MISE AU POINT D’UNE DALLE EN ECO-MATERIAU :

(1)

MINISTERE DE L’ENSEIGNEMENT SUPERIEUR ET DE LA RECHERCHE SCIENTIFIQUE (M.E.S.R.S)

UNIVERSITE D’ABOMEY-CALAVI (U.A.C) Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC)

Département de Génie Civil Option : Bâtiments et Travaux Publics

THEME :

Année Académique : 2016-2017

10

^ème

Promotion

MISE AU POINT D’UNE DALLE EN ECO-MATERIAU : ETUDE D’UNE NERVURE a ARMATURES DE RONIER

ET DE ROTIN

Réalisé et soutenu par : Mahutin Anicet HOUNSA COMPOSITION DU JURY

Président :

Pr. Victor S. GBAGUIDI Membres :

Pr. Edmond C. ADJOVI (Maître) Dr. Epiphane WANKPO (Examinateur) Dr. Victor ANANOUH (Examinateur) Pr. Emmanuel OLODO (Co-maître) Dr. Valéry K. DOKO (Co-maître)

Dr. Valéry K. DOKO

(2)

i

Mahutin Anicet HOUNSA

DÉDICACES

 À ma mère Marguerite KINKPO, qui a œuvré pour ma réussite, par son amour, son soutien, tous les sacrifices consentis et ses précieux conseils, pour toute son assistance et sa présence dans ma vie, recevez à travers ce travail aussi modeste soit-il, l’expression de mes sentiments et de mon éternelle gratitude.

 À mon père Sikirou HOUNSA, qui peut voir à travers ce travail, le résultat de longues années de sacrifices et de privations pour m’aider à avancer dans la vie. Puisse Dieu faire en sorte que ce travail porte son fruit ; merci pour les valeurs nobles, l’éducation et pour votre attachement exceptionnel au sens de la responsabilité parentale.

 À mes frères et sœurs Hugues, Shéhu et Laurence, qui m’ont permis de surmonter jusqu’ici toutes difficultés par cette ambiance fraternelle dont ils m’entourent.

(3)

ii

REMERCIEMENTS

Tout travail réussi dans la vie nécessite en un premier lieu la bénédiction de Dieu. Ainsi remercie-je Dieu le Père Tout Puissant, qui m’a couvert tout au long de mes études et pour les merveilles qu’il accomplit et ne cesse d’accomplir tous les jours dans ma vie. Mon Dieu, reçois en offrande ce travail pour qu’il soit source de bonheur pour la multitude ; en toi j’ai mon espérance. Sans cesse à mes soins, tu me donnes de rencontrer des personnes par le biais desquelles tu agis.

Le présent document a été réalisé grâce à l’appui, à l’engagement, au soutien indéfectible et à la collaboration de nombre de celles-ci. À cet effet, je tiens à exprimer ma profonde gratitude :

 au Professeur Edmond C. ADJOVI, Professeur Titulaire des Universités, mon maître de mémoire, vous m’avez encadré avec beaucoup d’enthousiasme et de disponibilité.

Sans vous, ce mémoire n’aurait jamais vu le jour. Merci pour vos conseils, votre optimisme et la confiance que vous m’avez accordée au cours de ces mois de travail ;

 au Professeur Emmanuel OLODO, Maître de Conférences des Universités, mon co-maître, pour sa disponibilité, et son suivi tout au long du travail effectué ;

 au Docteur Valery K. DOKO, enseignant-chercheur à l’École Polytechnique d’Abomey-Calavi, mon co-maître, dont la disponibilité, le soutien et le suivi nous ont accompagnés durant l’élaboration de ce mémoire ;

 à l’ingénieur DEKANDJI T. EKPO, Directeur Général de PERS-BTP, pour vos accompagnements dans le cadre du présent mémoire ;



aux ingénieurs Daniel AGOSSOU, Edem CHABI, aux Messieurs Jérôme AFOUTOU, Morel LALEYE et aux autres membres de notre groupe de recherche.

Je remercie de tout cœur, le Directeur de l’École Polytechnique d’Abomey-Calavi (EPAC), le Professeur Mohamed M. SOUMANOU, Professeur Titulaire des Universités ; son adjoint, le Professeur Clément AHOUANNOU, Maître de Conférences des Universités, le Professeur AVLESSI Félicien, ex-Directeur de l’EPAC et tout le personnel de l’administration de l’EPAC ainsi que tous les enseignants de l’École Polytechnique d’Abomey-Calavi, en particulier ceux du Département de Génie Civil qui n’ont ménagé aucun effort pour nous donner le savoir auquel nous nous accrochons aujourd’hui pour faire valoir notre formation d’une part et pour son apport incontestable et inestimable d’autre part.À vous :

(4)

iii



Docteur Gossou J. HOUINOU, Maître Assistant des Universités, spécialiste en mines et topographie ; Chef du Département de Génie Civil de l’EPAC ;

 Professeur Gérard GBAGUIDI AISSE, Maître de Conférences des Universités, spécialiste en matériaux de construction ;

 Professeur Victor GBAGUIDI, Maître de Conférences des Universités, spécialiste en structure,

 Professeur Mohamed GIBIGAYE, Maître de Conférences des Universités, spécialiste en structure ;

 Professeur François de Paule CODO, Maître de Conférences des Universités ;

 Professeur Adolphe TCHEHOUALI, Maître de Conférences des Universités, spécialiste en matériaux de construction ;

 Docteur Ezéchiel ALLOBA, Maître Assistant des Universités, spécialiste de routes ;

 Docteur Mathias SAVY, Maître Assistant des Universités, spécialiste en calcul des ouvrages d’art ;

 Docteur Léopold DEGBEGNON, Maître Assistant des Universités, spécialiste en Géodésie ;

 Docteur Agathe SOUROU HOUINOU, spécialiste en mécanique des sols ;

 Docteur Codjo L. ZINSOU, Maître Assistant des Universités, spécialiste en mécanique des sols ;

 Docteur Taoﬁc BACHAROU, Maître Assistant des Universités, spécialiste en hydraulique ;

 Docteur Tonalémi E. S. WANKPO, spécialiste en Hydraulique ;

 Docteur Agapi KOKOUVI, enseignant à l’École Polytechnique d’Abomey-Calavi,

 Docteur Noël DIOGO, Docteur architecte

 Docteur Crépin ZEVOUNOU, Maître Assistant des Universités ;

 Docteur Gédéon CHAFFA, Maître-Assistant des Universités ;

 Madame Elena AHONONGA, Ingénieur en Génie Civil ;

 Messieurs Mariano BOCOVO, Gualbert FADEGNON et Crépin YABI, ingénieurs en Génie civil ;

 Monsieur Cosme SEWANOUDE, professeur de comptabilité.

Je voudrais avoir une attention particulière :

 à Sikirou HOUNSA, merci pour tout ;

 à Marguerite KINKPO, merci pour ton soutien inconditionnel ;

(5)

iv

 à Hugues, Shéhu et Laurence, merci à vous, mes frères, pour votre soutien sans pareil et pour votre spontanéité à toujours me pousser à aller plus loin ;

Infiniment merci d’être toujours présent pour moi ;

 à mes amis Kenneth, Bertrand, etc. pour leurs soutiens ;

 aux camarades de la 10^ème Promotion des ingénieurs de Conception en Génie Civil, je garde en souvenir d’agréables moments passés avec chacun ;

 à tous ceux qui de près ou de loin m’ont soutenu, je vous remercie.

(6)

v

HOMMAGES

Au président du jury,

je suis très sensible à l’honneur que vous me faites en acceptant de présider le jury chargé de juger ce travail.

Aux membres du jury,

vous me faites un grand honneur en acceptant de juger ce travail.

