Comportement mécanique et caracterisation : durabilité de nouveaux matériaux a base d'argile

Abstract

L'utilisation des matériaux écologiques et durables est devenue de plus en plus indispensable de nos jours. Cela est dû à l'épuisement des ressources naturelles et aux grandes quantités d'émissions de CO2 générées par le secteur de la construction. La terre crue, composée essentiellement de particules fines comme l'argile, est un matériau de construction utilisée depuis des milliers d'années sous différentes formes. Le faible coût et la grande disponibilité de ce matériau, en plus de ses propriétés écologiques et hygrothermiques, ont été les raisons de son utilisation dans le domaine de la construction.Ces dernières années, plusieurs études ont été réalisées afin de développer des méthodes plus communes et faciles à appliquer dans le domaine de la construction, ce qui a conduit à la désignation de béton de terre. Ce béton est constitué d'argile traitée par de faibles quantités d'un ou de plusieurs liants hydrauliques et peut être coulé comme un béton ordinaire. Par contre, la diversité de ces matériaux argileux les rend très complexes et difficiles d’utilisation. De plus, la présence des particules fines les rend très sensibles au retrait plastique et par conséquent augmente le risque de fissuration dû à la faible résistance de ce béton au jeune âge. Dans cette étude, le comportement mécanique et la durabilité d’un béton de terre composé d’un sol artificiel stabilisé avec du ciment et de la chaux a été évalué. Afin de palier le risque de fissuration, des fibres de lin a été ajoutées et l’effet des différents pourcentages et longueurs de fibres a été étudié.Dans un premier temps, le comportement du béton de terre au jeune âge a été étudié. Ainsi, le retrait plastique a été mesuré en parallèle avec la perte de masse, la pression capillaire et la température. De plus, l'effet des fibres de lin sur la fissuration des bétons de terre au jeune âge a été étudié à l’aide de la technique de corrélation d'images. Une réduction du retrait plastique et une meilleure résistance à la fissuration ont été observées avec l'ajout de fibres dues aux différents mécanismes de transfert et de redistribution des contraintes.Dans un second temps, l'effet des fibres de lin sur le comportement mécanique du béton de terre a été étudié. Des essais de compression et de flexion ont été ainsi réalisés à différents âges de cure et suivis simultanément avec les techniques de traitement d'images et d’émission acoustique. Ces essais ont permis de mieux suivre et de comprendre l’évolution de l’endommagement. Une augmentation de l'activité acoustique a été observée avec l’ajout des fibres indiquant des mécanismes d’endommagement supplémentaires et une meilleure ductilité.Finalement, la durabilité des bétons de terre a été évaluée. Une investigation expérimentale sur l’évolution de l’endommagement pendant le séchage a été ainsi réalisée avec un suivi continu à l’aide de la technique d’émission acoustique. L’effet des conditions de cure et des cycles d’humidification/séchage sur les propriétés mécaniques du béton de terre a été aussi évalué. Les résultats ont montré des fissures visibles à la surface des éprouvettes avec une dégradation notable des propriétés mécaniques.