écomateriaux de construction

COLLECTION
ACTES DE CONFÉRENCES
Conférence Internationale
ÉCOMATERIAUX DE CONSTRUCTION:
PILIER DE LA CROISSANCE VERTE EN AFRIQUE ?
Du 10 au 12 Juin 2013
à Ouagadougou
Éditions Sud Sciences et Technologies
Liste des membres des comités
Comité scientifique
U. MELO CHINDJE (MIPROMALO-Yaoundé)
Présidents :
B. ONI (Tuskegee University)
G. ESCADEILLAS (UPS-INSA Toulouse),
M. OUEDRAOGO (Univ. Ouagadougou)
F. TSOBNANG (2IE)
A. PANTET (Univ. Le Havre)
C. PETIT (Egletons Limoges)
Membres :
X. PY ( PROMES, Perpignan)
P.W. AGBODJIAN (INSA Rennes)
Ph REIFFSTECK (IFFSTAR)
B. AIT SAAIDI (UST Oran)
E. RIVOALEN (INSA – Rouen)
M. Al MUKHTAR (Univ. Orléans)
K. SCRIVENER (EPFL lausane)
S. AMZIANE (Univ. Clermont Ferrand)
I. SHAHROUR (Polytech Lille)
E. ANTCZAK (Univ. Béthune)
W. SOBOYEJO (AUST-Abuja)
O. BAMBA (Bege – Ouagadougou)
S. TAIBI (Univ. le Havre)
A. BERE (Univ. Ouagadougou)
J.H. THOMASSIN (2iE, Ouagadougou)
B. BENHAMOU (UCA,Maroc)
C.A. TOUKOUROU (EPAC,Bénin)
P. BLANCHART (Limoges)
D. TOGUYENI (Univ Ouagadougou)
M. BOUTOUIL (Caen)
F. ZOUGMORE (Univ-Ouagadougou
A. BOUCHAIR (Polytech Clermont Ferrand)
L. BIZET (Univ. le Havre)
Comité d’organisation
D. BREYSSE (Univ- Bordeaux)
Présidents :
J. CAMAPUM DE CARVALHO (Univ Brasilia)
F. TSOBNANG (2IE, Ouagadougou),
A. CISS (2iE, Ouagadougou)
S. MAXIMILIEN (INSA Lyon)
Y. COULIBALY(2iE, Ouagadougou)
L. DELATTRE (ENTPE-Lyon)
Membres :
C. DELISEE (Enitab Bordeaux)
P.W. AGBODJIAN (INSA Rennes)
A. DURET (HEIG-Vd, Suisse)
Y. AZOUMAH (2iE,Ouagadougou)
N. EGIEBOR (Tuskegee University)
A. BERE (Univ. Ouagadougou)
J.K. GUEDES RODRIGUES (Univ Campina
J. BLIN (2iE, Ouagadougou)
Grande)
A. BOUCHAIR (Polytech Clermont-Ferrand)
F. GATUINGT (ENS Cachan)
A. CISS (2iE, Ouagadougou)
F. GAUDEAU (Ambassade de France,
Y. COULIBALY (2iE, Ouagadougou)
Ouagadougou)
I. GUEYE (2iE, Ouagadougou)
F. GHOMARI (UABB Tlemcen)
H. KARAMBIRI (2iE, Ouagadougou)
M. GOMINA(ENSICAEN)
A. MESSAN (2iE, Ouagadougou)
S. HADIWARDOYO (J (Univ Indonesia)
A. PANTET (Univ. Le Havre)
K. KABORE ( LNBTP-Ougadougou)
J.H. THOMASSIN (2iE)
A.K. KASTHURBA (Architecture, India )
D. TOGUYENI (Univ Ouagadougou)
F. KHADRAOUI (ESITC, Caen)
H. YACOUBA (2iE, Ouagadougou)
A. KHELIDJ (Centrale, Nantes)
F. ZOUGMORE (Univ-Ouagadougou)
C. LANOS (INSA Rennes)
K. LIMAM (Univ- La Rochelle)
Secrétariat de la conférence
A.H.MAIGA (2iE, Ouagadougou)
Mintou SIDIBE
S. MAXIMILIEN (INSA –LYON)
Reine DAGBO
III
Édito
Le continent africain est au cœur d’une dynamique sans précédent. Avec un taux
de croissance annuel moyen de 5% sur la dernière décennie, l’Afrique s’affirme
comme un acteur de plus en plus incontournable de la scène économique mondiale.
A l’horizon 2050, l’Afrique comptera 1,5 milliards d’habitants dont 50% d’urbains.
Ce dynamisme s’accompagne de grands challenges à relever pour améliorer les
conditions de vie des populations et développer l’économie en Afrique. Le déficit de
logements et d’infrastructures fait partie de ces défis majeurs.
Les éco-matériaux de construction tels que la latérite, la chaux, la pierre, les
fibres végétales mais aussi les ciments à bas CO2 , les nouveaux matériaux de
construction à base de déchets plastiques recyclés ou de déchets miniers, pour
ne citer que quelques exemples, représentent l’un des meilleurs moyens pour
résoudre ces défis suivant une logique de développement durable. Ils permettent
de réduire les émissions des gaz à effet de serre, de limiter la consommation
d’énergie et d’optimiser l’utilisation des ressources naturelles non renouvelables.
De plus, en offrant aux professionnels des solutions techniques performantes et
économiquement viables, les éco-matériaux représentent un véritable potentiel
insuffisamment exploité pour l’essor de la croissance verte sur le continent.
C’est pourquoi l’Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement
2iE a pris l’initiative d’organiser cette première conférence internationale sous le
thème « Éco-matériaux de construction : pilier de la croissance verte en Afrique ».
L’Objectif était de faciliter les échanges directs entre les acteurs économiques, les
décideurs politiques, les chercheurs et la société civile sur les enjeux et perspectives
scientifiques, technologiques et socio-économiques en Afrique liés à l’essor des éco
matériaux de construction.
La conférence, en réunissant 210 participants venant de 22 pays de 4 continents,
a réussi à mobiliser les acteurs clefs du secteur aussi bien à l’échelle de l’Afrique
qu’à l’échelle internationale. Elle a permis d’ouvrir des nouvelles perspectives de
collaboration interuniversitaires, inter-entreprises et entre universités et entreprises.
Avec plus de 70 contributions orales et par affiches, les participants ont dressé un
état des lieux des connaissances et des applications innovantes des éco-matériaux
en Afrique et dans les pays du sud. De plus, la Conférence a permis d’identifier
les freins à l’essor des éco-matériaux en Afrique tels que l’absence de normes sur
les éco matériaux et les principes de construction, le déficit d’image positive et les
lacunes dans la formation de ressources humaines sur les éco matériaux.
Résolument tournés vers la croissance verte du continent et convaincus que les
éco matériaux offrent des opportunités non négligeables en matière de création
d’entreprises et d’emplois, les participants se sont donnés rendez-vous en 2015
pour une nouvelle rencontre.
Dans les pages qui suivent, vous trouverez les résumés et les présentations des
principaux travaux qui ont servi de base pour les échanges entre les participants.
Paul Ginies
Directeur Général de la Fondation 2iE
IV
Sommaire
La construction soutenable : un défi pour l’humanité
XV
Gilles ESCADEILLAS
Stratégie de recherche de 2iE sur les éco-matériaux de construction
François TSOBNANG
XVI
THÈME 1
Ecomatériaux de construction : Matériaux « Bas CO2 » Enjeux et perspectives
SANDRINE MAXIMILIEN
2
Assemblages de structures bois-bois pour éléments porteurs verticaux et
horizontaux
3
D. DJOUBISSIE S. FUENTES A. MESSAN E. FOURNELY A. BOUCHAÏR
Sous-thème 1 : Sous-produits agricoles et forestiers
Sustainable construction based on non-conventional and innovative materials and
processing-engineered materials from agriculture residues for appropriate housing
and infrastructure
5
JULIANO FIORELLI HOLMER SAVASTANO JUNIOR
Essais d’optimisation de la formulation d’un composite cimentaire renforce par des
fibres de lin
6
M. GOMINA, S. CHAFEI, F. KHADRAOUI, M. BOUTOUIL
Production and evaluation of eco-friendly composite ceiling boards from elephant
grass (pennisetum purpureum) fibre and carbide waste mixed with cement
7
A.O. OLORUNNISOLA AND S. N. UZOR
Influence de l’incorporation de la sciure de bois sur les propriétes mécaniques des
briques d’argile comprimée.
8
EMERUWA E., OUATTARA S., BOFFOUE M. O., KOUAKOU C. H., ASSANDE A. A., KOUADIO K. C
Détermination des caractéristiques thermophysiques du matériau composite terreciment-paille : application aux briques en terre comprimée
9
CHAKIROU A .TOUKOUROU, CLÉMENT AHOUANNOU, ROMARIC A. MONTEIRO, SÈFIOU J. AVAMASSE
Contribution à la valorisation des matériaux de proximite du Sud Bénin : cas des
coques de noix de palmistes pour la confection du béton.
10
GIBIGAYE MOHAMED ; ZEVOUNOU CRÉPIN ; TCHEHOUALI ADOLPHE GODONOU GILDAS ; GBAGUIDI
AÏSSE GÉRARD
V
Recettes traditionnelles de stabilisation de la terre crue avec des composés
organiques
11
AURÉLIE VISSAC, ESTEL COLAS, LAETITIA FONTAINE, ANN BOURGES, THIERRY JOFFROY, DAVID
GANDREAU, ROMAIN ANGER
Conception de briquettes de façade flexibles pour les murs arrondis/influence de
la classe du ciment sur les performances de blocs de terre comprimée.
12
EMERUWA E., BOFFOUE M. O., JOLISSAINT O. S. P., KOUAKOU C. H., ASSANDE A. A., KOUADIO K. C
Volcanic ash based geopolymer: a potential opportunity for environmentally friendly
building materials in cameroon
13
P. NINLA LEMOUGNA, U. CHINJE MELO , E. KAMSEU
Eco-construction materials and the challenges of the XXI Century
Prof. NORMANDO PERAZZO BARBOSA
14
Quelles utilisations des matières végétales dans le génie civil pour un développement
durable en afrique ?
15
THOMASSIN JEAN-HUGUES A ET NEYA BÉLIB
Valorisation des fibres végétales dans la préparation des remblais miniers
cimentés
19
TIKOU BELEM, IBRAHIMA HANE, BABAK KOOHESTANI, NABASSÉ J.-F. KOUPOULI
Pressed adobes blocks stabilized with hibiscus cannabinus fibers
YOUNOUSSA MILLOGO, JEAN-CLAUDE MOREL, JEAN-EMMANUEL AUBERT,
RAGUILNABA OUEDRAOGO KHOSROW GHAVAMI
22
Elargir le champ des applications des matériaux du végétal pour réduire l’emploi
des energies fossiles
23
GÉRARD J., LANGBOUR P., GUIBAL D.
Non-conventionnal materials and technologies for green growth of africa
KHOSROW GHAVAMI
24
Etude des caractéristiques physico-mécaniques des tuiles en micro-béton fabriquées
localement à base de la gomme arabique.
24
BOZABE R. KARKA, TOUKOUROU C. AKANHO, MAHOUTON N. HOUNKONNOU
Strength of timbers : A case study in Cambodia
26
Studies insulating lightweight concrete made of biological origin aggregates
27
CHHOUK CHHAY HORNG
Mykola Savytskyia, Marina Babenkoa, Alexsandr Konoplyanika, Mykola Storozhuka,
Karim Limamb
VI
Sous-thème 2 : Sous-produits industriels et déchets urbains
Recyclage et valorisation des déchets et sous-produits industriels en construction :
conditions et experiences
38
COURARD L.
Utilization of waste foundry sand in concrete
Pr. RAFAT SIDDIQUE
42
Céramiques issues du recyclage de dechets industriels appliquees au stockage de
l’energie et a l’inertie thermique des batiments basse consommation.
43
PY X., JEANJEAN A., OLIVES R.
Plastic wastes recycling as fine aggregate in concrete
48
Caractérisation du mortier à base de déchets plastiques
49
WILLIAM PRINCE, KINDA HANNAWI
FARID DEBIEB, SAMIR BENIMAM, MOHAMED BENTCHIKOU
THÈME 2
Abou green building technology system : «Les matériaux locaux et une technologie
appropriée» état d’un secteur à potentiel multiple pour un développement durable
de l’Afrique.
51
ABOU M.
Sous-thème 3 : Routes durables
Development of green paving technology for urban roads
55
YANG C.
Les voies ballastées au Sénégal/influence des facteurs environnementaux
56
Estimation du module de graves non traitées du Sénégal (Afrique de l’Ouest)
57
LIBASSE SOW, MEISSA FALL
DIONE A., FALL M., BA M., SAMB F., NDIAYE M., FAYE P.S.
VII
Prise en compte des facteurs environnementaux dans le dimensionnement des
chaussées : Effet de la succion sur le comportement des couches de chaussée en
matériaux granulaires.
58
BA, M., SAMB, F., FALL, M.
Recycled mix-granulate characterization for road pavements
ARAYA, A. A.
59
Etude de l’influence des modules élastiques de sol et du béton de fondation sur les
déformations d’un radier de fondation
63
OUSTASSE ABDOULAYE SALL, MEISSA FALL, MAKHALY BA
Recyclage des ouvrages-renforcement de plateformes ferroviaires par soil mixing
64
Utilisation de matériaux alternatifs au sable silteux et à la latérite
65
La qualité dans le dimensionnement routier
66
Étude du comportement cyclique de graveleux latéritiques du sénégal
67
Le pavé de roche : Une variante pour l’aménagement des voies urbaines
68
ANTOINE GUIMOND-BARRETT ANNE PANTET, ALAIN LE KOUBY, JEAN-FRANÇOIS MOSSER, NICOLAS
CALON, PHILIPPE REIFFSTECK
BIGNANG KIZIOUIVEI JEAN PAUL
MEISSA FALL
FATOU SAMB, MAKHALY BA, MEISSA FALL, YVES BERTHAUD
DIARRA J.M.
Sous-thème 4 : Habitat durable
Economic feasibility evaluation of building passive houses
YURCHENKO E.L. , KOVAL O.O. , SAVYTSKYI M.V, LIMAM K.
72
Place des eco matériaux dans la conception et la réalisation d’un projet bioclimatique
en milieu sahélien
73
R. SOURDOIS ET J.L. SOULAMA
Measurements thermophysical properties of materials by infrared thermography 78
A.W. AREGBA, C.PRADERE , J.-C. BATSALE
Simulation numérique du transfert thermique conjugue dans les briques creuses à
terre cuite
83
BOUTTOUT ABDELOUAHAB, AMARA MOHAMED, BOUDALI ERREBAI FARID, DERRADJI LOTFI, MAOUDJ
YACINE
VIII
Sous-thème 5 : Durabilité des matériaux
Durabilité des propriétés mécaniques des géomatériaux pour la construction
84
BLANCHART P. , SORGHO B. , ZERBO L. , GUEL B. 2, KEITA I. , DEMBELE C. , PLEA M. , SOL V. , GOMINA M.