(7)

vi

RÉSUMÉ

La cherté des matériaux de construction, surtout celle de l’acier, et la forte production de gaz à effet de serres qui résulte de sa fabrication et de son utilisation, ont conduit à la mise au point d’une dalle en éco-matériau. C’est dans ce cadre que nous avons étudié une nervure à armatures de rônier et de rotin. Cette nervure, en béton, a le rônier (borassus aethiopum mart.) comme armatures longitudinales et les lianes de rotin comme armatures transversales. Une partie de cette recherche fut menée conjointement avec M. Jérôme AFOUTOU qui s’intéressa à l’étude de la dalle de compression en matériau composite béton de latérite et lianes de rotin.

Des essais physiques et mécaniques ont été réalisés sur le rônier. De masse volumique



0,860 0,025



g cm³ à 12 % d’humidité, il présente un retrait volumique de



^{13,9 2,7 %}^



et un gonflement volumique de



16, 2 3,7 %



. Son taux d’absorption totale est environ de



^{63,9 1,8 %}^



après 23 jours. Le module de YOUNG et la limite élastique du rônier (respectivement 3400MPa et 61MPa) et du rotin (respectivement 1400MPa et 12MPa) déterminés nous ont permis d’étudier à l’état limite ultime, les nervures de la dalle d’un plancher accessible puis celles de la dalle d’un plancher inaccessible pour un bâtiment de dimensions 4 sur 3m m. Il ressort de cette étude que les nervures en béton armé de rônier et de rotin peuvent être utilisées pour les dalles faiblement chargées. Pour la réalisation de ces nervures, il convient d’utiliser des bétons autoplaçants faits avec des graviers de très faible dimensions : leur dimension ne doit pas dépasser 10mm. Aussi, les nervures à armatures végétales n’ont-ils pas les mêmes dimensions que celle que nous utilisons d’ordinaire en béton armé d’acier et leurs armatures végétales ont des sections relativement élevées par rapport à la section des aciers utilisées généralement dans les nervures en béton armé d’acier.

Par ailleurs, la portée maximale des nervures à armatures de rônier et de rotin est fonction de leur entraxe et du chargement. Pour un entraxe de 60cm, la portée maximale de ces nervures, est de 3,50m pour les planchers inaccessibles et 3, 25m pour le plancher accessible considéré (2,50kN m²pour les charges d’exploitation).

En outre, l’étude économique révèle que l’utilisation des armatures de rônier et de rotin dans les nervures et, des entrevous en béton de balle de riz a une influence positive sur le coût de la dalle (table de compression non comprise).

Mots-clés : Nervure, Armatures, Rônier, Rotin, Portée maximale, Bétons autoplaçants.

(8)

vii

ABSTRACT

The high cost of building materials, especially steel, and the high production of greenhouse gas that results from its manufacture and use have led to the development of an eco- material slab. It is in this context that we studied a rib reinforced with borassus aethiopum mart and rattan. That concrete rib has borassus aethiopum mart as longitudinal reinforcement and the rattan lianas as transversal reinforcement. A part of this research was carried out jointly with Mr. Jérôme AFOUTOU who was interested in the study of the compression slab in concrete composite material of laterite and rattan.

Physical and mechanical tests were carried out on borassus aethiopum mart. With a voluminal mass of



0,860 0,025



g cm³ at 12 % of humidity rate, it has a voluminal shrinkage of



^{13,9 2,7 %}^



and a voluminal swelling of



16, 2 3,7 %



. Its total absorption rate is about



^{63,9 1,8 %}^



after 23 days. The YOUNG’s modulus and the elastic limit of borassus aethiopum mart (respectively 3400MPa and 61MPa) and rattan (respectively 1400MPa and 12MPa) allowed us to study in the ultimate limit state, the ribs of the slab of an accessible floor then those of the slab of an inaccessible floor for a building with dimensions of 4 3m  m. This study shows that ribs made of reinforced concrete with borassus aethiopum mart and rattan can be used for weakly loaded slabs. For the realization of these ribs, it is advisable to use self- compacting concretes made with gravels which are very small dimensions : their dimension must not exceed 10mm. The ribs with vegetal reinforcements do not also have the same dimensions as that which we usually use in reinforced concrete of steel and their vegetal reinforcements have sections relatively high compared to those of the steels used generally in the ribs.

Furthermore, the maximum range of rib reinforced with borassus aethiopum mart and rattan palm and rattan-frame ribs is function of their center distance and loading. For a center distance of 60cm, the maximum range of these ribs is 3,50m for inaccessible floors and

3, 25m for accessible floor considered (2,50kN m² for the exploitation loaded).

In addition, the economic Study reveals that the use of borassus aethiopum mart and rattan frames in the ribs, and rice ball concrete interjoists have a positive influence on the cost of the slab (compression table not included)

Keywords: Rib, Reinforcements, Borassus aethiopum mart., Rattan, Maximum range, Self-compacting concrete.

(9)

viii

TABLE DES MATIERES

DÉDICACES ... i

REMERCIEMENTS ... ii

HOMMAGES ... v

RÉSUMÉ ... vi

ABSTRACT ... vii

LISTE DES SIGLES ET NOTATIONS ... xii

LISTE DES TABLEAUX ... xv

LISTE DES FIGURES ... xvii

LISTE DES PHOTOS ... xix

1. INTRODUCTION GENERALE ... 1

1.1. Contexte et justification de l’étude ... 2

1.2. Problématique ... 3

1.3. Objectifs de l’étude ... 4

1.3.1. Objectif général ... 4

1.3.2. Objectifs spécifiques ... 4

1.4. Questions de recherches ... 4

1.5. Hypothèses de recherches ... 4

1.6. Résultats attendus et/ou à atteindre ... 5

1.7. Limites de l’étude ... 5

2. REVUE DE LA LITTERATURE... 6

2.1. Introduction ... 7

2.2. Le borassus aethiopum mart ... 7

2.2.1. Généralités ... 7

2.2.1. Description du borassus aethiopum mart ... 8

2.2.2. Ecologie et caractéristiques botaniques ... 9

2.2.2.1. Ecologie ... 9

2.2.2.2. Caractéristiques botaniques... 9

2.2.3. Particularités de l’espèce mâle et femelle ... 13

2.2.4. Choix et qualité du borassus à utiliser ... 13

2.2.5. Caractéristiques structurale et chimiques du rônier ... 14

2.2.5.1. Caractéristiques structurale (anatomique) ... 14

2.2.5.2. Caractéristiques chimiques du rônier ... 17

2.2.6. Principaux peuplements du rônier au Bénin ... 17

2.2.7. Usage du borassus aethiopum ... 19

(10)

ix

2.2.8. Le béton armé de borassus aethiopum mart ... 23

2.2.9. Etats des connaissances sur le bois de rônier comme armatures dans le béton . 27 2.2.9.1. L’étude des différentes espèces présente au bénin, leurs situations géographiques et l’utilisation faite du bois d’œuvre qui en est tiré ... 27

2.2.9.2. L’étude des propriétés physiques, chimiques et mécaniques du bois de borassus 28 2.2.9.3. L’étude du comportement du matériau composite (béton-bois de borassus) notamment l’adhérence ... 28

2.2.9.4. L’étude de la résistance mécanique et des méthodes de dimensionnement des éléments de structure en armatures de bois de borassus ... 29

