perméabilité d’un mortier dépend également de ses constituants, de la nature des granulats, du sable, des additifs etc. [21].
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 17
1.4 Utilisation des agglomérés dans la construction
L’aggloméré est le matériau le plus utilisé dans la construction. Avec ce matériau, il est possible de construire des murs de type cloison, des murs de façade, des murs de clôture, des murs de refend etc…il est aussi employé pour réaliser les fondations d’un bâtiment ou d’une maison ou bien pour construire des piliers.
1.4.1 Avantages
L’aggloméré rencontre aujourd’hui un vif succès dans le secteur de la construction. Ce matériau est en effet très résistant à l’usure et aux intempéries et il assure aux bâtiments et maisons construits en agglomérés d’avoir une durée de vie très longue. L’aggloméré est aussi apprécié pour sa facilité de pose et sa solidité. Il permet d’ériger des structures particulièrement résistantes aux fortes intempéries.
L’aggloméré présente aussi l’avantage d’être incombustible, et donc de bien résister au feu. Enfin, l’aggloméré est un matériau qui ne coute pas cher. Composé essentiellement de matières naturelles, il est 100% recyclable.
1.4.2 Limites
L’aggloméré présente deux principaux inconvénients. Le premier est son manque de performance en matière d’isolation thermique et phonique. Un bâtiment construit en agglomérés nécessite la pose supplémentaire d’un isolant. D’autre part, il est un matériau rigide qui ne permet pas la réalisation de structures à architecture compliquée.
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1.5 Désordres observés dans les bâtiments dus à la mauvaise
qualité des agglomérés
Aucun système de bâtiment ne peut être conçu et construit pour être absolument sans risque [22]. Les désordres observés dans les bâtiments sont basés sur cinq principales causes à savoir : les phénomènes naturels, erreur de conceptions, mauvaise qualité des matériaux de construction, erreur de procédure et le mauvais entretien [23]. A ce titre, l’assurance de la qualité des matériaux de construction est importante pour assurer la résistance, la durabilité et la rentabilité de l’ouvrage. Une étude de Aniekwu et al au Nigéria a montré que la qualité médiocre des matériaux utilisés dans la construction contribue pour environ 45% aux causes globales des désordres observés dans le bâtiment [24]. En effet la plupart de ces désordres dans le bâtiment s’observent au niveau des murs, voiles et parois créés entre autres par la mauvaise qualité des éléments de base : les agglomérés.
Suivant leur fonction et leur mode de sollicitation les pathologies remarquables des murs sont généralement les fissures et les problèmes d’étanchéité.
Les fissures
Elles constituent souvent le principal type de désordres, qui porte atteinte à la stabilité des murs des bâtiments. Dans une maison, les fissures ne doivent être jamais prises à la légère. Ces dernières existent sous plusieurs formes (horizontale, verticale, en escalier, oblique) et leur gravité varie selon leur nature, à savoir structurelle ou simplement d’ordre esthétique. Elles peuvent être le signe de désordres graves surtout si ce sont des fissures structurelles. En effet les fissures structurelles s’exercent sur la maçonnerie et la fragilise. Du fait de la faible résistance mécanique de ces agglomérés ils facilitent l’apparition des fissures lorsque des charges sont appliquées sur les murs formés par ceux-ci.
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 19 Photo 1.8 : Exemple de microfissure sur un mur
Les infiltrations
La porosité des agglomérés utilisés lors de la construction entraine des infiltrations d’eau qui est l’une des sources les plus répandues d’humidité dans les bâtiments [25] .En effet, l’eau qui a tendance à remonter par capillarité, se fraye un chemin à travers les matériaux les moins étanches et pourvus de fissures et de microfisssures. Au bout de seulement quelques années sans traitement, l’eau du sous- sol peut avoir atteint le haut du mur voire de la toiture. La plupart des cas d’infiltration d’eau se traduisent par des conséquences visibles à l’intérieur à savoir : l’écaillement de la peinture, l’effritement du crépissage, l’apparition des moisissures et de salpêtre.
Photo 1.9 : Ecaillement de la peinture due à l’infiltration d’eau
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 20
1.6 Synthèse bibliographique
La durabilité des constructions dépend fortement de la qualité des matériaux qui sont utilisés. Les paragraphes qui précèdent ont permis de comprendre la nécessité d’apprécier la qualité des blocs de maçonnerie utilisés dans les bâtiments. Plusieurs travaux ont donc été menés pour évaluer la qualité des blocs d’agglomérés commercialisés. A notre connaissance aucun travail ne s’est penché sur l’etude de la qualité de ces matériaux utilisés dans la construction au Bénin.
Au Nigeria, les blocs de mortier de ciment sont les matériaux les plus utilisés.
En effet les blocs de mortier sont composés de sable, de ciment et d’eau dans des proportions bien définies. Les travaux de ODEYEMI et al [4] se sont donc penchés sur l’évaluation de la qualité de ces agglomérés en mortier de ciment produits à ADETA, KWARA STATE, NIGERIA comparativement à la norme (NIS) en vigueur au Nigéria.
Pour ce faire, huit usines de commercialisation des agglomérés préfabriqués ont été ciblées. Au sein de chaque usine a été prélevé 6 échantillons d’agglomérés de dimension 450mm*225mm*225mm qui ont été soumis aux essais d’absorption et de résistance à la compression. Les agrégats utilisés pour la fabrication de ses échantillons ont été prélevés et testés. Le taux d’absorption des blocs varie entre 13.64% et 17.39%.