Understanding strength and weathering mechanisms of laterite a sustainable
building material of malabar region, western india
86
KASTHURBA A K, MANU SANTHANAM
Evaluation par cycles séchage-mouillage de la durabilité d’un composite à matrice
minérale et fibres cellulosiques de recyclage
87
BENTCHIKOU M., BELDJOUHAR NEE BLAIFI H., DEBIEB F., HANINI. S.
Durabilite des bétons locaux contenant la pouzzolane naturelle
B. TOUILA, F. GHOMARIA, A. BEZZARA, A. KHELIDJB AND S. BONNETB
88
Recyclage des bétons de démolition dans des bétons de structures : les verrous
scientifiques à lever
89
GARCIA-DIAZ E.
Sous-thème 6 : Eco matériaux – Energétique - Qualité
Le label minergie-eco® : Un label en faveur des éco-matériaux, de la santé et de
l’efficience énergétique
90
A. DURET, B. PERISSET
Caractérisations expérimentales et modélisations des performances d’échangeursstockeurs air-matériaux à changement de phase
94
SERGE EKOMY ANGO, DENIS BRUNEAU, AWOROU-WASTE AREGBA, PATRICK SEBASTIAN, ALAIN SOMMIER, FABIEN ROUAULT
Déformations, sollicitations et contraintes dans une paroi de grenier de stockage
de céréales du Nord-Bénin
95
CLÉMENT LABINTAN , MOHAMED GIBIGAYE , VICTOR GBAGUIDI , GÉRARD GBAGUIDI
IX
THÈME 3
Sous-thème 7 : Stratégies de développement des éco matériaux
de construction
Encourage entrepreneurship in the local materials sector : A case study of cameroon 97
U. CHINJE MELO, P. NINLA LEMOUGNA
Réalite de la fabrication de l’agglomere en Algérie, enquête sur les moyen utilisés
BELMAHI SAMIR, GHOMARI FOUAD, BAGHLI ABDELLATIF
98
Managing context-specific cultural drivers and barriers to sustainable and resilient
building systems : lessons from Kenyan and Tanzania
99
ESTHER OBONYO
Eléments de diagnostic de la filière des eco-materiaux au Burkina faso et perspectives
de développement
100
R. SOURDOIS, I. TRAORE
Sous-thème 8 : Emplois et ressources humaines
Etat des lieux sur les matériaux locaux et les potentialités de création d’emplois
verts pour les jeunes en mauritanie
105
RAFIK HAMIMI
La stratégie de développement écologique et économique de DW au Burkina Faso :
la construction sans bois et l’appui aux femmes potières
108
JOHN NORTON ET ARSÈNE TUINA
Notre aventure en tant qu’auto-entrepreneur en production de briques autobloquantes
à Madagascar
111
ANDRIANIRINA R
X
Sous-thème 9 : Technologies et Produits
La préfabrication dans la construction
115
La production mécanisée des blocs de latérite de construction
116
Cematerre : matériau de construction à base de terre crue
119
LILIOU N.
ISSOUF TRAORE
ALAIN LEFEBVRE ; MATHIEU LEFEBVRE ; JEAN-ELIE DANDJINOU ; SAID TAIBI; OLIVIER CRUMEYROLLE;
JEAN-MARC KANEMA; AKLI HIBOUCHE; JOANNA EID
Résumé des posters/Abstract of posters
Poster 1
122
Study and development of a stabilization process of compressed earth blocks (ceb)
using geopolymers
ILBOUDO A., SOBOYEJO W. O. , MESSAN A. , TSOBNANG F.
Poster 2
123
Influence de la classe granulaire sur les caractéristiques thermo-physique et
mécanique des briques de machefer de charbon stabilisées au ciment/Influence
of particle size range of the thermo-physical and mechanical characterization of
bottom ash bricks stabilized with cement
B. ZAGRE; J. R.MINANE; A. MESSAN; A.LAWANE; K. KOKOLE F. TSOBNANG.
Poster 3
124
Eco-ciment à base de machefer de charbon/Eco-cement with bottom ash
N. SAVADOGO, A. MESSAN, A. LAWANE, K. KOKOLE, J.R. MINANE, F. TSOBNANG
Poster 4
125
Valorisation des déchets industriels : cas de la chaux éteinte à travers la stabilisation
des BTC/Development of industrial waste: slaked lime through the stabilization of
compressed earth blocks (ceb).
S. O. SORE, K. KOKOLE, R. MINANE, A. MESSAN, F. TSOBNANG, E. DAMIBA
XI
Poster 5
126
Conception d’éco-habitats en blocs de latérite taillés au Burkina Faso
LAWANE A. PANTET, A. MESSAN, R. VINAI , J.H. THOMASSIN
Poster 6
127
Simulation du comportement thermique de trois batiments en BTC, BLT et
agglomères de ciment
R. TCHOUATEU; J. R. MINANE; M. KABORE; F. TSOBNANG; A. DURET
Poster 7
128
Matériaux bio-sources : Influence du néré et du karité sur les propriétés physicomécaniques des BTC
Y. TRAORE, A. MESSAN, K. KOKOLE, R. MINANE, A. LAWANE, F. TSOBNANG
Poster 8
129
Etude de la connexion de cisaillement dans les poutres mixtes bois-béton
T.I.BRAHIM, K.KOKOLÉ, S.FOSSI, K.S.DA SILVEIRA
Poster 9
130
Assemblages de structures bois-bois pour éléments porteurs verticaux et horizontaux
E. BAITE, E. FOURNELY, A. MESSAN, A. BOUCHAÏR
Poster 10
132
Développement de revêtements de toiture à partir des déchets plastiques
D. DJOUBISSIÉ, S. FUENTES, A. MESSAN, E. FOURNELY, A. BOUCHAÏR
Poster 11
134
Développement d’isolants thermiques à base de déchets de coton
TIAM C., MESSAN A., TSOBNANG F., KAROUI H., HANFF E.
XII
Poster 12
135
Development of thermal insulation base of cotton waste
VÉRONIQUE TINDANO; ADAMAH MESSAN ; ELODIE HANFF ; FRANÇOIS TSOBNANG
Poster 13
136
Levés topographiques, identification de site et travaux de terrassement pour une
centrale à concentration solaire
A.SOMDA, Y. AZOUMAH, F. TSOBNANG, I. MADOUGOU, I. GUEYE.
Poster 14
137
Conception de la tour d’une centrale solaire en eco-materiaux sur le site de
kamboinsé / Design of the tower of a solar power plant with eco-friendly materials
on 2iE site
E. DJIPSU, A. MESSAN, A. LAWANE, R. MINANE, K. KOKOLE, F. TSOBNANG, Y. AZOUMAH, C. YEZOUMA
Poster 15
138
Etude comparative des caractéristiques mécaniques des blocs de terre comprimée
stabilisés : Cas de la stabilisation à la chaux et au ciment
CHAKIROU A. TOUKOUROU, CRÉPIN ZEVOUNOU, ANICET YAMONCHE ET ZÉPHÉRINE F. ASSOGBA
Poster 18
139
Etude structurale de la paroi du grenier en terre du nord du Bénin dans le cadre
d’une possible augmentation de son volume de stockage
MBARKA I., DR CISS A. ET DR GIBIGAYE M.
Poster 19
141
Eco-bat : ecobilan des bâtiments, outils d’aide à la conception
D. FAVRE, A. DURET
XIII
Poster 20
145
Caractérisation thermique d’un plâtre de gypse tunisien utilisé en tant que
matériau de construction
BEN MANSOUR M.; CHERIF A. S. ; BEN JABRALLAH S., BENHAMOU B.
Poster 21
146
Réutilisation des résidus miniers dans la fabrication de mortiers et bétons
composites pour des ouvrages souterrains
TIKOU BELEM, YASSER CHTAINI, KUMAR CHANDRA ROHIT
Poster 22
150
The new release of tropix software (version 7) on technological characteristics of
245 tropical and temperate timbers species
PARADIS S., GUIBAL D., VERNAY M., BEAUCHÊNE J., BRANCHERIAU L., CHÂLON I., DAIGREMONT
C., DÉTIENNE P., FOUQUET D., LANGBOUR P., LOTTE S., MÉJEAN C, THÉVENON M.-F., THIBAUT A.,
GÉRARD J.
Poster 23
151
Etude des blocs de terre comprimée (BTC) stabilisés au papier (cellulose) et au
ciment
E. OUEDRAOGO, O. COULIBALY, A. MESSAN, A. OUEDRAOGO
Liste des participants par ordre alphabétique
XIV
152
Introduction
La construction soutenable : un défi pour l’humanité
Gilles ESCADEILLAS
Professeur des Universités
Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC), UPS / INSA, Toulouse, France
Résumé
Comme écrit précédemment [1], le développement durable est un enjeu pour
l’avenir de la planète et sa prise en compte depuis la fin des années 80 commence
à se traduire par des changements multiples qui devraient être encore plus visibles
dans les prochaines décennies (énergie, transport, …). Compte tenu de son impact
important à la fois sur la consommation de ressources et sur les rejets en tout
genre, le domaine du Génie Civil (Bâtiment et Travaux Publics) est un des premiers
secteurs à être concerné par ces changements et il convient de proposer au plus
vite des solutions encore plus pérennes…
Cependant, il est apparu très vite une limite à la mise en œuvre de ces solutions
car elles affectent aussi les parties sociétales et économiques. Ainsi, il apparaît que
la notion de « construction soutenable » semble plus appropriée : elle prend bien
évidemment en compte la dimension environnementale du projet mais y associe
aussi les dimensions économique et sociétale en recherchant des solutions viables,
vivables et équitables. Cette approche « soutenable » permet surtout de mieux
prendre en compte les spécificités locales en termes de ressources, de besoins et
de moyens : on ne pourra pas construire de la même manière selon les régions ou
les pays mais on devra faire en sorte que les besoins de chacun soient satisfaits,
que ce soit pour le logement, sain et confortable, ou les déplacements, surs et
durables.
Quelques exemples de matériaux et de constructions soutenables seront donnés. Ils
concernent aussi bien le domaine du bâtiment que celui des travaux publics et plus
particulièrement de la route. Ils montrent qu’il est tout à fait possible de faire mieux
qu’aujourd’hui, en utilisant autant que possible les ressources et la main d’œuvre
locales et sans forcément dépenser davantage. Cela passe bien évidemment par
une meilleure connaissance des produits mais aussi par une plus grande diffusion
des connaissances et des savoir-faire.
[1] Escadeillas G., Les éco-matériaux dans la construction : enjeux et perspectives, Journées du RF2B,
Toulouse, 2006
XV
Stratégie de recherche de 2iE sur les éco-matériaux
de construction
François TSOBNANG
Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement,
Centre Commun Energie et Habitat Durables / Laboratoire Ecomatériaux de Construction.
[email protected]
Convaincu que les éco matériaux de construction - ou matériaux de construction répondant
non seulement aux critères techniques exigés des matériaux de construction mais aussi
à des critères environnementaux, de confort et de santé, tout au long de leur cycle de vie
peuvent jouer un rôle majeur dans le développement de l’économie verte en Afrique, 2iE
s’est dotée d’une stratégie de recherche dédiée.
La finalité poursuivie est de :
- répondre aux besoins de matériaux de construction performants, écologiques et
économiquement compétitifs, pour améliorer l’habitat des populations en Afrique,
- améliorer les conditions de transport des populations urbaines en forte croissance en
Afrique
- développer les capacités scientifiques et technologiques dans le domaine de la construction
durable
Pour atteindre ces objectifs, l’Institut entend :
- d’une part, mettre en place à Ouagadougou, au cœur de l’Afrique, une plateforme de
recherche, de R&D et d’innovation de haut niveau,
- d’autre part, fédérer des compétences aux niveaux africain et international pour
expérimenter les solutions innovantes de construction durable
Le laboratoire éco matériaux de construction, élément central de la stratégie mène les
activités de recherche structurées autour de deux axes complémentaires. Le premier est
orienté sur la conception, l’optimisation et la caractérisation multi-échelle de matériaux de
construction utilisant des composants naturels abondants et des déchets. Le second porte
sur le comportement thermo-mécanique, la durabilité des structures et l’analyse du cycle
de vie.
Les matériaux étudiés en raison de leur disponibilité et de leur potentiel sous exploité incluent
les géo matériaux( latérites, argiles, roches), les déchets urbains, miniers et industriels, les
fibres végétales (bois, sous-produits agricoles et agro-forestiers); les éco-ciments et les
éco-bétons. S’agissant des structures, les travaux de recherche portent sur les structures
mixtes ( terre/bois, terre/béton, bois/acier, ..), l’efficacité énergétique du bâtiment et la
pathologie et durabilité des ouvrages.. Pour développer les différents axes de recherche, le
laboratoire s’appuie sur une équipe permanente, des professeurs associés, des doctorants
et des étudiants de master. La stratégie prévoit le renforcement des ressources humaines
et des moyens d’investigations.
Notre communication précisera les enjeux, les objectifs scientifiques, les moyens
d’investigations disponibles aujourd’hui et à terme, les partenariats scientifiques ainsi que
les collaborations avec les entreprises. Nous présenterons également les premiers résultats
obtenus. Et pour terminer, nous ferons état des principaux atouts de 2iE en matière de
recherche et de formation dans le domaine des éco matériaux de construction.
XVI
THÈME 1
Éco-matériaux de construction :
sources, produits et défis scientifiques
1
Ecomatériaux de construction : Matériaux « Bas CO2 »
Enjeux et perspectives
S.MAXIMILIEN
MATEIS, INSA de Lyon
Résumé
L’industrie cimentière est responsable de 5% des émissions de CO2 et on prévoit
que ce chiffre atteigne 10% à l’horizon 2050. Ces émissions proviennent à plus
de 80% des pays émergents, le continent asiatique en tête, du fait de la forte
consommation nécessaire à leur développement. Pourtant, de nombreux efforts
sont faits depuis 1990, à tous les niveaux de la fabrication du ciment, pour
diminuer ces émissions. Mais la marge de progrès est encore conséquente.
Toutefois, des chercheurs soutiennent que la technologie actuelle de production
des matériaux cimentaires ne pourra pas atteindre des objectifs satisfaisants et
qu’une réforme technologique est inévitable.
Dans ces conditions, il pourrait être opportun de revaloriser des matériaux de
construction traditionnels, qui souffrent cependant d’un déficit d’image dans les
pays en développement d’une part, et d’autre part, d’un coût encore élevé dans
les pays développés dû à des techniques de mise en œuvre encore artisanales.
Moderniser, voire industrialiser la production d’un tel matériau pourrait être
une voie intéressante, mais qui se heurte aujourd’hui à plusieurs verrous
scientifiques.
2
Assemblages de structures bois-bois pour éléments porteurs
verticaux et horizontaux
D. DJOUBISSIE3, S. FUENTES1,2, A. MESSAN3, E. FOURNELY1,2, A.
BOUCHAÏR1,2,3
1 Clermont Université, Université Blaise Pascal, Institut Pascal, BP 10448, F-63000 Clermont-Ferrand, France
2 CNRS, UMR 6602, Institut Pascal, F-63171 Aubière, France
3 2IE, Ouagadougou, Burkina Faso
[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected], [email protected]
Résumé
L’utilisation du bois dans la construction connait un intérêt croissant à cause
des qualités intrinsèques du matériau et de l’évolution des préoccupations
environnementales..