2.3. Le rotin ... 31

2.3.1. Généralités ... 31

2.3.2. Description du rotin ... 32

2.3.3. Qualité et anatomie ... 35

2.3.4. Usage du rotin ... 36

2.3.5. Utilisation du rotin comme armature dans le béton ... 39

2.4. Le béton hydraulique ... 42

2.4.1. Définitions ... 42

2.4.2. Qualités recherchées pour un béton ... 42

2.4.3. Propriétés mécaniques ... 43

2.4.3.1. Résistance à la compression ... 43

2.4.3.2. Résistance à la traction ... 43

2.4.4. Phénomènes influant les caractéristiques mécaniques du béton ... 44

2.4.4.1. Le fluage ... 44

2.4.4.2. Le phénomène de retrait ... 44

2.4.4.3. La dilatation thermique ... 45

2.4.5. Modélisation et calculs réglementaires ... 45

2.4.5.1. Résistance à la compression ... 45

2.4.5.2. Résistance à la traction ... 46

2.4.5.3. Les modules de déformations longitudinales ... 46

2.4.5.4. Modèle de calcul à l’ELU ... 46

2.5. Conclusion ... 48

3. MATERIELS ET METHODES ... 49

3.2. Matériaux ... 50

3.3. Materiels et methodes ... 50

(11)

x

3.3.1. Caractéristiques physiques et mécaniques du bois rônier ... 50

3.3.1.1. Détermination de l’humidité (NF B51-004) ... 50

3.3.1.2. Détermination de la rétractibilité totale (NF B51-006) ... 52

3.3.1.3. Absorption d’eau ... 56

3.3.1.4. Détermination de la masse volumique (NF B51-005) ... 58

3.3.1.5. la traction axiale (NF B51-017), (NF B51-018) ... 60

3.3.1.6. Essai de compression axiale (NF B51-007) ... 65

3.3.2. Caractéristiques des granulats utilisés ... 68

3.3.2.1. L’analyse granulométrique des granulats par tamisage (NF P 94-056) ... 68

3.3.2.2. Détermination de la masse volumique en vrac des granulats (NF EN 1097- 3) 71 3.3.2.3. Détermination de la masse volumique réelle et du coefficient d’absorption d’eau des granulats (NF EN 1097-6) ... 73

3.3.2.4. Equivalent de sable (NF EN 933-8) ... 79

3.4. Méthodes d’analyse statistique des résultats ... 82

3.4.1. Moyenne, écart-type et coefficient de variation ... 82

3.4.2. Contrôle de la dispersion des résultats ... 83

4. RESULTATS ET DISCUSSIONS ... 84

4.2. Caractéristiques physiques du rônier ... 86

4.2.1. Rétractibilité totale ... 86

4.2.2. Absorption d’eau ... 90

4.2.3. La masse volumique ... 94

4.3. Caractéristiques mécaniques du rônier ... 96

4.4. Caractéristiques des granulats utilisés ... 101

4.4.1. L’analyse granulométrique des granulats par tamisage ... 101

4.4.2. Les masses volumiques et le coefficient d’absorption des granulats ... 104

4.4.3. Equivalent de sable ... 108

4.5. Formulation du béton utilisé ... 109

5. APPLICATIONS ... 115

5.2. Problématique ... 116

5.3. Etude des nervures ... 117

(12)

xi

5.3.1. Descente de charges ... 117

5.3.1.1. Hypothèses de calcul ... 117

5.3.1.2. Charges linéaires et sollicitations sur la nervure ... 118

5.3.2. Dimensionnement des nervures ... 122

5.3.2.1. Hypothèses et principe de calcul ... 123

5.3.2.2. Calcul des armatures longitudinales en rônier et transversales en rotin ... 131

5.3.3. La portée maximale des nervures ... 146

5.3.4. Approche d’étude économique ... 147

5.3.4.1. Coût des matériaux ... 147

5.3.4.2. Estimation du coût de réalisation du mètre linéaire de la nervure ... 148

5.4. Processus de mise en œuvre des nervures ... 150

6. CONCLUSION GENERALE ET PERSPECTIVES ... 152

BIBLIOGRAPHIE ... 154

ANNEXES ... 159

(13)

xii

LISTE DES SIGLES ET NOTATIONS

 EPAC : Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi

 UAC : Université d’Abomey Calavi

 BAEL : Béton Armé aux Etats Limites

 ELS : Etat Limite de Service

 ELU : Etat Limite Ultime

 H : Taux d’humidité

 m_S : Masse à l’état saturé,

 m_H : Masse à l’humidité H

 m₀ : Masse à l’état anhydre.

 m_t : Masse après un séjour de temps t dans l’eau

 V_S : Volume à l’état saturé,

 V_H : Volume à l’humidité H

 V₀ : Volume à l’état anhydre,

 H_S : Humidité correspondant au point de saturation.

 R_V : Retrait volumique total

 r_V : Coefficient de retrait volumique

 R_R : Retrait radial total

 R_T : Retrait tangentiel total

 r_r : Coefficient du retrait radial

 r_t : Coefficient du retrait tangentiel

 L_Rs: Dimension à l’état saturé, dans le sens radial,

 L_Ts : Dimension à l’état saturé dans le sens tangentiel,

 L_R₀ : Dimension à l’état anhydre dans le sens radial

 L_T₀ : Dimension à l’état anhydre dans le sens tangentiel,

 G_V : Gonflement volumique total

 G_R : Gonflement total dans le sens radial

 G_T : Gonflement total dans le sens tangentiel,

 R_R : Retrait total dans le sens radial

(14)

xiii

 R_T : Retrait total dans le sens tangentiel

 g_V : Coefficient de gonflement volumique

 g_r : Coefficient de gonflement radial

 g_t : Coefficient de gonflement tangentiel

 T_t : Taux d’absorption après un temps t est

 m_VH : Masse volumique à l’humidité H

 m_V₁₂ : Masse volumique à l’humidité de 12 %

 m_V₀ : Masse volumique anhydre

 m_VB: Masse volumique basale

 C_H : Contrainte de rupture en compression axiale à l’humidité H

 C₁₂ : Contrainte de rupture en compression axiale à 12 % d’humidité

 _b : Masse volumique en vrac

 _a : Masse volumique absolue

 _rd : Masse volumique réelle séchée à l’étuve

 _ssd : Masse volumique réelle saturée surface sèche

 WA₂₄ : Coefficient d’absorption d’eau après une immersion de 24 h

 _w : Masse volumique de l’eau

 ES : Equivalent de sable

 G: Action des charges permanentes

 Q : Action des charges variables

 M_u : Moment de calcul ultime

 M_tu : Moment résistant ultime

 M_ser : Moment de calcul de service

 V_u : Effort tranchant de calcul ultime

 V_ser: Effort tranchant de calcul de service

 f_c₂₈ : Résistance caractéristique à la compression du béton à 28 jours

 f_bu : Résistance caractéristique de calcul du béton à la compression

 _b: Coefficient partiel de sécurité sur le béton

(15)

xiv

 _bc : Contrainte de compression du béton

 f_{e rn}_. : Limite élastique du bois rônier ;

 _rn : Coefficient partiel de sécurité sur le bois rônier

 E_{t rn}_. : Module d’élasticité longitudinal en traction du bois rônier



f_rn :Contrainte limite ultime du bois rônier

 f

_{e rt}_.