On remarque que cette valeur est largement supérieure au pourcentage maximum recommandé par la norme NIS qui est de 12%. Quant à la résistance à la compression, elle oscille entre 0,19 et 0,4MPa. Ces valeurs sont en deçà de celle prescrit par la norme NIS qui spécifie une résistance à la compression minimale de 2.5MPa pour les agglomérés des murs non porteurs et une résistance de 3.45MPa pour ceux des murs porteurs.
Ajagbe et al [7] ont également à travers une étude évaluer les propriétés techniques des blocs de sable produits à Ibadan et dans ses environs. Pour ce faire, deux blocs de dimensions 450x225x225 mm ont été achetés dans huit différentes usines de production de la zone d’étude. Parallèlement à cela, d’autres blocs de dimensions (450x225x225) ont été produits conformément à la Norme Industrielle Nigériane
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 21 (NIS 87 :2007) pour servir d’échantillons de contrôle.la résistance en compression à 28 jours révèle que les blocs achetés ont une résistance comprise entre 0.39 et 2.34N/mm² tandis que celle moyenne obtenue pour trois blocs d’échantillons de contrôle est de 3.02N/mm².( Ajagbe et al., 2013) ont sur la base des résultats d’essais et d’autres enquêtes conclu que les blocs produits dans les environnements d’Ibadan ne répondent pas aux normes car les producteurs ne se conforment pas aux spécifications standards NIS et n’utilisent pas de normes internationales .
Toujours dans le cadre de l’étude des agglomérés en mortier de ciment, ODEYEMI et al [8] ont examiné et comparé la résistance à la compression des blocs creux d’agglomérés malaxés dans une machine à ceux malaxés manuellement. Ainsi, 32 échantillons ont été confectionnés avec deux différentes marques de ciment. Seize ont été faits avec une énergie manuelle et les 16 autres avec une énergie mécanique. 28 jours après durcissement de ces blocs ils ont été soumis au test de résistance à la compression. Les résultats ont montré que la résistance à la compression moyenne des blocs malaxés manuellement varie entre 2.83 et 2.89 N/mm2 tandis que celle des blocs malaxés à la machine est dans la plage 2.96 à 3.03 N/mm2. Ils ont alors conclu donc que les blocs malaxés manuellement ont une résistance inférieure à celle faite mécaniquement.
Dans le souci de régler les différents maux qui minent le domaine de la construction Lawrence et al [26] ont à travers leur document intitulé « Durabilité du mortier –développement et standardisation des méthodes d’essai » développer les mécanismes de détérioration des mortiers de maçonnerie et les méthodes d’évaluation de la durée de vie des mortiers de maçonnerie soumis à la cristallisation du sel et à l’action du vent. Ils ont à cet effet, après avoir énuméré les facteurs pouvant affecter la durabilité des mortiers, effectué des essais sur le terrain et au laboratoire conformément à une norme Australienne pour étudier la durée de vie de ces derniers.
Au laboratoire, des échantillons de blocs de mortier ont été soumis à un cycle de mouillage-séchage
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 22 afin de déterminer le comportement de ces blocs dans un milieu agressif. Ils ont à travers cet essai conclu que le trempage dans une solution de chlorure de sodium à 5%
provoque la dégradation de ces échantillons pendant un cycle donné. Sur le terrain, des murets montés avec des parpaings de mortier formulé avec différents dosages en ciment ont permis d’évaluer la résistance à l’abrasion d’un mortier de joint à faible teneur en ciment. Il s’en suit donc que les tests au laboratoire et sur le terrain se corrèlent.
Pour mieux cerner le secteur de commercialisation des agglomérés ,en 2015 Sholanke et al [9] ont mené une étude qui permet d’évaluer le mode de fabrication des blocs d’agglomérés pour leur utilisation, les lois et les règlements régissant leur production, les perspectives et les défis de l’industrie de la production de ces blocs au Nigéria. Pour ce faire, trois types d’enquêtes ont été réalisées à savoir enquête de terrain, revue de littérature et entretiens. Cette étude a révélé que plusieurs facteurs sont responsables de l’effondrement des bâtiments à savoir l’utilisation de matériaux de construction médiocres tels que les agglomérés de mauvaise qualité. A travers leur document, ils ont montré que l’assurance de la qualité est l’un des principaux défis à relever dans l’industrie de fabrication des blocs au Nigéria. Cette étude révèle également que les travailleurs de la production sont pour la plupart des analphabètes ou semi-analphabètes qui sont formés sur le terrain plutôt que d’acquérir une formation technique formelle avant d’être employés dans l’industrie.
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 23
CHAPITRE 2 : Présentation du milieu d’étude et du secteur de la
commercialisation des agglomérés du
mortier
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 24
CHAPITRE 2 : Présentation du milieu d’etude et du secteur de commercialisation des agglomérés de mortier
2.1 Présentation du milieu d’étude
La présente étude est réalisée dans la commune d’Abomey Calavi implantée au Sud du Bénin. Située sur un plateau de terre avec des côtes sablonneuses elle est délimitée à l’Ouest par la lagune côtière, à l’Est par le lac Nokoué, au Nord par la commune de Zè et au Sud par la commune de Cotonou [27]. C’est la commune la plus vaste du département de l’Atlantique dont elle occupe plus de 20% [3]. Elle s’étend sur une superficie de 539 Km2 représentant 0,48% de la superficie nationale du Bénin. Elle compte soixante-dix (70) villages et quartiers qui sont répartis sur neuf (09) arrondissements que sont : Calavi Centre, Godomey, Akassato, Zinvié, Ouèdo, Togba, Hêvié, Kpanroun et Glo-Djigbé.
Rédigé par Charlotte Mènoudo DJOTINHEKPON 25 Figure 2.1 : Carte de situation de la ville d’Abomey-Calavi