Le matériau bois a connu peu d’études au regard de la complexité de sa nature
et de son comportement (matériau fortement anisotrope, non homogène, sensible
à l’humidité, à résistance limitée, …). Actuellement, les nouvelles technologies
permettent de maîtriser et d’améliorer la qualité du bois et des produits dérivés
manufacturés. Cependant, le développement de l’utilisation du matériau bois dans
la construction est conditionné par la maîtrise du comportement des composants et
de leurs assemblages. Les systèmes constitués de poteaux et de poutres peuvent
être associés à des panneaux diaphragmes horizontaux ou verticaux. Ces panneaux
remplissent des fonctions secondaires d’isolation et de séparation ou des fonctions
mécaniques de reprise d’efforts verticaux ou horizontaux. Les résistances de ces
diaphragmes dépendent de façon notable des caractéristiques de résistance et de
déformation des liaisons entre leurs éléments constitutifs. Ainsi, le développement
et l’optimisation des structures bois nécessitent la maîtrise du fonctionnement des
assemblages et des liaisons. Les hypothèses simplificatrices relatives aux rigidités
et aux résistances des assemblages adoptés dans les codes de dimensionnement
des structures bois limitent les possibilités de ces structures.
La présente étude menée au sein de la plateforme Matériaux et Structures pour
le Génie Civil (MSGC) de Polytech’ Clermont Ferrand porte sur la caractérisation
du comportement des liaisons dans les diaphragmes bois. Ainsi, un programme
expérimental est réalisé sur des essais push-out d’assemblages cloués solivespanneaux avec différentes configurations. Des essais de caractérisation des
matériaux sont aussi réalisés (solives, panneaux, clous).
3
L’objectif est d’avoir des résultats expérimentaux qui permettent d’alimenter et de
vérifier les modèles analytiques existants. Les modèles analytiques permettent de
déterminer la raideur relative au glissement à l’interface entre panneau et solive en
considérant les caractéristiques du clou et du bois.
Cette étude permet de définir le comportement des liaisons en termes de rigidité
et de résistance en comparant les résultats expérimentaux à la théorie de l’analyse
limite de Johansen et les valeurs prescrites par l’Eurocode 5 (Norme européenne de
conception et de calcul des structures en bois). Ces valeurs de rigidité sont définies
pour être intégrées dans une analyse globale du comportement d’un panneau
diaphragme en bois.
Mots Clés : Bois, Liaison, Comportement, Rigidité, Diaphragme
4
Sous-thème 1 : Sous-produits agricoles et forestiers
Sustainable construction based on non-conventional and
innovative materials and processing-engineered materials from
agriculture residues for appropriate housing and infrastructure
Juliano FIORELLI1; Holmer SAVASTANO Junior1*
1 University of São Paulo (USP), Av. Duque de Caxias Norte, 225, 13635-900 Pirassununga-SP, Brazil.
* Corresponding author, email [email protected].
Abstract
Agro-industrial wastes have recently attracted a great attention as sustainable
alternative of raw material applied to housing, rural facilities and infrastructure. This
work summarizes the results of some studies carried out by the Research Nucleus
on Materials for Biosystems at the University of Sao Paulo, Brazil focused toward the
development of cement based composites and particle boards with the incorporation
of agroindustrial wastes. Studies have been developed in two main topics regarding
(i) ashes with pozzolanic activity as partial substitutes of the ordinary Portland
cement (OPC) and vegetable fibres for the improvement of physical and mechanical
performance of such cementitious composites; (ii) particle boards produced with
bagasse, fibers, straw, husks and a two-component polyurethane resin based on
castor oil. Some examples of non-conventional materials under consideration are the
use of ashes of sugar cane waste, from rice husk and swine deep bedding, and fibres
extracted from the husk of the green coconut, peanut husks, bamboo pulp obtained by
organosolv process and recycled Kraft pulp recovered from cement bags. The work
shows the procedures of processing of these materials in the way that they can be
successfully used in the production of the cement based composites. The extrusion
is also evaluated as a potential process for the fabrication of cementitious composites
due to the improvements achieved in the mechanical and microstructural behavior.
The modification of the matrices by accelerated carbonation was applied in the initial
ages after fabrication, resulting in the upgrade of the mechanical behavior of the
obtained materials. The particle boards produced in thermal presses in laboratory
scale were subjected to degradation tests in order to simulate their durability under
the aggressive effect of tropical weathering. Pilot studies were carried out in order
to evaluate the performance of those boards in cattle handling facilities and poultry
houses. Several initiatives on raw materials modifications, adequate processing
variables and appropriate construction components are exemplified with potential
applications and transference of technology to the local industry in Brazil.
5
Essais d’optimisation de la formulation d’un composite cimentaire
renforce par des fibres de lin
M. GOMINA1*, S. CHAFEI2, F. KHADRAOUI2, M. BOUTOUIL2
1 Laboratoire CRISMAT UMR 6508 ENSICAEN/UCBN/CNRS, 6 Bd Mal Juin, 14050 Caen Cedex4, France.
2 ESITC Caen, 1 rue Pierre et Marie Curie, 14610 Epron, France. (*) [email protected]
Résumé
Ce travail s’intéresse à la rhéologie et aux propriétés mécaniques de composites
cimentaires renforcés par des fibres courtes de lin. Du fait du caractère hydrophile
des fibres de lin, leur association à une matrice cimentaire conduit à un mélange à
l’aspect insuffisamment hydraté et leur présence perturbe la réaction d›hydratation
du ciment. La prise et le durcissement des composites sont alors retardés (Chafei
et al, 2012). Ainsi donc il est nécessaire d’apporter un traitement aux fibres et / ou à
la matrice cimentaire pour éviter ces perturbations.
Ce travail rapporte les résultats obtenus pour différentes formulations qui ont été
caractérisées à l›état frais par des tests de maniabilité et de mesure de temps de
prise, et à létat durci par la détermination des propriétés mécaniques mesurées
par des essais de flexion trois points. Les propriétés physiques et mécaniques des
fibres de lin utilisées dans cette étude ont été également déterminées.
Les résultats indiquent une amélioration du comportement rhéologique des
mélanges mortier/fibres de lin suite aux différents traitements, et une augmentation
considérable de leurs performances mécaniques.
6
Production and evaluation of eco-friendly composite ceiling boards from
elephant grass (pennisetum purpureum) fibre and carbide waste mixed
with cement
A.O. OLORUNNISOLA1 and S. N. UZOR
Wood Products Engineering Unit Department of Agricultural & Environmental Engineering University of Ibadan, Nigeria
1 [email protected]
Abstract
Natural fibre-reinforced cement-based composites are finding increasing applications
in residential housing construction, including flooring, siding and roofing given the
growing interest in low cost housing for the masses in developing countries. Research
interest is also growing in non-conventional materials with unique properties and
cost benefits, primarily due to improvements in process technology and economic
factors (Kumara et al., 2009). These materials are produced by combining a lower
cost material with an expensive material.
Elephant grass (Pennisetum purpureum is a tall perennial plant, growing to 2m –
4.5m tall with leaves 30cm – 120cm long and 1cm – 5cm broad. It grows best
in high rainfall areas, but its deep root system allows it to survive in dry times. It
has the ability to spread naturally and is chemically composed of 4.23% of ash,
45.6% of α-cellulose, 1.5% of β-cellulose and 29.7% of γ-cellulose (Madakadze et al
2010). Traditionally, the grass is treated as a weed on farmlands or used as feed for
animals. However, fibre reinforced mortar and cement sheets are reportedly being
used in Zambia for low cost house construction (3-Co, 2010).
Cement is relatively expensive generally less available in the rural areas of Nigeria.
A recent study by Olorunnisola and Ogundipe (2012) has shown that it can be
partially replaced with. carbide waste, a by-product of oxy-acetylene gas welding.
It is derived from ethyne gas (C2H2(g)) by the action of cold water on calcium
carbide (CaC2(s)) and it is generally used for neutralizing acidic soils. Agbede and
Joel (2011) reported that the addition of carbide waste to shale greatly improved
its engineering properties. The objectives of this project were to produce ceiling
boards from a mixture of cement and carbide waste reinforced with elephant grass
(Pennisetum purpureum) fibre; and to determine the effects of partial replacement
of cement with carbide waste on the physical and mechanical properties of the
ceiling boards produced.
7
Influence de l’incorporation de la sciure de bois sur les propriétes
mécaniques des briques d’argile comprimée.
Emeruwa E., OUATTARA S., Boffoue M. O., KOUAKOU C. H., Assande A. A.,
KOUADIO K. C.,
Laboratoire De Geomateriaux, Universite Felix Houphouet Boigny, Pasres
Résumé
L’argile utilisée dans ce travail, pour l’élaboration de briques d’argile comprimée
(BAC) renforcée avec la sciure de bois est une argile de type kaolinique comportant
aussi de l’illite, et du quartz. Le renfort se présente sous forme granulaire, contenant
beaucoup de fines et quelques fibres courtes. Il est orienté de façon aléatoire dans
le composite.
Les résultats obtenus indiquent un allègement de l’ordre de 42 % pour une teneur
en sciure de bois de 25 %. On note aussi une légère variation de la résistance à la
flexion entre 0 et 20 % de sciure de bois. La résistance à la compression, quant à
elle, varie fortement entre 0 et 25 % de sciure de bois avec une valeur maximale de
4,47 MPa à 15 %. L’usure par abrasion des composites baisse aussi jusqu’à 15 %
de sciure de bois.
Tous ces résultats montrent que la teneur optimale à utiliser pour renforcer la BAC
ne doit pas excéder 15 % de sciure de bois afin de garantir de meilleures propriétés
physiques et mécaniques aux composites.
8
Détermination des caractéristiques thermophysiques du
matériau composite terre-ciment-paille : application aux
briques en terre comprimée
Chakirou A .TOUKOUROU*, Clément AHOUANNOU*, Romaric A. MONTEIRO*,
Sèfiou J. AVAMASSE*.
* Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Appliquée (LEMA) Ecole Polytechnique d’Abomey Calavi (EPAC)
01 BP 2009 COTONOU
E-mail : potemat @yahoo.fr ; [email protected]
Résumé
Le présent travail s’attache à déterminer les caractéristiques physiques et
thermiques du matériau composite terre-ciment-paille(CTCP). L’étude des propriétés
thermophysiques jumelées aux dispositions normatives nous a amené à faire varier
les pourcentages de ciment et de paille.
La méthode du plan chaud asymétrique a été utilisée pour déterminer la conductivité
thermique du matériau et déduire les paramètres thermiques tels que l’effusivité, la
diffusivité et la capacité calorifique. Cette méthode procède par une modélisation
quadripolaire unidimensionnelle (1D) .
Les résultats nous ont permis de retenir que le Bloc de terre comprimé stabilisé à
10% de ciment et incorporant 2% de paille présente de meilleures performances
thermiques et par conséquent présente un bon confort thermique.
9
Contribution à la valorisation des matériaux de proximite du Sud Bénin :
cas des coques de noix de palmistes pour la confection du béton.
M.GIBIGAYE ; ZEVOUNOU Crépin ; TCHEHOUALI Adolphe Godonou Gildas ;
GBAGUIDI Aïsse Gérard
Ecole Polytechnique d’Abomey-Calavi Laboratoire d’Energétique et Matériaux LEMA, Cotonou
[email protected]
Résumé
L’utilisation des résidus agricoles devient de plus en plus une alternative fiable pour
résoudre les problèmes aussi bien techniques qu’environnementaux actuels tels
que l’épuisement des sols et granulats classiques, la modification de la morphologie
des sols et du paysage, la diminution de la biodiversité (flore et faune) et la pollution
par les déchets agricoles. De plus, certains de ces déchets solides pourraient
être utilisés pour avoir des bétons légers dont l’utilisation induit une réduction
considérable de la charge morte des bâtiments.
La présente étude vise à apporter une contribution à la valorisation des résidus
d’exploitation agricole que sont les coques de noix de palmistes à travers leur
utilisation comme granulats dans le béton de ciment. La méthode de DREUX relative
à la formulation des bétons de granulats légers a été exploitée pour mettre au point
le béton de coques de noix de palmiste.
Il ressort des présents travaux que les coques de noix de palmistes sont des granulats
légers, moyennement compatibles avec le ciment et permettant d’avoir des bétons
légers de masse volumique variant entre 1400 et 1900 Kg/m3. La résistance à la
compression à 28 jours varie de 4 à 11 MPa en fonction de la valeur du rapport
coques sur sable en volume absolu.
L’étude de l’influence de la substitution partielle et progressive du gravier d’un béton
courant par les coques indique que la densité et les résistances mécaniques du
béton diminuent avec l’augmentation du pourcentage de coques.
Une étude de cas pratique a été faite et a porté sur le dimensionnement de quelques
éléments de la structure portante d’un module de trois salles de classe. Le béton
classique a été remplacé par le béton de coques de noix de palmistes. Les résultats
ont permis de conclure sur la possibilité de substitution du béton classique par celui
de coques.
10
Recettes traditionnelles de stabilisation de la terre crue avec des
composés organiques
Aurélie VISSAC1, Estel COLAS2, Laetitia FONTAINE1, Ann BOURGES2,
Thierry JOFFROY1, David GANDREAU1, Romain ANGER1
1 Laboratoire CRAterre - ENSAG, 60 avenue de Constantine, BP 2636, 38036 Grenoble cedex 2,
[email protected]; [email protected]
2 Laboratoire de Recherche des Monuments Historiques (LRMH), 29 rue de Paris, 77420 Champs sur Marne
Résumé
Les architectures de terre crue qui abritent les hommes depuis des millénaires, sont
des patrimoines particulièrement vulnérables aux phénomènes d’érosion. Cette
vulnérabilité est d’autant plus forte avec les changements climatiques qui confrontent
ces patrimoines à des conditions naturelles pour lesquels ils n’étaient pas construits
à l’origine. La conservation de façon authentique des architectures de terre pose
toujours la question de la durabilité des matériaux, solutionnée bien souvent par
un entretien régulier. Il existe, à travers le monde, une diversité incroyable de
recettes traditionnelles où l’on associe la terre à des stabilisants d’origine animale
ou végétale. Ces substances organiques libèrent pour certaines de longues chaînes
biopolymères qui interagissent avec les plaquettes d’argiles [1], renforçant certaines
propriétés de la terre (cohésion, plasticité, résistance à l’eau, etc.). Ces molécules
du vivant sont classées en quatre catégories : les polysaccharides (cellulose,
amidon etc.), les lipides (huiles, graisses et cires), les protéines (albumine, caséine,
collagène) et enfin une catégorie comprenant d’autres composés complexes (tanins,
résines).
Ce programme de recherche porte sur l’inventaire des pratiques traditionnelles puis
l’état de l’art des interactions argile-biopolymères et enfin sur la mise au point de
tests de laboratoire et de terrain afin de comprendre et d’appliquer ces recettes pour
la conservation des patrimoines en terre.
11
Conception de briquettes de façade flexibles pour les murs
arrondis/influence de la classe du ciment sur les performances
de blocs de terre comprimée.
Emeruwa E., BOFFOUE M. O., JOLISSAINT O. S. P., KOUAKOU C. H., ASSANDE
A. A., KOUADIO K. C.,
Laboratoire de géo matériaux, Université Félix Houphouët Boigny, Pasres.