:

Limite élastique du bois rotin ;

 _rt:Coefficient partiel de sécurité sur le bois rotin

 E_{t rt}_. : Module d’élasticité longitudinal en traction du bois rotin

 _bu : Moment ultime réduit

 z_b : Bras de levier de la résultante des efforts de compression dans la zone de béton comprimée par rapport au centre de gravité des rôniers tendus

 d : Distance du barycentre d’armature tendue à la fibre extrême la plus comprimée



A_rn :Aire d’une section de rônier tendu

 A_t : Somme des aires des sections droites d’un cours d’armatures transversales en rotin

 y :Distance de la fibre neutre à la fibre la plus comprimée en état limite ultime

 _rn : Allongement limite à la traction du bois rônier à l’ELU

 _bu : Raccourcissement ultime du béton comprimé

 M_ru : Moment résistant de la section

 F_rn : Effort normal de traction dans les rôniers

 _u : Contrainte tangentielle conventionnelle

 _u : Contrainte tangentielle limite

 _{l rn}_. : Diamètre des armatures longitudinales en rônier

 _{t rt}_. : Diamètre des armatures transversales en rotin

 b₀ : Largeur de l’âme de la nervure

 h : Hauteur de la nervure

 S_t : Espacement des armatures transversales

(16)

xv

LISTE DES TABLEAUX

Tableau 2.1 :Nombre d’arbres de borassus par zone écologique du Bénin (OUINSAVI C. et

al. 2011) ... 18

Tableau 2.2 : Les différents usages des éléments du rônier (DIALLO A. et al. 1998) ... 20

Tableau 2.3 : Récapitulatif des caractéristiques déterminées pour le bois de rônier (GBAGUIDI V. et al. 2010) ... 25

Tableau 2.4 : Quelques caractéristiques mécaniques du borassus (GUITARD D. 1987) ... 26

Tableau 2.5 : Quelques caractéristiques du borassus aethiopum mart du Togo (SAMAH O. et al. 2015) ... 27

Tableau 2.6 : caractères morphologiques des espèces du genre Eremospatha (NZOOH DONGMO Z., NKONGMENECK B. et FOTSO R. 1999) ... 33

Tableau 2.7 : caractères morphologiques des espèces du genre Laccosperma et des espèces Calamus deëratus et Oncocalamus mannii (NZOOH DONGMO Z. et al. 1999) ... 34

Tableau 3.1 : Masse minimale des prises d’essai (méthode du pycnomètre) ... 75

Tableau 3.2 : Appréciation des résultats en fonction du coefficient de variation (EN 197 1 06 2000) ... 83

Tableau 4.1 : Caractéristique du retrait total du rônier... 87

Tableau 4.2 : Caractéristique du gonflement total du rônier ... 87

Tableau 4.3 :Qualification des rétractibilités (NF B51-002) ... 89

Tableau 4.4 : Qualification des coefficients de rétractibilités (NF B51-002) ... 90

Tableau 4.5 : Absorption du rônier ... 91

Tableau 4.6 : Masse volumique à l’humidité H et à 12% d’humidité ... 94

Tableau 4.7 : Masse volumique anhydre et masse volumique basale ... 94

Tableau 4.8:Catégorie des masses volumiques des bois à 12 % d’humidité (NGARGUEUDEDJIM K., NGARMAÏM N. et al. 2015). ... 96

Tableau 4.9 : Contrainte de rupture en compression axiale du rônier à l’humidité H et à 12% d’humidité ... 97

Tableau 4.10 : Contrainte de rupture à l’humidité H, module de YOUNG à l’humidité H et à 12% d’humidité et la Limite élastique en traction axiale du rônier ... 99

Tableau 4.11 : Masse volumique en vrac du sable ... 104

Tableau 4.12 : Masse volumique en vrac du gravier ... 105

Tableau 4.13 : Masse volumique réelle et du coefficient d’absorption d’eau du sable ... 106

Tableau 4.14 : Masse volumique réelle et du coefficient d’absorption d’eau du gravier ... 107

Tableau 4.15 : Equivalent de sable ... 108

Tableau 5.1 : Charges permanentes de quelques éléments ... 118

Tableau 5.2 : Résumé des différentes étapes des calculs ... 139

Tableau 5.3 : Répartition des cadres en rotin en fonction de la courbe enveloppe de l’effort tranchant ... 140

Tableau 5.4: Prix des matériaux ... 147

Tableau 5.5 : Estimation du coût de réalisation des nervures nécessaires pour les 12m² de la dalle ... 149

Tableau 5.6 : Estimation du coût des12m² du plancher en éco-matériau ... 150

Tableau A.1 : Données pour la rétractibilité totale ... 160

Tableau A.2 : Tableau de l’évolution de la masse du rônier en fonction du temps ... 161

Tableau A.3 : Données relatives à la masse volumique ... 162

Tableau A.4 : Tableau de calcul des volume ... 162

(17)

xvi

Tableau C.1 : Résultat d’analyse granulométrique sur le sable ... 164

Tableau C.2 : Résultat d’analyse granulométrique sur le gravier ... 164

Tableau C.3 : Masse volumique de l'eau en fonction de la température (NF EN 1097-6) .... 165

Tableau C.4 : Valeurs préconisées pour l’équivalent de sable (TCHEOUALI A. 2015) ... 166

Tableau C.5 : Consistance du béton (DREUX G.) ... 166

Tableau C.6 : Valeurs approximatives du coefficient granulaire G (DREUX G.) ... 167

Tableau C.7 : Correspondance entre classe vraie et dénomination normalisée des ciments.. 167

Tableau C.8 : correction sur le dosage en eau en fonction de la dimension maximale D des granulats (si D ≠ 25 mm) (DREUX G.) ... 167

Tableau C.9 : Valeurs du coefficient K (DREUX G.) ... 168

Tableau C.10 : Valeurs du coefficient de compacité (DREUX G.) ... 169

Tableau D.1 : Résultat de l’enquête sur le prix du stipe du rônier ... 170

Tableau D.2 : Résultat de l’enquête sur le prix du rouleau de lianes de rotin ... 170

(18)

xvii

LISTE DES FIGURES

Figure 2.1 : Position systématique de borassus aethiopum mart (CHERIFA K. 2002). ... 7

Figure 2.2 : Illustration de la morphologie du stipe chez le mâle et la femelle : Coupes longitudinale et transversale (CABANNES Y. et CHANTRY G. 1987) ... 14

Figure 2.3 : Distribution du borassus Aethiopum mart par zone écologique du Bénin (OUINSAVI C. et al. 2011) ... 19

Figure 2.4 :Utilisation des espèces de borassus mâles et femelles(DIALLO A. et al. 1998) .. 21

Figure 2.5 : Développement du rotin (NGO-SAMNICK E. 2012) ... 36

Figure 2.6 : Schéma de modélisation du système (SOHOUNHLOUE A. et al. 2014) ... 42

Figure 2.7 : Courbe contrainte-déformation d’un essai de compression (GAGLIARDINI O. 2004) ... 43

Figure 2.8 : Contrainte appliqué et déformation enregistré en fonction du temps pour un essai de fluage d’éprouvette de béton (GAGLIARDINI O. 2004) ... 44

Figure 2.9 :Diagramme de calcul du Béton à ELU (GAGLIARDINI O. 2004) ... 47

Figure 3.1 :Eprouvette de traction longitudinale française. ... 62

Figure 3.2: Dimension des éprouvettes pour tester le bois rônier en traction longitudinale. ... 62

Figure 4.1 : Schématisation des trois directions du rônier (NF B51-002) ... 86

Figure 4.2 : Variation du retrait et gonflement du rônier ... 88

Figure 4.3 : Variation des coefficients du retrait et du gonflement du rônier ... 88

Figure 4.4 : Cinétique d’absorption des éprouvettes du rônier ... 92

Figure 4.5 : Cinétique d’absorption moyen du rônier ... 92

Figure 4.6 : Variation de la masse volumique en fonction d’humidité ... 95

Figure 4.7 : Détermination du module de YOUNG et de la limite élastique sur la courbe contrainte déformation de l’éprouvette T1 ... 97

Figure 4.10 : Contrainte de rupture en traction axiale et en compression axiale du rônier aux environs de 14% d’humidité ... 99

Figure 4.11 : Courbe granulométrique du sable ... 101

Figure 4.12 : Courbe granulométrique du gravier ... 103

Figure 4.13 :Représentation des courbes granulaires des deux granulats utilisés ... 110

Figure 5.1 : Vue en plan coté et une coupe du bâtiment ... 116

Figure 5.2 : Plan de poutraison du bâtiment et coupe représentative du plancher accessible 117 Figure 5.3 : Schéma statique et les épures des efforts tranchants et des moments fléchissants ... 121

Figure 5.4 : Diagramme des trois pivots ... 124

Figure 5.5 : Diagramme des contraintes-déformation ... 125

Figure 5.6 : Décomposition de la section en T ... 127

Figure 5.7 : Organigramme de calcul du moment limite ultime (PERCHAT M. et HUEBER M.) ... 128

Figure 5.8 : Organigramme de dimensionnement d’une poutre en T à l’E.L.U. (PERCHAT M. et HUEBER M.) ... 129

Figure 5.9 : Schéma de calcul de la nervure... 131

Figure 5.10 : Coupe représentative du plancher inaccessible ... 138

(19)

xviii

Figure 5.11 : Courbe des efforts tranchants et courbe enveloppe des efforts tranchants ... 140

Figure 5.12 : Détails de la nervure ... 141

Figure 5.13 : Répartition des cadres en rotin de la nervure ... 141

Figure 5.14 : Répartition des cadres en rotin sur la moitié de la portée de la nervure ... 141

Figure 5.15 : Coupe représentative du plancher montrant la nervure à armatures de rônier et de rotin ... 143

Figure 5.16 : 1ère vue 3D montrant les nervures à armatures de rônier et de rotin dans la dalle du bâtiment ... 144

Figure 5.17 : 2^ème vue 3D montrant les nervures à armatures de rônier et de rotin dans la dalle du bâtiment ... 144

Figure 5.18 : 3^ème vue 3D montrant les nervures à armatures de rônier et de rotin dans la dalle du bâtiment ... 145

Figure C.1 : Abaque permettant d’évaluer approximativement le dosage en ciment C à prévoir en fonction du rapport C/E et de l’ouvrabilité désirée (affaissement au cône A) (DREUX G.) ... 168

(20)

xix

LISTE DES PHOTOS

Photo 2.1 : Le borassus aethiopum mart (KONIKA 2017) ... 8

Photo 2.2 : La disparition des gaines lors de l’apparition du premier renflement (ADJOVI E. et al. 2013) ... 11

Photo 2.3 : Structure du bois de rônier (NGARGUEUDEDJIM K. et al. 2016) ... 15

Photo 2.4 : Photographie montrant les fibres et les parenchymes : (a) : vue transversale, (b) : vue longitudinale des fibres (NGARGUEUDEDJIM K. et al. 2016) ... 16

Photo 2.5 : Lattes obtenues après découpe des grumes de rônier (ADJOVI E. et al. 2013) .... 22

Photo 2.6 : Dessous d’un plancher en bois montrant la disposition des poutres en bois de borassus (AGOSSOU Y. 2008) ... 22

Photo 2.7 : Utilisation du borassus comme poteau incorporé dans le mur (AGOSSOU Y. 2008) ... 23

Photo 2.8 : Utilisation du bois de borassus sous forme de poutre de solivage pour faux plafond (AGOSSOU Y. 2008) ... 23

Photo 2.9 : Utilisation du bois de Borassus pour la construction de l’habitat (GBAGUIDI E. 2004) ... 24

Photo 2.10 : Le rotin, un palmier grimpant (DINESH V. 2017) ... 31

Photo 2.11 : Stipe du rotin garni de sa gaine épineuse (ANONYME 2008) ... 32

Photo 2.12 : Salon en rotin (ANONYME 2014) ... 37

Photo 2.13 : Pont en rotin de la région de Takamanda, au Cameroun (SUNDERLAND T., BALINGA M. et GROVES J. 2002) ... 38

Photo 2.14 : Pont de liane de Poubara, au sud de Franceville, Gabon (VAQUIN V. 2013) .... 39

Photo 2.15 : Zali Bet utilisé comme armature longitudinale (MAHZUZ H. et al. 2014) ... 41

Photo 2.16 : Zali Bet utilisé comme armature transversale (MAHZUZ H. et al. 2014) ... 41

Photo 3.1 : Etuve utilisé pour tous les essais ... 51

Photo 3.2: Balance précise à 0,01 g utilisée pour les essais sur les bois ... 51

Photo 3.3 : Pied à coulisse utilisé pour les essais sur les bois ... 52

Photo 3.4 Eprouvettes de la rétractibilité totale ... 53

Photo 3.5 : Eprouvettes d’absorption d’eau ... 57

Photo 3.6 : Prise de la masse d’une éprouvette ... 57

Photo 3.7 : Machine d’essai et le dispositif d’application de la charge de traction fixé ... 61

Photo 3.8 : Eprouvettes de traction longitudinale utilisées ... 63

Photo 3.9 : Type d’essai éliminé (a) et Type d’essai accepté (b) ... 64

Photo 3.10 : Machine d’essai et le dispositif d’application d’un effort uniaxial fixé ... 66

Photo 3.11 : Eprouvettes de compression axiale ... 67

Photo 3.12 : Réalisation de la compression sur le rônier ... 67

Photo 3.13 : Série de tamis utilisée pour le sable ... 69

Photo 3.14 : La réalisation d’une pesée du conteneur rempli de sable ... 72

Photo 3.15 : Les deux pycnomètres et entonnoir utilisés ... 74

Photo 3.16 : le thermomètre ... 74

Photo 3.17 : L’agitateur ... 80

Photo 5.1 : Répartition des armatures en rotin sur celles en rônier ... 142

Photo 5.2 : Assemblage des armatures en rotin sur celles en rônier ... 142

Photo 5.3 : Disposition des armatures en rotin sur celles en rônier ... 142

Photo B.1 : Prise de la masse d’une éprouvette après rupture à la compression axiale pour déterminer l’humidité de l’éprouvette au moment de l’essai ... 163

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xx

Photo B.2 : Prise de la masse d’une éprouvette après rupture à la traction axiale pour

déterminer l’humidité de l’éprouvette au moment de l’essai ... 163

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1. INTRODUCTION GENERALE

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2

1.1. Contexte et justification de l’étude

Dans les pays fortement industrialisés, le début de XXIème siècle a été marqué par une prise de conscience généralisée concernant la nécessité de limiter les impacts des activités humaines sur l’environnement. Pour atteindre cet objectif, le réchauffement climatique, l’un des principaux problèmes de la planète dû aux activités humaines, devra être stabilisé.

Dans ce cadre, comme les autres secteurs, celui du bâtiment œuvre à une conversion de ses pratiques constructives pour améliorer la performance énergétique des bâtiments neufs et réduire le dioxyde de carbone, un gaz à effet de serre émis lors de la fabrication et l’utilisation de l’acier et du ciment…,mais également pour proposer des matériaux innovants, renouvelables qui répondent aux nouvelles exigences des utilisateurs et des législations en termes d’impact technique, environnemental, sanitaire, et de confort.

C’est ainsi que plusieurs chercheurs se sont intéressés à la mise au point de matériaux et de technologie non-polluants qui consommeraient un minimum d’énergie lors de leur production. De plus en plus, leur attention se tourne progressivement vers des matériaux non- industriels, tels les fibres végétales, l’argile, les coques de noix de palmiste, les balles de riz, le bambou, la latérite, le rônier, le rotin, etc.

Mais ces matériaux, pourtant très localement utilisés ont fait l’objet de peu de travaux de recherche, et c’est pourquoi, pour leur construction, les habitants utilisent les matériaux industriels éprouvés comme l’acier pour lesquels l’information technique est abondante. Les matériaux locaux de construction comme le bois et plus particulièrement, le bois de rônier et le bois de rotin représentent un potentiel économique immense.

En effet, selon les conclusions des expérimentations effectuées par la division du bois du laboratoire national du génie civil de Lisbonne, le rônier a une forte densité et, résiste bien aux termites et aux xylophages marins. De plus, les études menées sur ces bois ont conduit à la possibilité de les utiliser comme armatures dans le béton armé.