Résumé
L’industrie du bâtiment a recourt à une grande gamme de produits: briques, bétons,
carreaux et les briquettes de façade. Les briquettes de façade sont des matériaux
de construction fabriquées généralement à base de sable, d’argile et comme liant le
ciment ou d’argile cuite. Elles sont utilisées pour le revêtement extérieur et interieur
des bâtiments.
L’emploi des briquettes de façade dans le bâtiment au niveau des murs et surtout
des structures arrondies constitue un problème que doivent resoudre les poseurs
car ces briquettes sont rigides. Par consequent, ils sont obligés de les tailler avec
le risque que cela comporte de destruction du materiau. De plus cette modelisation
nécessite pour le maçon beaucoup d›énergies physiques et une perte de temps.
De surcroit la finition de la pose de briquettes sur les strucures arrondies est en
générale mauvaise.
Ainsi dans le soucis de remedier à ces problèmes de l’inadaptation de ces briquettes
sur des surfaces arrondies, des briquettes flexibles à base de sable et de latex
d’hévéa ont été mises au point.
12
Volcanic ash based geopolymer: a potential opportunity for
environmentally friendly building materials in cameroon
P. Ninla LEMOUGNA*, U. Chinje MELO , E. KAMSEU
Physico-Chemistry of Mineral Materials Laboratory, University of Yaoundé I, and Local
Materials Promotion Authority, MINRESI/MIPROMALO, P.O. Box 2396, Yaounde, Cameroon
*Corresponding author e-mail: [email protected]
Abstract
Geopolymers are inorganic polymers generally obtained from polycondensation
of alumino silicates in alkaline medium. The wide diversity of their potential
applications include: fire-resistant materials, decorative stone, insulation, low-tech
building materials, various types of refractory, foundries, cement and concrete. The
geopolymers syntheses have the advantage of being environmentally friendly and
very low producer of greenhouse gases.
In Cameroon, despite the availability of large deposits of raw materials for geopolymer
synthesis, the advantages of this technology remain unexploited. The successful
development of geopolymers for building or low grade refractory application from
available local materials such as volcanic ashes would therefore provide a good
alternative in supplying building materials in Cameroon as well as countries with
similar deposits.
The present communication highlights the potentialities of using volcanic ashes to
increase the offer in building materials in Cameroon.
13
Eco-construction materials and the challenges of the XXI Century
Prof. Normando Perazzo BARBOSA
Federal University of Paraíba João Pessoa - PB – Brazil
Abstract
In this new millennium the mankind has some challenges that are directly linked to
Architecture and Engineering. In this work, the environmental impact caused by the
industrialized materials and conventional construction are shown. The sustainability
concepts are discussed. The properties and potentialities of the earth blocks type
Mattone to sustainable construction and an experience of technology transfer in
poor area are presented. Some researches made in the field of eco-materials at the
Federal University of Paraiba, Brazil are also showed.
14
Quelles utilisations des matières végétales dans le génie civil pour un
développement durable en afrique ?
THOMASSIN Jean-Huguesa et NEYA Bélib
a Université de Poitiers – ENSIP 1 rue Marcel Doré 86022 Poitiers Cedex FRANCE
et LEMC - 2IE Ouagadougou Burkina Faso
b DPF/INERA 04 BP 8645 Ouagadougou 04 Burkina Faso
Email : [email protected]
Résumé
1 - Introduction
Dans de nombreux pays de par le monde, l’utilisation des matières d’origine
végétale se développe de façon croissante dans des applications du génie civil,
et notamment pour la construction. Ce développement est évidemment à relier à
la pénurie de matières premières mais également aux besoins de répondre à des
préoccupations environnementales et de développement durable.
La crise économique mondiale et la dévaluation des monnaies africaines imposent
à chaque pays africain de restreindre ses importations en matière de matériaux
de construction, d›où une impérieuse nécessité de valoriser des produits locaux.
A cet égard, on trouve en Afrique un grand nombre de fibres végétales soit à l›état
naturel soit sous la forme de déchets végétaux consécutifs à l›extraction industrielle
de substances alimentaires (riz, sucre,...), pouvant offrir une grande diversité
d›applications dans le domaine du génie civil.
Mais le continent africain offre également des exemples en matière d›utilisation
des végétaux et il serait intéressant d›approfondir ces données qui peuvent parfois
paraître relever de la tradition mais qui sont aussi prometteurs de développement
économique durable : citons les mélanges fibres et argiles pour fabriquer le banco,
les couvertures des cases en treillis à base d›Andropogon, voire l›épandage de
décoction de néré qui durcit les matériaux graveleux des cours et les compacte en
un matériau comparable à un béton.
Cette communication a pour objectif principal de montrer à partir d›expérimentations
réalisées au Burkina Faso et complétées en France, que les ressources naturelles
d’origine végétale peuvent trouver des applications dans des éco-matériaux et
faire l’objet d’innovations technologiques tant au niveau matériaux que technique
constructive.
15
2 - Les ressources d’origine végétale
2 - 1 Les fibres : plusieurs types de fibres peuvent faire l’objet de valorisation. Ce
sont des fibres longues très résistantes (une herbacée du genre Hibiscus,) qu’on
peut obtenir par rouissage, des fibres qui devront subir un traitement avant utilisation
(péricarpe des fruits du rônier), le sisal (fibre intéressante car creuse, et pouvant
être segmentée pour obtenir un spectre granulométrique étalé), le coton, ...
2 - 2 Les déchets végétaux : ce sont les résidus d’activité diverses. Par exemple,
les fibres de noix de coco qui résultent de l’activité humaine (nourriture), les déchets
d’activité industrielle tels que la bagasse de canne à sucre, la balle de riz, et les
déchets issus des activités agricoles (les tiges de cotonnier).
2 - 3 Les extraits végétaux : sont ici regroupés des produits utilisés de manière
traditionnelle mais dont on ne connaît pas bien les principes actifs pouvant
expliquer certaines applications remarquables. Citons par exemple la décoction
de néré qui permet de renforcer des matériaux à base de terre et de graveleux
latéritiques, qui avec le temps deviennent des matériaux aussi dur qu›un béton
(réaction photo catalytique ?), ou encore le résidu gras pâteux issu de la fabrication
du beurre de karité que les femmes badigeonnent sur les murs des cases qui
deviennent imperméables à l’eau et assurent un relatif confort thermique. Il faut
également mentionner les extratibles contenus dans les les bois de certains arbres
: par exemple, Pterocarpus erinaceus, Prosopis africana, Burkea africana ont été
étudiés au laboratoire et les résultats montrent que les extraits identifiés ont un effet
répulsif des parasites, champignons ou insectes (termites,...) qui essayent de se
développer dans les bois des habitations. On peut enfin citer différentes décoctions,
obtenues suite à la macération de graines de Swartzia ou de Cassia siberriana qui
servent à badigeonner les bois pour les mettre à l’abri des attaques des agents de
dégradation du bois en milieu rural.
3 - La valorisation des déchets végétaux
3 - 1 Panneaux d’isolation
Ces matériaux de base des habitations africaines sont à l’heure actuelle
essentiellement constitués par le contreplaqué qu›il faut importer et qui revient
cher à l›économie du pays. Une voie alternative a été développée en s’inspirant
des technologies européennes, en mélangeant les fibres avec un liant organique
ou minéral. Les essais sont concluants quelque soit la technologie utilisée, de
l›industrielle avec des colles urée-formol par exemple, aux plus rustiques en
mélangeant les fibres avec un liant ou un mélange de liants minéraux (ciment, plâtre,
chaux). Le développement de cette filière nécessite bien sûr des améliorations,
notamment au niveau de la tenue mécanique lorsqu›on utilise un liant minéral,
mais une étude de marché a montré l’attrait de ce genre de matériau auprès des
professionnels de la construction.
16
3 - 2 Béton de fibres :
Cette piste est certainement très prometteuse si on la compare à l›exemple du
béton de chanvre qui se développe en Europe. Elle permettrait de construire des
bâtiments qui présenteraient un confort thermique amélioré par rapport à l’existant
africain, pour des coûts assez bas. Cette voie de développement repose sur
l›identification des fibres à utiliser, l’estimation de la ressource (développer une
agriculture pour avoir de la matière première fiable et abondante), et sur la qualité
des liants hydrauliques à disposition. Ce développement économique, si il était
envisagé, constituerait non seulement un moteur d’activités pour des zones peu
favorisées mais également une source de revenus économiques non négligeable
pour le pays.
4 - L’innovation technologique
Au travers des expériences conduites au Burkina Faso pendant plus de dix années,
plusieurs secteurs innovants ont pu être dégagés pour les fibres étudiées à savoir :
4 - 1 Les géotextiles :
Ces matériaux ont été élaborés à partir de fibres de rônier ou de fibres d’une
herbacée du genre Hibiscus. Tout le processus conduisant au produit fini a été
envisagé : le rouissage des fibres, le cardage (invention d’une machine à carder),
le tissage par des groupements de femmes. Les produits élaborés peuvent être
utilisés en génie civil (renforcement des talus, routes, ...), mais également dans le
domaine de l’hydraulique (filtration), voire en support de cultures.
4 - 2 Les panneaux de toiture :
Les essais réalisés à partir de mélanges très divers visent à mettre au point des
matériaux de type tôle ondulée mais sans métal conducteur. Plusieurs mélanges
ont été réalisés en associant des fibres de toute sorte (balle de riz, bagasse de
canne à sucre, fibres d’Andropogon) et des liants (bitume, ciment, gomme arabique,
plâtre, chaux). Des plans d›expériences ont été mis au point pour déterminer
les meilleurs mélanges qui ont ensuite été façonnés et, après séchage, mis en
conditions d’exposition aux effets climatiques (chaleur intense, pluie). Deux essais
ont passés les tests avec satisfaction : il reste à valider les formulations sur des
produits de plus grandes dimensions et à s’assurer d’une qualité constante des
liants utilisés. Complétant cette investigation, une étude économique a été réalisée
par un étudiant burkinabè (fin de projet de l’Ecole Supérieure de Commerce de
Poitiers) et les partenaires locaux consultés ont été favorablement impressionnés
par les résultats préliminaires.
17
5 - Conclusion
A travers ces quelques témoignages, on voit se dégager plusieurs pistes de
réflexion et de développement technologique et économique. Il paraît cependant
indispensable que les personnes ressources du côté des matières végétales soient
écoutés au travers des réponses qu›ils peuvent apporter à l›expression des besoins
en tant que matériaux.
Il est également indispensable que tous les acteurs concernés se mettent autour de
la table pour définir les priorités et les rôles de chacun, planifier et coordonner les
demandes d’investissements pour l’acquisition des matériels indispensables à une
recherche efficace sur les éco-matériaux. A cet égard, au Burkina Faso, la synergie
entre le 2iE, l’université et le CNRST (INERA) pourrait servir de base à l’émergence
d’un pôle de référence sur le continent africain.
Enfin, la tradition africaine doit également apporter sa contribution au travers des
savoir-faire qui se transmettent de bouche à oreille, de génération en génération. Il y
a certainement encore des idées à transcrire dans des applications technologiques
pour l’essor économique des pays africains dans le respect d’un développement
durable.
18
Valorisation des fibres végétales dans la préparation des remblais
miniers cimentés
Tikou BELEM, Ibrahima HANE, Babak KOOHESTANI, Nabassé J.-F. KOUPOULI
Institut de Recherche sur les Mines et l’Environnement (IRME)
Unité de Recherche et de Service en Technologie Minérale (URSTM)
Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT)
445 boul. de l’Université – Rouyn-Noranda (Québec) J9X 5E4, CANADA
Courriel : [email protected]
Résumé
De nos jours, il n’est nul besoin de démontrer l’importance des industries forestière
et minière dans l’économie québécoise en particulier et canadienne en général. Mais
malgré leurs contributions majeures et positives à l›essor économique du Québec,
ces deux industries peuvent également générer de grandes quantités de rejets
sous forme liquide, gazeuse et solides. Ces différentes formes de rejets industriels
peuvent alors potentiellement présenter des effets néfastes sur l’environnement,
dépendant de l’adéquation de leur mode d’entreposage. De plus, avec les réalités
des changements climatiques, de la nécessité de la préservation des ressources
naturelles et avec le concept de développement durable, il devient plus que crucial
de mettre les bouchées doubles dans le processus de réduction des quantités des
rejets industriels par leur recyclage ou réutilisation systématique.
Il est bien connu que les fibres végétales peuvent être utilisées dans des
composites cimentaires (généralement du ciment Portland) tels que les panneaux
de bois composites ayant des propriétés physico-chimiques, mécaniques et
microstructurales améliorées. Ces panneaux de composites bois-ciment sont
souvent destinés à un usage à la fois intérieur et extérieur (en remplacement des
panneaux de gypse conventionnels) dans la construction verte résidentielle et
commerciale. Quant aux résidus miniers générés lors du traitement des minerais,
jusqu’à 50 % peuvent être retournés sous terre sous forme de remblais miniers
cimentés (mélange des résidus, d’eau et de ciment jouant le rôle d’agent liant)
destinés à un rôle de support secondaire des terrains instables (toits et murs des
excavations souterraines). Il apparaît donc que pour les industries minières et des
produits du bois, il existe encore une grande place à des alternatives de recyclage
ou de valorisation des rejets industriels générés. Pour l’industrie des produits du
bois, l’une des alternatives serait notamment la possibilité de recyclage des fibres à
base de bois provenant des résidus d’écorces et de bois ainsi que de papier recyclé
et de boues papetières comme substituts des matériaux granulaires dans l’industrie
de la construction verte résidentielle et commerciale.
Pour l’industrie minière, l’une des alternatives serait plutôt la possibilité de recyclage
19
des résidus miniers comme substitut partiel ou total dans la préparation de béton
projeté composite ou de béton et mortier composites. Le but de cette étude est de
voir comment il serait possible de réduire les matières résiduelles du bois (fibres
ligno-cellulosiques) en les combinant avec les rejets miniers pour la fabrication des
remblais en pâte cimentés. Ce projet de recherche a été réalisé selon 3 phases
successives, chacune permettant d’accéder à la phase subséquente.
La phase I était une phase exploratoire et comportait quatre séries d’essais
(série 1 à 4). Cette phase était le premier contact entre le remblai et les fibres
naturelles. Il fallait d’abord chercher à comprendre l’impact de l’ajout de fibres lignocellulosiques sur l’acquisition de résistance mécanique (UCS) par les remblais,
mais aussi de celui de leur ajout sur le facteur rhéologique tel que la consistance
mesurée par l’affaissement (ou slump) du remblai. En effet, aucune résistance
mécanique potentielle du remblai ne sera utile si le remblai ne peut être délivré à
l’endroit prévu sous terre. Les mélanges de remblai avec fibres ligno-cellulosiques
ont été préparés avec des résidus de la mine A (séries 1 à 3) et de la mine B
(série 4). Ces essais ont permis d’entrevoir que les écorces d’arbres broyées
semblaient très prometteuses pour l’amélioration de la résistance mécanique des
remblais en pâte cimentés. De plus, l’ajout de fibres ligno-cellulosiques dans les
mélanges de remblai en pâte cimenté entraine systématiquement une diminution
de l’affaissement mesuré (augmentation de la consistance), mais à l’intérieur de la
plage d’affaissement observée dans l’industrie minière.
La phase II était une phase d’orientation et comportait une seule série d’essais
(série 5). Dans cette phase, une méthode rationnelle de dosage des fibres a été
élaborée afin d’aider au choix de la meilleure possible. En effet, les fibres peuvent
être dosées par rapport à i) leur capacité de saturation en eau, ii) leur proportion
massique dans le mélange de remblai cimenté avec fibres, iii) leur capacité de
rétention d’une partie de l’eau de mélange, iv) la masse totale de liant dans le
mélange, et enfin v) comme substitut du liant dans le mélange. Les essais de cette
phase ont montré que la meilleure formulation est celle reposant sur la détermination
de la proportion de fibres par rapport à la masse de liant dans le mélange. De plus,
il ressortait que cette proportion variera entre 10% et 40% (Figure 1).
La phase III était la phase d’optimisation de la meilleure formulation possible et
comportait également une seule série d’essais (série 6). Dans cette phase, deux
types d’agent liant ont été testé (ciment Portland type GU seul et 20% de GU et
80% de Slag = liant GU+S) à trois pourcentages différents (3, 5 et 7%) à un seul
affaissement de 7 pouces (177.8 mm, correspondant à 76% de solides) et avec trois
types de fibres ligno-cellulosiques (sciures de bois de peuplier, écorces d’arbres
broyées, boues papetières). Les éprouvettes fabriquées et conditionnées dans
une chambre humide (à 20°C et 80% HR) ont ensuite été testées en compression
uniaxiale (détermination de la résistance en compression uniaxiale, UCS) après
7, 14 et 28 jours de cure (avec un premier lot testé à des temps de cure de 14,
28 et 56 jours). Les résultats disponibles au moment de la rédaction de ce rapport
montrent que les meilleures formulations apportant entre 38 et 43% de gain en
résistance mécanique par rapport aux témoins sans fibres sont obtenues avec 3 et
20
5% du liant GU+S et avec 10% respectivement de boues papetières et d’écorces
broyées à la taille de 1 mm environ).
Figure 1 – Évolution d’UCS pour des remblais en pâte cimentés de la mine B avec différents dosages des sciures de bois en
comparaison à l’UCS du mélange témoin : a) liant = 100% du ciment Portland type GU, b) liant = 20% du ciment GU et 80% de
Slag (GU+S)
Figure 2 – Évolution d’UCS en fonction du temps de cure des remblais en pâte cimentés de la mine B avec 5% du liant GU et du
liant GU+slag(S) : a et d) dosage avec des sciures de bois de peuplier faux tremble; b et e) dosage avec des écorces d’arbres
broyées; c et f) dosage avec des boues papetières
21
Pressed adobes blocks stabilized with hibiscus cannabinus fibers
Younoussa MILLOGOa,d *, Jean-Claude MORELb, Jean-Emmanuel AUBERTc,
Raguilnaba OUEDRAOGOd Khosrow GHAVAMIe
a Unité de Formation et de Recherche en Sciences et Techniques, Université Polytechnique de Bobo-Dioulasso,
01 BP 1091 Bobo 01, Burkina Faso.
b Département Génie Civil et Bâtiment, FRE 3237 CNRS, Ecole Nationale des Travaux Publics de l›Etat, Université
de Lyon, Rue Maurice Audin, 69518 Vaulx en Velin cedex, France
c Université de Toulouse, LMDC (Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions), 135, avenue de
Rangueil,31 077 Toulouse, France
d Unité de Formation et de Recherche en Sciences Exactes et Appliquées, Université de Ouagadougou, Laboratoire
de Physico-Chimie et de Technologie des Matériaux, 03 BP 7021, Ouagadougou 03
e Pontificia Universidade Catolica (PUC-Rio), Rua Marques de Sao Vicente 225, 22451-041 Rio de Janeiro, Brasil
Abstract
Physicochemical by means of X-ray diffraction (XRD), infrared spectroscopy, thermal
gravimetric and derive thermal gravimetric analyses (TGA-DTGA), chemical analysis
scanning electronic microscopy (SEM) and video microscopy, and mechanical
properties of Hibiscus Cannabinus fibers (0.2 to 0.8 wt.% as contents and 3cm
and 6cm as lengths) from Burkina Faso used in the stabilization of Pressed Adobe
Blocks (PABs) were investigated. The fibers was mainly constituted of cellulose type I
(70.4wt. %), hemicelluloses (18.9wt ;%) and lignin (3wt. %) and feeble amount of ash
(1.3wt. %), was characterized by a good tensile strength (1GPa) and Young’s modulus
(136GPa) linked to the high amount of cellulose I. The incorporation of short fibers of
Hibiscus cannabinus reduced the number and sizes of pores and the propagation of
cracks in the PABs due to a good adherence of fibers with clay matrix and therefore
improved their mechanical properties of such PABs. The elaborated PABs had an
elastoplastic behavior and were suitable as building materials in masonry structure
according to the required standards.
22
Elargir le champ des applications des matériaux du végétal pour réduire
l’emploi des energies fossiles
GÉRARD J.*, LANGBOUR P., GUIBAL D.
Unité de Recherche Biomasse, Bois, Energie, Bioproduits (BioWooEB), CIRAD
(*) [email protected]
Résumé
L’essentiel de la biomasse produite à la surface du globe (12.1011 t/an) est constituée
de lignocellulose, la part de saccharose et d’amidon étant beaucoup plus faible
toutes proportions gardées (108t). Près de 80% de la biomasse végétale produite
dans le monde est constituée par le bois (issu d’espèces à croissance secondaires)
et les matériaux homologues élaborés par des espèces à croissance primaire à port
arboré (palmiers dont cocotier, bambou...). La part restante correspond à la matière
première lignocellulosique des plantes annuelles spécifiquement cultivées pour
leurs fibres (coton, lin, chanvre…) et surtout des co-produits de plantes cultivées à
d’autres fins (pailles et tiges de céréales ou d’oléagineux, bagasses…). Une partie
des fibres issues de ces co-produits est valorisée pour des applications multiples
autres que la production d’énergie : pâte à papier, biomatériaux, bioproduits. Ces
applications sont parfois limitées par la grande variété de répartition celluloselignine-hémicellulose et de structure de ces biopolymères. Leur développement
se heurte aussi au manque d’organisation de la collecte et du transport de ces
fibres ainsi qu’à la fréquente nécessité de les abandonner sur place après récolte
afin de maintenir la fertilité des sols. La contribution des matériaux du végétal (ou
matériaux ligneux) à la limitation de l’emploi des énergies fossiles se décline à
plusieurs niveaux : (i) par comparaison aux autres matériaux, leur élaboration et
leur mise en œuvre nécessite très peu d’énergie, (ii) les matériaux ligneux stockent
du carbone durant leur phase d’élaboration et le conserve durablement après leur
mise en œuvre, ceci sur toute la durée de vie des produits fabriqués ; (iii) des gains
d’énergie supplémentaires sont générés par des circuits de transport courts lorsque
ces biomatériaux sont mis en œuvre localement à la place de matériaux importés.
La valorisation en énergie d’une biomasse lignocellulosique donnée ne peut être
envisagée de façon économiquement satisfaisante que si la fraction matériau de
cette ressource est valorisée de façon complète dans des utilisations à plus haute
valeur ajoutée (i.e. sous forme de matériaux), si possible localement et notamment
dans l’habitat. Les sous-produits ou co-produits à vocation énergétique directe sont
alors obtenus à plus faible coût. Les filières Matériaux du végétal et Bioénergie
d’origine lignocellulosique forment un continuum lié au stockage du carbone dans
la matière première puis à son utilisation à des fins énergétiques en fin de vie,
intégrant la production de carbone végétal dont certaines applications se situent à
mi-chemin entre matériaux ligneux et bioénergies.
23
Non-conventionnal materials and technologies for green growth of africa
Khosrow GHAVAMI
Professor of Civil Engineering Department, Pontificia Universidade Catolica do Rio de Janeiro, Brazil,
[email protected]
Abstract
Significant research has been carried out since 1979 on the physical and basic
macro-mechanical properties of bamboo besides the development of composites
reinforced with vegetable fibers at PUC-Rio. A functionally graded distribution of
fibers in bamboo has been identified. Gradations were observed in longitudinal and
radial directions. Bamboo in its natural habitat acts as a cantilever beam with a fixed
support in the soil and is subjected to its own weight and wind load. Therefore, it
has a naturally optimized structure to resist bending moments. The strengths are
highest along the outside and lowest in the inside surfaces, respectively. In general,
the strengths are also highest in those sections closer to the ground. Further studies
of the fracture and toughening mechanisms in bamboo structures were carried
out which will be discussed in this paper. On the whole, advanced research on
Non-Conventional Materials and Technologies (NOCMAT) have shown that it is
now possible to produce high performance fibre reinforced composites (FRC) and
bamboo composites meeting any engineering demand. Therefore the challenge
of the 21st century is to meet the need for cost-effective, durable and eco-friendly
construction materials that will meet the global needs of infrastructure regeneration
and rehabilitation which alone can enhance the quality of life for all the peoples of the
world and in special in African countries where these materials exist in abundance.
This paper shows that a judicious combination of pozzolanic/cementitious materials,
chemical admixtures fibres and bamboo can produce a wide range of FRC that are
durable, strong and stiff, highly crack resistant, very ductile and capable of large
amounts of energy absorption. Such materials will find extensive applications in
the civil engineering. In particular, the development of durable natural fibre cement
composites and bamboo poses a gigantic challenge to the science and skills of
engineering - a challenge which, if successful, can create the most exciting, ecofriendly construction material backed by an endless supply of renewable natural
resources in the African continent.
24
Etude des caractéristiques physico-mécaniques des tuiles en micro-béton
fabriquées localement à base de la gomme arabique.
BOZABE R. Karka1*, TOUKOUROU C. Akanho1, Mahouton N. HOUNKONNOU2.
1 Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Appliquée (LEMA). Ecole Polytechnique d’Abomey Calavi, Cotonou
(Benin)
2 Chaire Internationale de physique mathématique et applications (UNESCO)
(*) [email protected]
Résumé
La présente étude a pour objet la validation de l’utilisation d’un liant végétal naturel
comme matrice dans l’élaboration des matériaux de construction. La gomme
arabique, également connue sous le nom de gomme Sénégal, en substitution du
ciment a été utilisée pour la fabrication des tuiles en micro-béton. Les méthodes
expérimentales des essais dites de « mise au point », des « essais erreurs » et les
propriétés naturelles de cette matière première ont servi pour déterminer les rapports
optimaux de l’eau sur la gomme arabique (E/G) et de la solution de la gomme
arabique sur le sable (SG/S). Avec ces rapports, les essais de contrôle (flexion,
traction, choc, etc.) ont été effectués sur les tuiles romanes d’expérimentations de
dimensions 500x250x10mm3. Les résultats de ces essais nous montrent que par
rapport aux tuiles en ciment, ces tuiles à base de la gomme sont belles et biens
résistantes et leurs aspects physiques ne posent aucun problème. D’ailleurs, pour
les résistances mécaniques, l’analyse statique et dynamique modale par simulation
numérique confirme ces résultats. Toutefois, pendant leur exploitation, on constate
que les tuiles à base de la gomme arabique sont instables vis-à-vis des intempéries
(humidité et chaleur). Pour stabiliser ces types de tuile, deux solutions sont à
envisager :
- Soit, on fait cuire les tuiles dans des fours après séchage au soleil ou dans les séchoirs;
- Soit, il faut ajouter un peu du ciment (proportion à déterminer) pendant la confection
du mortier avec la solution de la gomme. En effet, on constate malheureusement que
la gomme arabique n’a pas les réactions chimiques d’hydratation du ciment. Nous
avons choisi la seconde solution parce que la première nécessite une consommation
importante d’énergie.
Cette étude, qui fait la synthèse d’un ensemble de résultats obtenus sur la gomme
arabique et les tuiles à base de cette gomme a été réalisée dans le but de disposer
des informations de références d’utilisation pratique dans des pays du sahel. Enfin
désormais, nous pouvons envisager de couvrir nos ouvrages avec ces types de tuiles
à cause de ces nombreux avantages par rapport aux autres types de couverture (tôles
ondulées an aluminium, etc.).
25
Strength of timbers : A case study in Cambodia
CHHOUK Chhay Horng1*
1Department of Civil Engineering, Institute of Technology of Cambodia, Phnom Penh, 12150, Cambodia
(*) [email protected]
Abstract
This study investigates the strength properties of timbers which are mostly used
in the construction field in Cambodia. About 46 species of timbers selected from
4 categories of wood are tested in the laboratory of Institute of Technology of
Cambodia. The tests are done to measure the compressive strength parallel to the
grain, compressive strength perpendicular to the grain, tensile strength perpendicular
to the grain, bending strength and shear strength of each species of timbers; at the
meantime, the unit weight, density, humidity and moisture content of timbers are
also measured. The results from the experiments are found that the unit weight of
lumbers is very different from one species to another. It can be observed that as
the density increases, the various strength properties also increase. Some timbers
resist very well under the ground like as PHCHEK (Shorea Obtusa), some others
resist in water well than others, for example KOKI (Hopea Odorata). The outcome of
the study could help students, researchers, construction companies and architects
design and construct wood construction projects more economically, safely and
appropriately. The results of this study can be additionally useful for future research
and shared with other researchers in different institutions within the region.
26
Studies insulating lightweight concrete made ​​of biological
origin aggregates
M. Savytskyia, M. Babenkoa, A. Konoplyanika, M. Storozhuka,
K.Limamb*
* Corresponding author : Tel : +33-5-46-45-86-234 ;
fax : +33-5-46-45-42-41.
E-mail address : [email protected]
Dept. reinforce-concrete and stoune constructions, SHEE “Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering
and Architecture”, 49600 Dnipropetrovsk (Ukraine)
a
b
Laboratory of engineering sciences for environment (LaSIE), University of La Rochelle, France
Abstract
In the construction of houses, the use of local materials such as straw, reeds,
or hemp, is a tradition in Ukraine. Therefore, it is a great experience concerning
developed techniques using natural materials very suitable for the construction
of housing subject to specific meteorological conditions. Should be noted that
Ukraine, as a major producer of cereals, meets every year with more than 5
million tons of straw, and thus with a high potential for use of a material that can
be added to the construction of buildings through these insulating properties. The
studies proposed here are twofold. On the one hand they are used to determine
the thermal and mechanical properties of local materials (organic light concrete
materials including organic) d `other developing composition of concrete density
390-430 kg/m3 based on the cutting hemp and complex systems linking “sodium
Silicate - Portland cement.”
1. Introduction
The construction industry strongly impacts the environment and is economically
very important for a country because it represents a powerful lever for development
policies. Buildings are responsible for more than one third of emissions of
carbon dioxide (Diana et al., 2008). It should be noted that carbon dioxide is a
major greenhouse gas responsible for global warming. It is currently estimated
that CO2 contributes about 50% to the greenhouse effect (Dincer, 1999). Thus,
the balance of gaseous emissions from the cement manufacturing process is
estimated at 0.8 tons of CO2 equivalent per ton of clinker which makes the cement
industry a major emitting industries greenhouse gas emissions (Escadeillas,
2006 ). Hydraulic concrete, made from cement, water and aggregate, do not
27
have good thermal insulation capacity since its thermal conductivity is about 1.7
(Wm-1.K-1) for a density of 2400 kg / m3. (De Herde & Evrard, 2005).