Avec ses propriétés telles que sa consistance et sa tenue aux intempéries et surtout grâce à ses fibres longitudinales qui lui confèrent une résistance élevée en traction, proche de celle de l’acier (GBAGUIDI V. et al. 2010), le rônier paraît susceptible de remplacer celui-ci comme armature dans les éléments de béton, telles que les poutres, pour des constructions modernes surtout en milieu rural.

Des travaux NGOUADJEU P. (1992), il ressort que l’utilisation du gros rotin comme armature dans les éléments faiblement chargés et les poutres de petite portée est possible.

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3

L’utilisation de ces armatures renouvelables, disponibles, et moins coûteuses, valorisera nos matériaux locaux et résoudra le problème écologique.

C’est dans ce cadre que notre recherche se consacrera à la « mise au point d’une dalle en éco-matériau : étude d’une nervure à armature de rônier et de rotin. »

1.2. Problématique

Au bénin, l’expérience de substitution de l’acier par les bois de rôniers dans les constructions a démarré en 1996. L’expérience a commencé de façon empirique avec une Allemande qui aurait exigé la construction de son bâtiment sans acier compte tenu des effets néfastes de l’acier sur la santé. Ainsi étaient jetées les bases d’une nouvelle technologie qui nous évite les fortes dépenses liées au coût de l’acier et en même temps, nous préserve des problèmes environnementaux liés à sa production et valorise nos matériaux locaux. Toutes les études faites depuis cette époque ont confirmé la possibilité d’utilisation de ce bois dans le béton. Par ailleurs, en 2014, MAHZUZ H. et al. ont évalué l’efficacité d’utiliser le Zali Bet, nom Bangladesh du rotin Calamus guruba comme armature longitudinale et transversale dans une poutre. Ils ont conclu que le rotin peut être utilisé comme armature des éléments de structure faiblement chargés. Cependant, certains problèmes continuent de se poser.

Si l’utilisation du bois de rônier comme armature dans le béton apparait comme une porte de sortie, comment rendre cette utilisation rationnelle ? Dans les éléments de structure, en utilisant le rônier comme armature longitudinale, ne pourrait-on pas utiliser rationnellement le rotin comme armature transversale ? Comment, partant d’une charge à appliquer sur un élément de structure, pourra-t-on déterminer les sections d’armatures en bois de rônier et de rotin à mettre en œuvre tout en respectant la sécurité ? Ne serait-il pas possible comme dans le cas du béton armé à l’acier, de disposer d’une méthode de dimensionnement des éléments structuraux en béton armé de bois de rônier et de rotin ? Ces bois peuvent-il être utilisés pour la construction des grands bâtiments ?

C’est là une liste non exhaustive des interrogations qui sous-tendent notre choix à étudier une nervure à armature végétale ayant le rônier comme armature longitudinale et le rotin comme celle transversale.

Précisons que l’utilisation rationnelle du bois de rônier et de rotin dans la construction de l’habitat a fait l’objet de très peu de travaux de recherche.

Les éléments en béton armé sont soumis à divers sollicitations comme la traction, la compression, la flexion, la torsion, etc. Le présent travail s’intéresse à la flexion des éléments en béton armé de rônier et de rotin.

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4

Mahutin Anicet HOUNSA 1.3. Objectifs de l’étude

1.3.1. Objectif général

L’objectif général visé par notre étude est d’utiliser de manière optimale le rônier et le rotin comme armatures dans une nervure en vue de réaliser une dalle en éco-matériau.

1.3.2. Objectifs spécifiques

Pour atteindre l’objectif général, nous aurons à :

 déterminer les caractéristiques physiques et mécaniques du rônier et du rotin ;

 déterminer les caractéristiques physiques des granulats à utiliser ;

 dimensionner une nervure à armature végétale ayant le rônier comme armature longitudinale et le rotin comme celle transversale ;

 déterminer la portée maximale de la nervure à armature de rônier et de rotin ;

 étudier l’influence de l’utilisation des armatures de rônier et de rotin dans les nervures et, des entrevous en béton de balle de riz sur le coût de la dalle (table de compression non comprise).

1.4. Questions de recherches

À partir de ces objectifs spécifiques, nous nous posons des questions suivantes :

 quels types de rônier et du rotin peuvent être utilisés comme armatures dans le béton ?

 quelles sont les caractéristiques physiques et mécaniques du rônier et du rotin à utiliser ?

 quelles sont les caractéristiques physiques des granulats à utiliser ?

 quels sections minimales du rônier et du rotin suffira-t-il pour résister aux sollicitations de la nervure ?

 quelle pourra être la plus grande portée possible de la nervure ? 1.5. Hypothèses de recherches

 Il y aurait une bonne adhérence entre le rônier et le béton d’une part, entre le rotin et le béton d’autre part.

 Les procédures de dimensionnement du béton armé d’acier selon les règlements B.A.E.L pourraient s’appliquer de façon sécuritaire aux béton armé de rônier et de rotin.

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5

 Les matériaux utilisés n’affecteraient pas le fonctionnement de la nervure en flexion simple.

 Il n’y aurait pas de problème d’interface entre le béton de latérite et le béton ordinaire.

1.6. Résultats attendus et/ou à atteindre

 Les caractéristiques physiques et mécaniques du rônier et du rotin seront connues.

 Les caractéristiques physiques des granulats à utiliser seront connues.

 Les sections minimales du rônier et du rotin résistant aux sollicitations de la nervure seront déterminées.

 La plus grande portée possible de la nervure sera déterminée.

 L’influence de l’utilisation des armatures de rônier et de rotin dans les nervures et, des entrevous en béton de balle de riz sur le coût de la dalle (table de compression non comprise) sera connue.

 Le coût du mètre linéaire de la nervure sera connu.

1.7. Limites de l’étude

Ce document n’a pas parcouru toute la gamme des questions que suscite la nouvelle technologie béton armé de rônier et de rotin. Il s’est intéressé pour sa part, à l’étude, à l’état limite ultime des sollicitations dans les nervures à armature de rônier et de rotin. Le rônier et le rotin sont des matériaux non corrosifs dans la nature. Dans ce travail, le rônier est sollicité en traction parallèle aux fibres et le rotin, en cisaillement parallèle aux fibres. Le mode de recouvrement des armatures en bois de rônier n’a pas été pris en compte car il fera l’objet d’autres recherches.

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2. REVUE DE LA LITTERATURE

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7

Mahutin Anicet HOUNSA 2.1. Introduction

La nervure objet de notre étude, est constituée du béton armé des bois de rônier et de rotin. Avant tout emploi de ces matériaux, nous devons avoir une connaissance approfondie sur chacun d’eux et de l’association béton-rônier et béton rotin.

Le présent chapitre fait le point des différents documents et information exploités à cet effet.

2.2. Le borassus aethiopum mart 2.2.1. Généralités

Du nom scientifique Borassus aethiopum mart, le rônier est un arbre ligneux qu’on trouve dans les régions tropicales de l’Afrique sahélienne (NGARGUEUDEDJIM K., NGARMAÏM N. et al. 2015). Il fut découvert vers 1750 au Sénégal par le botaniste ADANSON qui le baptisa « RON » comme les Ouolofs, mot qui ultérieurement fut transformé en « RONIER

» puis en « RONDIER » (GIFFARD P. 1967). Il appartient à la famille des Arecaceae et au genre Borassus.

Figure 2.1 : Position systématique de borassus aethiopum mart (CHERIFA K. 2002).

Au Bénin, l’espèce la plus répandue est le borassus aethiopum mart connue sous le nom de « agontin » en langue fon. Il est également connu sous le nom de palmier à sucre (français), Aghon oludu (yoruba), Sébé (mina).