Authors like Constatinos et al. (2007) confirm that the selection of building
materials with low environmental impact is expected to effectively reduce
emissions of carbon dioxide, which shows that there real economic and scientific
challenges to be met to have products to achieve the same construction but with
the lowest environmental impact possible (Escadeillas, 2006). The application
of these approaches requires consideration for building materials in addition to
mechanical properties, other properties such as thermal and acoustic insulation
or environmental impact. We must now find alternative solutions for current
construction materials are not biodegradable and pose some problems for
recycling (Bevan & Woolley, 2008). Note also that the cement (base material),
has significant drawbacks.
Today, there is an interest in the use of natural materials such as plants (wood,
straw, hemp, flax, earth, ..), and new alternatives (called Eco-materials). Regarding
plants, they can help limit non-negligible emissions of greenhouse gases due to
their ability to CO2 sequestration. In addition, the use of natural materials with
innovative construction also reduces the cost of construction (low cost clay and
straw). In addition, these materials can be implemented by processes of selfconstruction, which can reduce the cost of construction and operation of such
buildings with improved environmental performance (Halliday, 2008). We note
that the idea of ​​using plant material in the field of construction is not new: it still
happens today to discover in the old plaster with lime reinforcements consisting
of straws. However, with the advent of new materials such as concrete or
polymers, these techniques have gradually fallen into disuse. Regarding hemp,
this material has great potential to contribute to the construction (Halliday,
2008). Since the early ninety, hundreds of hemp concrete houses were built in
France. But there is no validation for regulatory use. Many materials with low
environmental impacts are not yet standardized. Now it is very important to be
aware of their characteristics to design the best use. From a scientific point of
view, the research remains to be done on the development and optimization of
performance (mechanical, thermal, humidity) of these materials are numerous
and very important. If we take the example of the straw, global production is
estimated at 120,000 tons per year (ADEME, 2005). This material is considered
material “clean” because of its environmental benefits: improved soil and has
low energy consumption for its production (due to good crop yields with low input
use), favorable CO2 balance, little or no problem managing end of life.
2. Materials and methods
Our contribution in the laboratory (SHEE) was to conduct a series of experiments
to study locally available materials that can be used in the construction of
green building envelope using lightweight concrete and traditional insulation
28
(including hemp, straw, cane stalks). Equipped with a device and a very specific
measurement technique, we begin by describing the characteristics of the
measuring device used before listing the steps of the experimental protocol was
followed to achieve the results.
2.1 Devices for the heating engineering descriptions
For the study of the thermal conductivity of building materials is a microprocessor
device that has been used, it is model-БИ ТО21. The device is designed in
accordance with DSTU B V.2.7 standard-41-95 ([8] GOST 30290-94) and uses
the non-destructive determination of thermal acceleration. This method involves
creating a short pulse of heat to the surface of the unilateral product and
measuring the surface temperature on the same surface. The device consists
of a sensor, and the measuring unit and the processing device. The cylindrical
structure of the sensor unit is made of expanded polystyrene with a microwave
integrated heating system and a thermocouple to finish. A rigorous calibration of
the sensors has previously been made ​​to incorporate the calibration coefficients
of the device. Figure 1 and Table 1 show respectively a front view of the appliance
as well as the technical specifications of model-БИ ТО21.
1. Materials and methods
In SHEE “Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and Architecture” a
series of experiments were conducted to study locally available materials that
can be used in green building as a load-component insulation for exterior walls
- hemp, straw, cane cutting, and as a filler for insulating lightweight concrete,
traditional and easy adobe.
Table 1. Technical description of БИ-ТО21
Parameters
Value (range)
Range of measurement of the conductivity, W / (mK)
Deviation of temperature, ⁰ С
The basic measurement error, no more %
Power - AC network, V
Average power, W
0.02 to 1
5 to 40
7
220±22
10
Opening an unlimited continuous work
unlimited
29
Fig. 1 Front view of the appliance БИ-ТО2 and the sensor positioned on the
sample
For each product tested, and for each locality focused on the face of the sample,
it is imperative to repeat at least five times the measure on the bench. We took
care to scrutinize heterogeneous areas can also be mixed conductivity. A waiting
time of around 5 minutes at least, is required to reach thermal equilibrium (before
starting the measurement). The result of the measurement is the average of all
the measurements taken.
2.2 Method for determining the compressive strength
The compressive strength was determined after single drying the samples
according to standard DSTU BV2.7 - 214. The samples were subjected to a
load of 0.4 tons with a speed of 4 kg load per second. The tensile strength of
the compression ratio was also determined, and reveals through gravimetric
weighing the specific gravity of samples.
2.3 Method of sampling and preparation of samples for testing
Considering a parallelepiped of size 43x27x10 mm for each of the biological
materials studied various standardized specimens were prepared using canes,
hemp, sawdust, straw or directly pressed block variable density. For so-called
traditional preparations we used the following materials:
- Clay deposits near the village Novoaleksandrovka (Dnipropetrovsk);
- Wheat straw (cutting length straw 4.5 cm);
- Flowing water from the public network.
30
Some blends of clay and straw used for their thermal performance are presented
in Table 2. Note that some samples of mud have opted for size 15x15x14 cm,
and the samples have required specific manufacturing methods (traditional or
not, see Table 3, giving modes of manufacturing, drying condition for density and
strength given). The results are presented in Table 3.
Table 2 Composition of traditional adobe
Materials
Clay
Units
kg/m3
Consumption of materials
1480
Straw
kg/m3
24
Water
l/m3
800
Table 3 The density and strength of adobe, the drying time, depending on the
method of forming
Density,
Strength,
Duration of
forming (min)
Drying
time (days)
kg/m3
Traditional method
6
24
1510
0.7
Beating
5
24
1570
0.9
Vibroramming
3
24
1520
0.9
1.5
14
1610
1.4
Method of forming
Pressing pressure 1.5 MPa
МПа
Particular attention shall be held during the molding and drying time to ensure
optimum quality of the goods (as the constitution of the form) obtained by hand
in the tradition and know-how.
To determine the thermal conductivity of `light adobe laboratory four samples of
both types were made. Both the composition of the mixture used comply with the
following proportions (Table 4):
31
Table 4: Different types [density, proportion] for samples of dimensions 20x20x12
cm.
Type 1
Proportion
d1 = density 420 kg/m3
clay: 1 lime: 0.3 water: 1, straw 0.2
Type 2
Proportion
d2 = density 580 kg/m3
clay: 1 lime: 0.3 water: 0.75, straw 0.2
Fig. 4 Samples of lightweight adobe
We also developed the lightweight insulating concrete whose density varies
from 390 to 430 kg/m3, it is made of lightweight concrete “cutting hemp” and is a
complex mixture of binder: “sodium Silicate - Portland cement”. The method of
manufacture is to stir for 2 minutes the granular components (hemp, portland,
crushed for supplements) and complete with crystal glass and mix for 2-3
minutes until smooth. Before introducing the solution of crystal glass, it is diluted
to the desired density. The mixture is introduced in successive layers (3 layers),
32
each layer is then compacted manually. After storage for one day under normal
conditions is performed to stripping and it continues to dry the samples. Drying
of the concrete must be 60-70 0C to constant weight, and we give below the
lightweight insulating concrete composition (Table 5).
Table 5 The composition of insulating lightweight concrete with hemp
Component
Material consumption, mass%
Hemp
17.2
15.0
13.9
`Ciment Portland
11.4
30.0
23.2
- 1.25
71.4
-
-
- 1.1
-
-
62.9
-
55.0
-
Density Solution Crystals Glass g/cm3
- 1.05
The properties of the samples of hemp concrete and light insulation are
summarized in Table 6 below.
Table 6: Properties of hemp concrete and lightweight insulation
Density,
kg/m3
Limit of the compressive
strength,
Humidity,%
MPa
260
0.225
43.76
360
400
0.4
0.495
47.3
40.5
33
Fig. 4 Samples of lightweight insulating concrete hemp
3. Results
Thermal conductivity, W / mK
After analyzing the results (Table 6), it was found dependence between
the characteristics of resistance and thermo physical properties depending on
the density of the materials studied, and graphs (Fig. 5, Fig. 6) illustrate these
correlations.
The density of the material, kg/m3
Fig. 5 Dependence between the thermal conductivity and density of the material
34
Compressive strength of the material, MPa
The density of material, kg/m3
Fig.6 Dependence of the compression strength and the density of the material
Table 6 Characteristics of local organic material
Material
Density,
kg/m3
Thermal conductivity,
W / (m * K)
Compressive
Strength, MPa
Mono-insulating filling
Reed catting
Pressed Straw
File dust
Hemp
Adobe traditional
(obtained in the
traditional manner)
Adobe traditional
(obtained by
pressing under a
pressure of 1.5 MPa)
Lightweight adobe
Lightweight
concrete with hemp
300
0.09
260
0.078
220
0.06
150-250
0.09
90-110
0.045
73-85
0.04-0.05
100
0.038-0.045
100
0.054-0.065
200-300
0.08
70-90
0.048-0.06
Composite materials of organic
-
1500
0.5
0.9
1600
0.6
1.8
1000
900
580
420
260
360
400
0.13
0.114
0.073
0.071
0.075
0.079
0.084
0.8
0.7
0.6
0.5
0.23
0.41
0.5
35
The contribution made ​​experimental laboratory was used to study the
heating engineering descriptions of conventional composites organic materials
on the one hand, but also `developed compositions lightweight insulating
concrete specific weight of 260 to 430 kg/m3 to hemp and complex systems
linking “solution crystal glass - Portland cement.”
4. Conclusions
The studies proposed here have achieved several goals. On the one
hand we were able to determine some thermal and mechanical properties of
local materials (organic light concrete materials including organic) other hand
we achieved constitutive [conductivity / density] and [compressive strength /
Density].
We through this study highlighted the following key points:
- Local organic materials such as straw, cane stalks and hemp have little
weight and low thermal conductivity. It gives them an advantage for their use in
addition to making it concrete and lightweight insulation.
- Lightweight concrete and insulation developed hemp and complex
systems “solution crystal glass - Portland cement” has a good thermal behavior,
the more strength characteristics allow to consider the use of these materials as
insulators for ecological buildings of low height.
Today, the interest in using natural materials such as plants is undeniable
(environmental aspect, low weight, good thermal performance and mechanical).
Here we have encouraging elements for persevere in the way of future
development, and the implementation this type of local organic materials in the
building of houses and therefore environmentally more energy efficient.
36
References
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in the word’s building. Energy Policy Vol 36, 2008, pp 642-661.
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[7]
ADEME, “Etude de marché des nouvelles utilisations des fibres végétales,Edition 2005, 39p.
[8]
GOST 30290-94 Standart d`Etat Les matériaux de construction.
Matériaux et produits pour la construction. Procédé de détermination de
convertisseur de chaleur en surface.
37
Sous-thème 2 : Sous-produits industriels et déchets urbains
Recyclage et valorisation des déchets et sous-produits industriels en
construction : conditions et experiences
COURARD L.
Université De Liège, Belgique ; [email protected]
Résumé
Le recyclage n›est pas un luxe ou une mode mais une nécessite, qui provient d’une
constatation fort simple : nous vivons dans un monde limité. Contrairement à ce que
nous avons cru fort, notre activité humaine n’est pas infiniment développable, car bornée
par des limites en termes d’énergie, de ressources naturelles, d’espace ou simplement
de capacité d›adaptation de la nature. De cette constatation et de cette prise de
conscience doit découler un comportement qui, essentiellement, est basé sur le respect
que nous avons de nous-mêmes et donc de la nature (à ménager et non à aménager).
Le recyclage, la réutilisation, le réemploi, la régénération ou la valorisation sont des
comportements qui visent à minimiser l’énergie utilisée, à tirer un parti maximum des
matériaux, a réduire les risques de pollution au moment de la fabrication, de l’utilisation
ou de l’élimination de ces matériaux. D’une manière générale, cela signifie que l’on
cherche à retarder le plus possible le moment ou un objet devient un déchet. Cette
démarche nécessite une vision d’ensemble de la vie du matériau ou de l’objet (analyse
du cycle de vie), au cours de laquelle un bilan est établi à chaque étape de vie-extraction
des matières premières, fabrication, transformation, recyclage, élimination.
Une saine politique des déchets s’articule autour de trois axes fondamentaux :
• Réduire le flux des déchets à la source, par la mise au point de procédés de fabrication
nouveaux, appelés technologies propres, qui engendrent moins de flux polluants, et par
l’action menée au niveau de la consommation, en favorisant l’utilisation minimale de
produits jetables et maximale d’éco-produits ;
• Accroître la récupération et la valorisation : la récupération consiste à sortir un produit
du circuit production-évacuation conduisant à la mise en décharge, et la valorisation
procède de plusieurs manières :
- Le recyclage, qui consiste à refaire le même produit que le produit initial (bouteilles en
verre) ;
- La réutilisation, qui consiste à fabriquer un autre produit que celui qui a donné naissance
au déchet (bouteilles en PVC pour la fabrication de jouets) ;
38
- Le réemploi, qui consiste à prolonger la durée de vie d›un produit (bouteilles consignées) ;
- La régénération, qui consiste à redonner au déchet les qualités et propriétés du produit
initial par un ou plusieurs procédés adaptés (purification des huiles de vidange)
- La valorisation énergétique, par incinération.
• Eliminer et traiter proprement les déchets, c’est-à-dire transformer le déchet pour qu’il
n’ait plus d’impact négatif sur l’environnement (procédés d’inertification, mise en Centre
d’Enfouissement Technique).
Cette troisième étape est l’étape ultime et n’intervient que si toutes les autres possibilités
ont été envisagées.
S’il n’est pas possible de supprimer la production de déchets, sous-produits ou
résidus industriels ou urbains, il convient alors de définir les meilleures conditions de
valorisation. Presque toutes les activités industrielles portant atteinte aux ressources
naturelles et dégradant l›environnement, le recyclage et la valorisation des déchets est
un devoir autant qu›une nécessité. En effet, au cours des dernières années, les besoins
croissants en matériaux de construction ont amené un épuisement des ressources de
matériaux traditionnellement utilisés dans le secteur. La distance de transport entre
le lieu de production et le site de construction ne cesse donc d’augmenter. Outre leur
demande en matériaux de construction, les mêmes zones se caractérisent aussi par
une importante production de déchets industriels et urbains dont l’évacuation est peu
compatible avec l’environnement. On doit donc les verser dans des C.E.T., où il faut
payer une redevance.
A titre d’exemple, pour une démolition et une reconstruction routière, dans le cas où la
nouvelle construction suit immédiatement la démolition, si le recyclage est possible sur
site, l’économie totale des matériaux peut atteindre 50 % se répartissant comme suit :
• 70 % dans la réduction des frais de transport ;
• 20 % dans le coût moins élevé des matériaux ;
• 10 % en évitant les frais de mise en décharge.