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8

2.2.1. Description du borassus aethiopum mart

Le borassus aethiopum mart est l’un des palmiers les plus remarquables d’Afrique. Les critères d’identification de l’espèce sont les feuilles, les fruits, le tronc et un stipe lisse et gris pouvant atteindre 30 m de hauteur. À l’âge adulte, ce stipe peut présenter jusqu’à trois renflements en fonction de son âge. Le rônier peut posséder plus d’un seul tronc. Les feuilles longues, pouvant mesurer jusqu’à deux ou trois mètres de long, sont en éventail et flabelliformes. La floraison se passe sur des sujets séparés donnant lieu à des fruits de forme ovoïde, lisse et de couleur jaune marron ou orange comestibles sous forme de grappe.

Photo 2.1 : Le borassus aethiopum mart (KONIKA 2017)

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9

2.2.2. Ecologie et caractéristiques botaniques 2.2.2.1. Ecologie

D’après les études de LUBEIT, le borassus aethiopum mart est un arbre d’une grande plasticité capable de résister à la sécheresse comme à l’humidité et à l’inondation, de s’adapter apparemment à tous les types de sol et de résister aux violentes intempéries. On trouve le rônier sur les sols sablo-limoneux ou sur les sols alluvionnaires dont la nappe phréatique n’est pas très profonde et sous la pluviométrie annuelle de l’ordre de 400 à 600 mm. Il tient indéfiniment dans les dépressions inondées, dans des terrains marécageux, au bord des fleuves et des rivières.

C’est un arbre qui indique la présence d’eau mais craint l’inondation prolongée. Le rônier supporte une température de 25 à 35°C. Le développement du rônier nécessite une lumière intense, il forme parfois la lisière des forêts denses (GIFFARD P. 1967).

Selon GIFFARD P. (1967), les conditions d’une croissance optimale de l’arbre de borassus lui imposent d’avoir accès à de l’eau de surface ou en faible profondeur ainsi qu’un bon éclairement (ensoleillement). Ces conditions font que l’arbre de borassus connaît une croissance optimale dans des climats tels que celui de la zone soudanienne qui est caractérisé par une saison sèche de 6 à 8 mois et des températures moyennes comprises entre 25 et 35 °C.

Les climats tel que le climat subéquatorial qui règne à SAVE y sont similaires et sont donc favorable au développement de l’arbre de borassus du point de vue climat.

Très exigeant en eau et pourvu d’un système radiculaire peu développé, les caractéristiques physiques du sol, sa porosité et surtout son pouvoir de retenir l’eau dans les horizons supérieurs conditionnent le développement des peuplements. La composition chimique du sol joue incontestablement un rôle important dans la croissance du borassus qui se développe plus rapidement et qui atteint toujours une taille et un diamètre supérieur sur les terrains fertiles mais il semble que l’espèce soit dotée d’un grand pouvoir d’adaptation (GIFFARD P. 1967).

2.2.2.2. Caractéristiques botaniques 2.2.2.2.1. Les racines

Les racines du rônier sont nombreuses, cylindriques, minces. Elles sont fasciculées, entremêlées et situées à une très faible profondeur. Elles sont groupées près du stipe. Le rônier possède un système racinaire très développé ce qui lui permet d’aspirer une grande quantité d’eau destinée à être stockée dans le stipe (CABANNES Y. et CHANTRY G. 1987). Sur les sols à faible pouvoir de rétention d’eau, les racines portent des radicelles pour une meilleure

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10

utilisation de l’eau dans ce type de sol (MAIGNIEN R. 1965). Ces radicelles ne sont pas observées sur les rôniers dans des zones très humides.

2.2.2.2.2. Le stipe

Il constitue le tronc de l’arbre, celui d’un sujet adulte mesure 15 à 20 m et offre l’aspect d’une colonne légèrement empâtée au départ, fortement renflée au milieu sauf chez les sujets fourchus. Le diamètre qui atteint 30 à 40 cm à hauteur d’homme diminue progressivement jusque vers le premier tiers du tronc puis augmente brutalement sur 3 à 4 m de la longueur du tronc et décroit ensuite. On observe un second renflement et parfois même un troisième chez les palmiers âgés. On estime que, quelle que soit la taille de l’arbre, le premier renflement commence vers 25 ans, le second a lieu vers 90 ans, le troisième apparaît vers 120 ans (GIFFARD P. 1967).

Au début le fût est recouvert par des gaines de pétioles desséchés qui l’entourent d’une armure de piquants dressées, longs de 30 à 40 cm. Ce manchon disparaît vers l’apparition du premier renflement et il semble que ce soit l’ébauche de l’accroissement en volume de la colonne qui provoque l’arrachement des gaines car la desquamation s’effectue en cascade de haut en bas à partir du premier renflement. Ainsi le tronc devient-il lisse, gris-brun, marqué seulement par des taches plus foncées à l’emplacement des empreintes foliaires (GIFFARD P. 1967).

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11

Photo 2.2 : La disparition des gaines lors de l’apparition du premier renflement (ADJOVI E. et al. 2013)

2.2.2.2.3. Les feuilles

Elles ressemblent à de grands éventails de 3 à 4 m d’envergure, d’où le nom de flabellifer donné à l’espèce présente en zone Asiatique. Elles sont réparties tout au long de la tige chez le jeune rônier tandis qu’elles sont groupées en un bouquet plus ou moins développés selon l’état végétatif du palmier au sommet du stipe chez les adultes. Apparaissant par trois au centre de la couronne, au cours de leurs vies qui durent quatre à cinq ans, elles sont progressivement repoussées vers l’extérieur. Erigés au début, elles s’inclinent peu à peu et finissent par pendre quand elles se dessèchent (GIFFARD P. 1967).

2.2.2.2.4. Le pétiole

De couleur brun-vert, il augmente en épaisseur et en longueur avec l’ancienneté de l’arbre et au fur et à mesure que la feuille se développe. Mesurant 150 à 200 cm chez les veilles feuilles, il est fendu sur environ 50 cm dans sa partie inférieure et s’insère sur le tronc par une large gaine en patte d’oie. En section transversale, il dessine un demi-cercle avec une rainure prononcée sur la face supérieure qui est plate. Ses bords sont déchiquetés irrégulièrement, plus

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12

coupants que piquants, coriaces et cassants, ils sont plus développés vers la base que vers le sommet (GIFFARD P. 1967).

2.2.2.2.5. Le limbe

Il parvient à une taille définitive très peu de temps après l’épanouissement de la feuille.

Il apparaît sous forme d’un fer de lance de 150 cm qui se déploie rapidement. Formé de 70 à 80 folioles fortement effilées, vert luisant, groupées en éventail au sommet du pétiole, soudées entre elles sur près de la moitié de la longueur. Plus courtes sur les bords qu’au centre, elles décrivent un arc de cercle de plus d’un mètre entre les points extrêmes. La nervation rectinerviée présente une nervure médiane épaisse, saillante sur la face inférieure avec sur les côtés une série de crêtes irréguliers, très fines plus coupantes que piquantes. On observe chez les jeunes feuilles que les crêtes des pétioles et des nervures sont garnies d’une bourre pelucheuse blanc orangé qui tombe par simple frottement (GIFFARD P. 1967).

2.2.2.2.6. Les spadices

Les spadices¹ sont dioïques, épais et enveloppés de plusieurs spathes² incomplètes. Ils sont insérés à l’aisselle des feuilles au sommet du stipe. Les régimes comportent deux ou trois chatons de fleurs avec trois sépales, trois pétales et six étamines. Les mâles, branchus, avec des épis latéraux imbriqués les uns dans les autres, atteignent 150 cm de longueur et offrent un port pendant. Ils sont couverts de très nombreuses fleurs mais seules quelques-unes situées au sommet sont fertiles. Les femelles mesurent 1 cm de long. Les pédicelles qui sont dressées ou obliques avant la fécondation, retombant après, portent, serrés sur le rachis, de nombreuses fleurs sessiles aux étamines atrophiées, avec un ovaire à trois loges (GIFFARD P. 1967).