On voit donc l’intérêt économique qu’il y a d’aborder les opérations de démolition et
de reconstruction de façon coordonnée. Mais c’est le transport même qui peut être
le facteur limitatif majeur à la réutilisation des déchets. Son prix est fonction de la
quantité transportée et de la distance, indépendamment de la valeur marchande du
produit transporté car il en coûte autant de transporter des déchets ou des matériaux
de bonne qualité : il n’est donc pas intéressant de transporter des produits de faible
valeur marchande sur des grandes distances. Le recyclage sera donc d’autant plus
intéressant que :
• la zone de décharge est plus éloignée ;
• le coût du versage est élevé ;
• les matières premières qui pourraient être remplacées par des déchets sont d’un
approvisionnement difficile et /ou coûteux.
39
Un autre facteur limitant la réutilisation est, ce que l’on pourrait appeler de façon
péjorative, le réglementarisme : pour qu’un matériau puisse être utilisé dans le génie
civil ou le bâtiment, il doit rencontrer certaines «spécifications». Cela entraîne, dans
le cas envisagé de la réutilisation de déchets, à se retrouver dans la situation où un
matériau n’a pas de spécifications car il est nouveau et peu utilisé, et il n›est pas ou peu
utilisé car il n’est pas couvert par des spécifications ! Seules la recherche et la volonté
de changement permettent de sortir de ce cercle vicieux.
Ces considérations ont pour avantage de montrer que, dans tous les cas, il convient
d’évaluer l’opportunité de la réutilisation des déchets à plusieurs niveaux :
• évaluation technique :
- caractérisation des déchets : propriétés physiques, mécaniques et chimiques ;
- durabilité et évolution dans le temps ;
- constance des performances du déchet ;
• évaluation logistique et économique :
- endroit de production des déchets et transports ;
- conditionnement ;
- quantité produite et constance de production ;
• évaluation écologique et économique :
- diminution des quantités mises en décharge ;
- obligation d’élimination d›un déchet.
On ne recycle donc pas n›importe quoi, à n’importe quel prix et n’importe comment !
Les besoins du génie civil sont en général de quatre ordres principalement, à savoir les :
• matériaux, sur lesquels pèsent de faibles exigences et consommés en grande masse,
consommés en grandes masses dans les remblais mais transportables sur de faibles
distances en raison des coûts;
• granulats, qui doivent répondre à des spécifications diverses selon la place qu’ils
occuperont dans les structures et les techniques de traitement utilisées. Les exigences
de qualité peuvent à ce niveau devenir élevées, voire sévères pour les couches de
surface, pour conduire à des produits finis de qualité identiques à celle des matériaux
traditionnels;
• liants, qui doivent répondre à des spécifications bien précises et dont les propriétés
doivent rester constantes dans le temps. Employés en petite quantité et concurrentiels
de produits coûteux (ciments, bitumes), ils peuvent connaître des conditionnements
préalables à l’emploi et supporter des coûts de transport plus élevés;
40
• activants, qui seront utilisés en petites quantités, ce qui peut poser des problèmes de
collecte, stockage, distribution et régularité.
Si l’intérêt technico-économico-écologique apparaît clairement dans le rapport qui
existe entre l’offre en sous-produits et les besoins du génie civil, il est aussi clair que
l›utilisation de tels produits pose un certain nombre de difficultés :
• aptitude technique à entrer dans la composition de matériaux (normes);
• aptitude à l›emploi de matériaux utilisant ces déchets;
• optimisation économique des emplois possibles;
• incidence sociale sur l›emploi dans les entreprises fournissant des produits nobles;
• effet sur l›environnement.
L’exposé portera sur des exemples de recyclage et de valorisation d’une série de sousproduits industriels et de déchets :
• laitiers de haut-fourneau et scories d’aciérie ;
• cendres volantes de centrales thermiques au charbon ;
• gypses résiduaires ;
• caoutchoucs ;
• bétons et revêtements bitumineux ;
• papiers, cartons et matières plastiques ;
41
Utilization of waste foundry sand in concrete
Professor RAFAT Siddique
Senior Professor of Civil Engineering & Dean of Faculty Affairs, Thapar University, Patiala, India
Abstract
Solid waste management is one of the major challenges the world is dealing with.
Shortage of land-filling space and due to its ever increasing cost, utilization/recycling
of byproducts/waste has become an attractive alternative to disposal. Several types
of byproducts and waste materials are generated. The utilization of such materials
in concrete not only makes it economical, but also do help in reducing disposal
problems. India is 4th Largest casting producer in world with 5000 foundry Units
having installed capacity 7.5 MT / per Year. These foundries generate (1.71 MT)
waste foundry sands per year.
Foundry sand is high quality silica sand which is a by-product of ferrous and nonferrous metal casting industries, where sand has been used for centuries as a
molding material. In modern foundry practice, sand is typically recycled and reused
through many production cycles. The physical and chemical characteristics of
foundry sand depend on the type of casting process and the industry sector from
which it originates. Foundries successfully recycle and reuse the sand many times
in a foundry. When the sand can no longer be reused in the foundry, it is removed
from the foundry and is termed as waste foundry sand. Investigations were carried
out to investigate the possible utilization of waste foundry in concrete, as partial
replacement of fine aggregate. Tests were conducted for strength and durability
properties up to the age of 1 year.
Results have indicated that waste foundry sand has potential for being used as
replacement of sand (fine aggregate) in producing durable concrete and mortar.
42
Céramiques issues du recyclage de dechets industriels appliquees
au stockage de l’energie et a l’inertie thermique des batiments
basse consommation.
PY X., JEANJEAN A., OLIVES R.
Laboratoire Procédés Matériaux Energie Solaire PROMES-CNRS UPR 8521,
Université de Perpignan UPVD, Rambla de la Thermodynamique, Tecnosud Perpignan
[email protected]
Résumé
1. Introduction
Dans le cadre de la réduction de la consommation d’énergie et des émissions de
gaz à effet de serre dans le secteur du bâtiment, il s’avère nécessaire d’augmenter
l’efficacité énergétique de chaque bâtiment. Cela conduit à la maîtrise de deux
paramètres essentiels : d’une part l’isolation qui permet de réduire considérablement
les déperditions thermiques et d’autre part, l’inertie thermique qui amortit les variations
extrêmes de température au cours d’une journée. Cette dernière permet également
de conserver la chaleur en hiver mais également de limiter les surchauffes en été.
Ainsi, le choix des matériaux pour l’inertie et l’isolation est essentiel à l’amélioration
énergétique des bâtiments. Sur la base de simulations effectuées sur le logiciel
Pléiades+Comfie [1], il en ressort qu’une paroi « idéale » doit respecter certaines
dimensions (15 à 25 cm) afin de pouvoir restituer en un laps de temps adapté une
certaine quantité de chaleur ou de froid ( supérieure à 2000 kJ.m-3.K-1, conductivité
de 1 à 2 W.m-1 .K-1 et déphasage de 6 à 8 heures). Certains matériaux comme le
béton et la brique de terre cuite pleine réunissent ces qualités, cependant la quantité
d’énergie grise nécessaire à leur fabrication reste trop importante. De nouveaux
matériaux céramiques issus du traitement par vitrification de déchets amiantés
(cependant parfaitement inertes) possèdent des propriétés thermiques supérieures
au béton et à la brique avec un temps de retour énergétique similaire.
L’exemple du COFALIT est ainsi comparé aux matériaux initialement contenus dans
la base de données du logiciel CES Selector 2010. Son usage dans le secteur du
bâtiment permettrait d’améliorer l’efficacité énergétique de l’habitat tout en valorisant
la filière du recyclage de déchets industriels.
2. Matériaux disponibles pour le stockage à basse température
Dans cette étude, la méthode de sélection des matériaux développée par Prof.
Ashby à l’université de Cambridge [2] est utilisée avec le logiciel CES Selector,
afin de donner un aperçu des matériaux disponibles pour le stockage thermique à
43
basse température. Suite à une comparaison des propriétés de base des différents
matériaux conventionnels, les céramiques recyclées issues du traitement d’inertage
des déchets amiantés sont elles même mise en situation.
2.1 Le COFALIT, matériau issu du recyclage de déchets amiantés
Le COFALIT est fabriqué par la société INERTAM [3] située en France dans les
Landes. Il est obtenu par vitrification de déchets amiantés par torche à plasma à
1400°C. En sortie de four, le vitrifiât est coulé dans des lingotières puis démoulé
et refroidi à l’air libre. La dangerosité due au caractère fibreux de l’amiante a alors
intégralement disparue, le matériau est totalement inerte et inoffensif pour l’homme
[4]. Après une dernière étape de concassage, il est actuellement utilisé comme
remblai de route, seul débouché industriel jusqu’alors.
Au vu des faibles débouchés de ce matériau, la société ne traite actuellement que
6000 tonnes de déchets amiantés sur les 250 000 extraits chaque année en France,
le reste étant stocké dans des sacs doubles enveloppes en décharge spécialisée
en attente d’un traitement définitif. Sa grande disponibilité et son faible coût (10€
la tonne) ont donc fait du COFALIT un candidat potentiellement utilisable pour le
stockage thermique par chaleur sensible.
Le tableau 1 présente les principales propriétés du COFALIT.
44
2.2 Etude comparative
Afin de sélectionner le matériau le plus performant vis-à-vis d’une application
donnée, il est nécessaire de mettre en œuvre une procédure [5] qui permettra de
définir « les indices de performance » pour chaque application, indices résultant de
la combinaison de plusieurs propriétés et permettant de maximiser la performance
pour un modèle donné. La fonction recherchée est le stockage d’énergie thermique
avec pour principal objectif de maximiser ce stockage par unité de coût du matériau.
L’énergie stockée par unité de volume et de coût peut s’exprimer comme la fonction
suivante :
Q’=
𝐶𝐶𝐶𝐶∆𝑇𝑇
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉
(1)
𝐶𝐶𝑝𝑝
(2)
D’où l’indice de performance P1, dépendant de variables propres à chaque matériau :
𝑃𝑃1 =
𝐶𝐶𝑚𝑚
Lors du stockage d’énergie thermique, le paramètre temps peut être inclus, et donc la
diffusivité thermique. L’épaisseur du matériau sollicité peut s’exprimer en fonction de
la diffusivité et du temps de diffusion :
(3)
𝑥𝑥 = √2𝛼𝛼𝛼𝛼
De même pour le coût :
(4)
𝐶𝐶 = 𝑚𝑚𝐶𝐶𝑚𝑚 = 𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴𝐶𝐶𝑚𝑚 = 𝐴𝐴�2𝜏𝜏(𝑎𝑎 1 ⁄ 2)𝜌𝜌𝐶𝐶𝑚𝑚
D’où l’indice de performance P2 :
𝑃𝑃2 =
1
(𝑎𝑎 1�2)𝜌𝜌𝐶𝐶𝑚𝑚
(5)
La figure 2 illustre l’indice de performance P1 fonction de l’indice de performance P2.
Dans ce cas, les matériaux avec les indices de performance les plus élevés sont
ceux situés en haut à droite du graphique. Ils présentent un faible coût, une forte
capacité de stockage ainsi qu’une importante diffusivité. La famille des bétons,
notamment le béton haute performance, ainsi que le COFALIT sont ainsi les
matériaux les plus performants, ce dernier se situant loin devant de par son très faible
coût et son importante capacité de stockage.
De la même manière, nous exprimons l’énergie stockée par unité de volume et
d’énergie grise les deux nouveaux indices suivants sont obtenus :
𝐶𝐶𝜌𝜌
𝑃𝑃′ 1 = 𝐸𝐸
𝑃𝑃′ 2 =
𝑔𝑔
45
1
(𝑎𝑎 1�2)𝜌𝜌𝐸𝐸𝑔𝑔
(6)
Les matériaux à faible énergie grise, situés en haut à droite de la figure 3, sont les
pierres qui nécessitent de l’énergie seulement pour leur extraction, et la famille des
bétons. Le COFALIT, avec une énergie grise d’environ 2MJ.kg-1, se situe entre les
bétons et les briques. Sa fabrication nécessite une montée en température à 1400°C
afin d’atteindre la fusion de la matière, d’où sa demande en énergie importante.
Suite à ces graphiques, il est important de prendre en compte le temps de retour
énergétique des matériaux. Il est défini comme le temps en années nécessaire à un
système pour « rembourser » son contenu initial en énergie. Il est calculé sur le cas
d’une surface d’un m² pour chaque matériau.
L’épaisseur de cette plaque dépend de la longueur de diffusion 𝐿𝐿𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 .
Elle exprime la profondeur à laquelle près de la moitié du front de chaleur s’est
propagé après un temps donné t :
𝐿𝐿𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 = √𝑎𝑎𝑎𝑎
(7)
Pour les matériaux suivants, la pierre calcaire, le béton, le COFALIT et la brique de
terre cuite, 𝐿𝐿𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑𝑑 se situe entre 4 à 8 cm pour un temps de stockage équivalent à 3,5
heures par jour et 700 heures sur l’année de façon périodique. L’épaisseur de plaque
sera donc prise égale à 20 cm afin d’être sûr de pouvoir stocker toute l’énergie reçue
( Equ. 8).
𝑡𝑡
𝜋𝜋
(8)
𝑞𝑞 = 20� 𝐸𝐸𝑓𝑓𝑓𝑓
46
Le temps de retour énergétique de ce dernier est plus élevé compte tenu de la
quantité d’énergie nécessaire à sa fabrication. Néanmoins, cela permet la réutilisation
de matériaux en fin de cycle de vie et donc une analyse de cycle de vie positive
contrairement aux matériaux conventionnels cités précédemment. Dans le cas de
déchets industriels initialement disponibles en coulées, comme les laitiers de la
sidérurgie du cuivre ou de l’acier, cette énergie grise de fusion n’est plus à prendre
en compte. On conçoit l’intérêt stratégique que représentent aussi ces matériaux.
3. Conclusion et perspectives
Le COFALIT est donc un matériau d’avenir. Son utilisation permet le recyclage de
déchets amiantés, aujourd’hui stockés en attente de traitement. Mais encore, grâce
au principe du « pollueur payeur », les personnes à qui appartiennent les déchets
amiantés sont contraints de payer pour les vitrifier, d’où le prix si bon marché du
COFALIT.
Le fait que le COFALIT soit fondu puis coulé permet une totale liberté de mise en
forme et donc une facilité d’utilisation. Il se révèle être un matériau potentiellement
multifonctionnel, utilisable pour l’inertie (mur capteur, mur Trombe), en tant que
structure porteuse ou tout simplement pour son esthétique de roche vitrifiée
(revêtement).
Ce matériau pourrait ainsi à terme remplacer, au moins partiellement, la famille des
bétons et briques dans la construction. Des essais pilotes en cours vont permettre
prochainement de tester ses performances après intégration dans des bâtiments de
type d’éco-construction. Par ailleurs, d’autres déchets industriels comme les cendres
volantes ou les laitiers sidérurgiques présentent eux aussi de forts potentiels.
Références
[1] Pléiades+Comfie, http://www.izuba.fr/logiciel/pleiadescomfie/
[2] M.F. Ashby, Materials Selection in Mechanical Design, 3rd ed., Elsevier, Oxford, 2005.
[3] Inertam, http://www.inertam.com/
[4] Primeverre, http://www.primeverre.com/
[5] A.I. Fernandez, M.Martinez, M.Segarra, I.Martorell, L.F.Cabeza, Selection of materials with potential
in sensible thermal energy storage, Solar Energy Materials and Solar Cells 94 (2010) 1723-1729.