2.2.2.2.7. Les fleurs, rameaux et inflorescences

Le borassus aethiopum mart est une espèce dioïque qui présente des fleurs mâles et les fleurs femelles sur des pieds différents. Les rameaux et épis florifères sont enveloppés dans des spathes ligneuses. Insérés à l’aisselle des feuilles, au sommet du tronc, les épis sont épais, enveloppés de plusieurs spathes incomplètes. Les fleurs mâles nombreuses sont très petites (0,6 à 0,7cm de haut), soutenues par deux bractées et sont regroupées en cincinnis (THIONE L.

2000). Elles sont composées chacune de trois sépales, de trois pétales et de plusieurs étamines avec des pistils court et stériles. Le pollen est très abondant. Les fleurs femelles sont solitaires et entourées de deux bractéoles de 2cm de haut et de 4cm de large. Les inflorescences femelles

1Spadice : inflorescence constituée par un épi enveloppé.

2 Spathe : petite feuille différente des autres entourant l’épi dans le spadice.

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13

sont des épis non ramifiés et courts. Elles mesurent environ 180cm de longueur. Les fleurs femelles sont sessiles en ordre spirale ou distique. Le périanthe est formé de 2 à 3 pièces membraneuses ou scarieuses libres ou soudées. Ces fleurs sont courtes de 1 cm de longueur non ramifiées avec un ovaire sycarpe et un seul ovule par loge. La pollinisation des fleurs se fait par les insectes (AGOSSOU Y. 2008).

2.2.2.2.8. Les fruits

Les fruits, grosses drupes ovoïdes de quinze centimètres sur douze, sont groupés en régimes de 40 à 50. Vert foncé au début puis deviennent jaune orangé taché de brun à maturité et dégagent une forte odeur de térébenthine. Le mésocarpe, charnu, blanchâtre et fibreux, renferme trois noyaux monospermes à albumen caverneux blanc, corné et protégé par une coque épaisse. Le calice qui a continué par se développer constitue à la base une cupule de bractées coriaces et au sommet les traces stigmates persistent sous l’apparence d’une fissure triangulaire (GIFFARD P. 1967).

2.2.3. Particularités de l’espèce mâle et femelle

Le borassus mâle se caractérise par une absence de production de fruits ; la production du vin de palme, un stipe épais et résistant tandis que la femelle se caractérise par la production de fruit, la production de vin de palme et une structure de stipe peu résistant. Les rôniers femelles sont en général plus gros que les mâles (GIFFARD P. 1967).

2.2.4. Choix et qualité du borassus à utiliser

Pour des fins de construction, l’on ne peut choisir n’importe quel arbre ni utiliser n’importe quelle partie. Les pieds de rônier qu’on doit choisir doivent avoir au moins un renflement. Ensuite, ils doivent être des mâles ; car la femelle ayant un diamètre plus grand, renferme plus de bois mou (moelle) au centre ; ce qui fait que, malgré qu’elle soit plus grosse, sa partie externe qu’on devrait utiliser est très petite. Par contre, le mâle, de faible diamètre, a sa partie externe non seulement plus résistante que celle de la femelle, mais aussi plus grande.

Il est aussi reconnaissable par les fleurs qu’il donne à l’âge adulte. La femelle, quant à elle, donne plutôt des fruits.

Une fois les pieds de rônier choisi, nous enlèverons toute la partie située au-dessus du premier renflement, car cette partie n’a aucun intérêt ; ce n’est pas du bon bois. Le bois réellement utilisable, se trouve à quelques centimètres en dessous du renflement et s’arrête à quelque cm au-dessus du sol. La partie du tronc utilisable a une longueur moyenne de 7 à 8 mètres (CABANNES Y. et CHANTRY G. 1987).

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Figure 2.2 : Illustration de la morphologie du stipe chez le mâle et la femelle : Coupes longitudinale et transversale (CABANNES Y. et CHANTRY G. 1987)

La partie centrale du bois de rônier ne possède aucune qualité particulière, spongieuse, elle pourri rapidement et est de faible densité ce qui fait qu’on l’enlève. C’est la couronne extérieure d’une épaisseur de 7 à 8 cm chez les mâles et de 4 à 5 cm chez les femelles qui est le bois utilisable. Elle se caractérise par une forte densité et son bois imputrescible, présente de bonne caractéristiques mécaniques, il résiste bien aux attaques des termites, des champignons et les xylophages marins (GIFFARD P. 1967).

2.2.5. Caractéristiques structurale et chimiques du rônier 2.2.5.1. Caractéristiques structurale (anatomique)

Le rônier est un matériau biopolymère assimilable à un matériau composite naturel. Sa structure tissulaire est organisée (DIALLO A. et al. 1998). Son stipe est constitué de nombreux faisceaux cribo-vasculaires (tissus conducteurs) entourés d’une gaine de sclérenchyme (tissu de soutien), noyés dans le parenchyme fondamental. C’est cet ensemble qui confère la consistance dure au bois de rônier. De l’extérieur vers l’intérieur, le stipe (Photo 2.3) est composé :

 d’une écorce constituée des cellules mortes ;

 du duramen : la partie correspondant aux zones d’accroissement les plus anciennement formées, qui ne comportent plus de cellules vivantes appelé

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généralement "bois parfait". Il s’agit d’un bois dur, compact, dense, sec et imputrescible. Il est le plus souvent sombre et occupe les couches externes sous l’écorce ;

 de l’aubier : la partie généralement moins dur que le duramen et de couleur blanchâtre qui correspond aux zones d’accroissement les plus récemment formées. Il contient des cellules vivantes ;

 du cœur ou moelle : la partie centrale spongieuse qui est très riche en eau et en hydrate de carbone.

Le duramen et l’aubier constituent le bois proprement dit ayant une forme de couronne.

Photo 2.3 : Structure du bois de rônier (NGARGUEUDEDJIM K. et al. 2016) L’observation microscopique du bois (duramen + aubier) révèle que le bois de rônier présente une structure de cellules régulièrement arrangées. Matériau composite naturel, le rônier est formé :

 des fibres ou cellules allongées (trachéides) disposées dans le sens longitudinal du tronc, visibles à l’œil nu ; leurs longueurs sont variables et peuvent atteindre une cinquantaine de centimètre. En général, les fibres assurent le rôle de soutien mais dans une moindre mesure de conduction de sève brute. Elles constituent les renforts reliés entre eux par l’hémicellulose. Elles sont imprégnées de lignine (DETIENNE P. 1988) ;

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 des parenchymes formés des cellules généralement appelées rayons médullaires dans laquelle sont noyées les fibres du bois rônier ; plus mous que les tissus fibreux, ils permettent leur adhésion et assure la forme du bois. Une vue microscopique dans la direction transversale et longitudinale des fibres est donnée par la photo 2.4.

Photo 2.4 : Photographie montrant les fibres et les parenchymes : (a) : vue transversale, (b) : vue longitudinale des fibres (NGARGUEUDEDJIM K. et al. 2016)

Selon NGARGUEUDEDJIM K. et al. (2016), le duramen comporte 124 fibres entières au centimètre carré de section, contre 77 pour l’aubier. Les fibres du duramen apparaissent ainsi plus denses que celles de l’aubier. La dureté du duramen est non seulement due aux fibres ligneuses mais aussi à la structure du sclérenchyme (tissu de soutien) qui est aussi lignifié (DETIENNE P. 1988). Par contre, l’aubier renferme aussi des fibres, mais à parois pecto- cellulosique moins rigide. Ce qui est d’ailleurs confirmé par les caractéristiques dimensionnelles qui sont différentes.