Remerciements
Les différents auteurs tiennent à remercier la société EUROPLASMA et l’entreprise
INERTAM pour leur précieuse collaboration et pour les nombreux échantillons
fournis gracieusement. Cette étude a bénéficié d’un financement CIFRE de l’ANRT.
47
Plastic wastes recycling as fine aggregate in concrete
WILLIAM PRINCE*, KINDA HANNAWI
Laboratoire de Génie Civil et Génie Mécanique (LGCGM), INSA, Rennes, France
*[email protected]
Abstract
One of the most crucial environmental issues all around the world is the disposal of
the waste materials. Accumulations of discarded plastic wastes have been a major
concern because this waste is not easily biodegradable even after a long-period
landfill treatment. One potentially strong and viable market is to develop plastic
wastes into construction materials as granular aggregates. Different types of plastic
have been used these last years; polyethylene terephtalate (PET), high-density
polyethylene (HDPE), polypropylene (PP)…
In this paper, polycarbonate (PC) plastic waste additions which have not been
studied yet in open literature are investigated. This study will develop a solution that,
not only provides a recycling option for non-biodegradable wastes, but also stands
to improve different characteristics of the resulting composites.
An experimental test program is conducted on mortars containing different
percentages (3%, 10%, 20% and 50%) of polycarbonate aggregates as natural
aggregates substitutes. Dry density, apparent porosity, intrinsic permeability,
compressive strengths and ductile behaviour, elastic modulus, flexural strengths,
toughness indices, ultrasonic wave velocity and thermal conductivity were
investigated.
The main findings of this investigation revealed that the polycarbonates wastes could
be used uccessfully as partial volume substitutes for sand in mortar composites.
These new composites have low specific gravity, high level of sound insulation,
relatively weak thermal conductivity and significant ductility; moreover, they would
help in resolving some of the solid waste problems created by plastics production
and in saving energy.
48
Caractérisation du mortier à base de déchets plastiques
Farid Debieb1, Samir Benimam2, Mohamed Bentchikou2
1 Laboratoire LME, Université de Médéa, Médéa, Algérie
2 Laboratoire LBMPT, Université de Médéa, Médéa, Algérie
[email protected]
[email protected];
Résumé
Actuellement dans plusieurs pays du monde, l’une des principales préoccupations
environnementales est la gestion des déchets solides. Parmi ces déchets qui se
trouvent en abondance dans la nature on trouve les déchets plastiques (sacs,
bouteilles, emballages,…etc.). En Algérie, ce type de déchets est en croissance
continu, son élimination dans la nature est durable et sa présence est inesthétique
car sa biodégradabilité est faible ce qui est inquiétant et par suit le recyclage de ce
type de déchets dans plusieurs domaines devient une nécessité. Dans ce contexte,
la présente étude porte essentiellement sur la valorisation des déchets plastique
dans le béton en générale et dans le mortier en particulier. Pour cela, trois types
de déchets plastiques (poudre, fibres ondulées et fibres rectilignes) sont ajoutés
dans le mélange mortier avec différents pourcentages par rapport à la masse du
ciment et du sable. les propriétés des du mortier à l’état frais et durci sont analysé
et comparés par rapport au mortier témoin. D’après les résultats expérimentaux
on peut conclure que le mortier à base de déchets plastiques est plus léger, ces
propriétés mécaniques sont moindres et sa capacité d’absorption d’eau diminue
d’une façon remarquable.
Mots clés : Recyclage, béton léger, déchets plastiques, environnement.
49
THÈME 2
Applications et retour d’expériences sur les éco-matériaux de
construction
50
Abou green building technology system :
«Les matériaux locaux et une technologie appropriée» état d’un
secteur à potentiel multiple pour un développement durable de
l’Afrique.
Abou M.
Chercheur inventeur en Architecture et Matériaux locaux
Ministère de l’Urbanisme, des Logements et de l’Assainissement - Niger
Définition du concept «écomatériaux de construction» : conciliation
économique et écologique.
Cas de la méthode ABOU qui présente des potentialités de création d’emplois verts, la
performance conceptuelle, thermiques, environnementaux et d’énergie pour réaliser
des économies d’énergie et de confort hygrothermique des bâtiments. Elle contribue à
l’atténuation et l’adaptation aux phénomènes planétaires du changement climatique à
travers la synergie de l’habitat bioclimatique, de l’efficacité thermique et énergétiques
des bâtiments et des énergies renouvelables. L’interaction entre le bâtiment et
l’environnement devrait donner un nouvel élan au secteur de la construction, une
mutation à travers de multiples évolutions techniques et technologiques; faire face aux
défis de demain.
ABOU GREEN BUILDING SYSTEM TECHNOLOGY est breveté sous les numéros
10230 et 10231 le 19 Septembre 1997 et un autre brevet, PV No 1201100336
Organisation Africaine de la Propriété Intellectuelle (OAPI) BP : 887 Yaoundé
(République du Cameroun). Ces nouvelles technologies s’inscrivent dans les actions
d’atténuation et d’adaptation et cela dans le cadre d’un régime post-2012 en ce qui
concerne, le secteur du bâtiment.
Présentation de ABOU GREEN BUILDING TECHNOLOGY SYSTEM
Cette Technologie Verte est en effet une synthèse entre deux apports à savoir :
- Les atouts des modes traditionnels au plan adaptation du climat utilisant des
matériaux locaux de construction peu développés, moins chers énergétiquement pour
leur préparation, aussi bien que leur mise en œuvre, et assurant une climatisation
naturelle du bâtiment construit.
- Les acquis permis par l’industrialisation utilisant les matériaux industriels chers,
largement employés, qui ont prouvés leur efficacité mais difficiles d’accès pour les
populations isolées.
51
Par rapport aux changements climatiques, la technique utilisée permet :
- Une atténuation par la réduction des émissions des gaz à effet de serre (acier,
ciment, transport) et l’utilisation des moellons dans les semelles et/ou radiers et la
latérite et/ou banco comme remplissage des murs en voiles composites assurant
une climatisation naturelle.
- Une adaptation notamment qui permet d’éviter la déforestation (bois de
coffrage réduit à hauteur de 96%) Les caractères transférable et exportable
de notre technologie dans les autres pays en développement ayant les mêmes
caractéristiques climatiques et socio- démographiques.
Les activités humaines sont les causes des changements climatiques dont les effets
néfastes se traduisent par des inondations, désertification et canicules. Ce faisant,
elles sont à la base des défis environnementaux majeurs de notre siècle.
Cas du Niger:
Le Niger, pays enclavé de l’Afrique de l’Ouest, couvre une superficie de 1.267.000 km2
(aux deux tiers désertiques) et compte une population estimée à 16.274.738 habitants.
Les trois quarts (3/4) de cette population vivent dans la partie méridionale du pays, sur
25% de la superficie.
L’économie nigérienne repose essentiellement sur l’agriculture et l’élevage qui emploie
85% de la population active. Ainsi, la société traditionnelle répondait de façon cyclique
à deux besoins fondamentaux de l’être humain : se nourrir et se loger.
«Les matériaux locaux et une technologie appropriée» : état d’un secteur à potentiel
multiple pour un développement durable de l’Afrique.
La meilleure économie d’énergie c’est celle qu’on n’a pas consommée, ni dépensée ;
cela permet d’accéder au Marché Carbone.
52
Etat des lieux sur des architectures traditionnelles et modernes :
Les traditions architecturales de par le monde ont toujours fait le choix de la mise en
œuvre des matériaux d’origines végétale et minérale pour le confort des personnes.
Dans ce contexte, l’architecture moderne s’est traduite par la mise en œuvre
de systèmes de construction composites, qui sont fabriqués artisanalement ou
industriellement.
En effet, les bâtiments sont globalement responsables de 40% de la consommation
annuelle d’énergie et de près de 30% de toutes les émissions de gaz à effet de serre
(GES) liées à l’énergie. Il a cependant été démontré que le secteur du bâtiment
a le potentiel le plus élevé pour générer des réductions significatives d’émissions
à moindre coût dans les pays développés et en développement. Le secteur du
bâtiment est responsable d’environ 40% de la consommation des ressources, y
compris 12% de la consommation globale d’eau. Le secteur produit aussi près de
40% de nos déchets solides. Enfin, ce secteur emploie en moyenne plus de 10%
de la force de travail.
Avec l’urbanisation croissante et rapide des pays les plus peuplés de la planète,
bâtir de manière durable est plus que jamais nécessaire au développement durable.
Dans le cadre de la mise en œuvre des trois Conventions (CCD; CCC; CDB) de
l’Agenda 21 signées et ratifiées par le Niger, plusieurs actions sont mises en œuvre
dans différents secteurs. En réponse à ces défis, le Gouvernement du Niger en
collaboration avec la francophonie a organisé en janvier 2012 à Niamey le Forum
International Francophone qui a pour Thème « Jeunesse et Emplois Verts » dans le
cadre du processus préparatoire de la conférence Rio+20.
En ce qui concerne le secteur de l’habitat le Forum recommande :
« Promouvoir l’utilisation de technologies innovantes dans la construction et le
bâtiment, utilisant notamment les matériaux locaux qui offrent une plus grande
efficacité énergétiques et diminuent l’empreinte écologique, en vue de l’amélioration
des conditions de vie».
Ce Forum a donné l’occasion de démontrer la pertinence de la technologie de
construction sans coffrage bois. En effet, l’utilisation du bois de coffrage dans la
construction représente respectivement 30% en moyenne des coûts des gros œuvres
de bâtiment et 45% pour les collecteurs. Cette technologie a été la contribution du
Niger sur le secteur de l’habitat en matière de changement climatique au Sommet
de la Terre RIO+20.
Les résultats concluants de l’utilisation de cette technologie, ont amené le Ministère
chargé de l’Habitat à concevoir un programme de construction de 40.000 logements,
42.000 classes et 100.000 mètres linéaires de caniveaux d’ici 2015.
53
Pertinence du programme de construction
1- Au plan économique :La mise en œuvre de ce programme, nécessite l’achat
de 9.960.000 planches soit l’équivalent de 664.000 m3 de bois pour une valeur de
69.720.000.000 de FCFA, que l’utilisation de la technologie de coffrage sans bois
aurait permis d’économiser.
A titre d’exemple, la réalisation de 174 logements sur la base de la nouvelle technique
par le Ministère en charge de l’Habitat a permis une économie de plus de 35% du
coût de construction.
2- Au plan écologique: il nécessite une consommation de 664.000 m3 de bois soit
l’équivalent de 59.937.500 pieds d’Eucalyptus Camaldulensis ou 83.000 hectares
de plantation ordinaire. L’utilisation de la méthode de construction sans coffrage en
bois, représente une bonne opportunité de reboisement dans le cadre de la CCD
et de la CDB. Par conséquent, 59.937.500 tonnes de CO2 seront séquestrés. En
termes de source d’émission de CO2, cette opération représentera une quantité de
664.000 tonnes (sur la base de 1 tonne de CO2 pour 1 m3 de bois).
L’économie de la combustion d’une telle quantité de bois évite à la planète une
augmentation de GES très importante. L’éligibilité de ce programme au marché
Carbonne (MDP) est évidente car supérieur à 50.000 tonnes de Carbonne, seuil
minimum requis pour y accéder.
3- Au plan social: Le programme occasionnera la création de plus de 3.636.200
emplois qualifiés permanents et 7.272.400 emplois temporaires non qualifiés sur
une période de 5 ans. Ces emplois vont générer globalement des revenus de plus
de 192.000.000.000 FCFA.
La réalisation de 20.000 logements permettra de tendre vers l’atteinte de l’OMD 7
qui vise l’amélioration des conditions de vie d’au moins 200.000 Nigériens.
Conclusion
«Les matériaux locaux et une technologie appropriée», état d’un secteur à
potentiel multiple pour un Développement Durable de l’Afrique. En effet notre
technologie contribue à l’atténuation et à l’adaptation aux phénomènes planétaires
du changement climatique, à travers la synergie de l’habitat bioclimatique, de
l’efficacité énergétique, économiques, environnementale afin de réaliser les
économies d’énergies et le confort hygrothermique dans le bâtiment et des énergies
renouvelables. Elle présente aussi des potentialités de création des emplois verts,
contribuant ainsi à l’amélioration des conditions de vie.
54
Sous-thème 3 : Routes durables
Development of green paving technology for urban roads
Yang C.
Civil Engineering Department at National Cheng Kung University in Taiwan
Abstract
Although many uncertainties exist regarding the consequences of climate change,
there is broad scientific agreement that global climate change is occurring and poses
important challenges to our environment [1]. For instance, in Taiwan, it is widely
recognized that, in recent year, the frequency and intensity of extreme temperature
and precipitation has increased. In the urban area, men-mad structures such as
building and hot-mix asphalt (HMA) pavements are usually water impermeable and
will result in increasing the amount of surface runoff that will increase the demand
and loading of the storm water system. In the other hand, the black color asphalt
pavement is known to absorb significantly more electromagnetic radiation and
causes the surface of the asphalt pavement to heat to cause urban heat island (UHI)
effect. In South East Asian countries, the extreme climate events such as higher
frequency and intensity of precipitation and extreme hot summer temperature in
recent year is further exacerbated the situation. The high intensity of precipitation
result in excess surface runoff which is too much to manage by urban sewer system
and may cause serious flooding and lead to great damage and loss to life, properties,
and economics. The higher temperature and longer duration of heat waves further
aggravate the UHI phenomena. Additionally, great amount of industrial waste byproducts such reclaimed asphalt pavement (RAP), municipal waste combustor ash
(MWCA), secondary aggregates from road construction, fly ash from coal power
plant are generated every year in Taiwan. In response to above issues, a permeable
reclaimed concrete (PRC) material which are 100% composed from recycled waste
materials are introduced. The PRC pavement features with light unit weight and high
air voids. The lightweight feature allows increasing transportation quantity per truck.
The high air voids content enable the PRC: (1) to be used as urban flood reservoir
to reduce the demand of drainage system and the stored water can gradually
recharge into groundwater; (2) to reduce the UHI effect. Also, the production of PRC
requires little cement and water that minimizes the energy consumption during the
construction. In this study, the engineering properties and environmental indicators
of PRC pavement are evaluated.
55
Les voies ballastées au Sénégal/influence des facteurs environnementaux
Libasse SOW, Meissa FALL
(Ecole Doctorale Développement Durable et Société (ED 2DS) UFR Sciences de l’Ingénieur (UFR SI) Université
de Thiès, Sénégal.
[email protected] / [email protected]
Résumé
Le réseau ferroviaire sénégalais est mis en place depuis le colonialisme et n’a pas
connu évolution notable. . Les voies métriques sont circulées par des trains à faible
vitesse, et le même réseau reçoit à la fois tous les types de lignes qui existent au
Sénégal, à savoir : marchandises, voyageurs, produits chimiques.
Le tronçon Dakar Kidira seul actuellement en service est à très faible trafic et peut
être placé dans les groupes UIC 7 à 9. Suivant la charge à l’essieu, on classe les
voies en catégorie A selon le classement de l’UIC.
Le réseau est caractérisé par l’hétérogénéité de son armement, ce qui n’est pas
favorable à la bonne tenue d’ensemble de la voie.
Cette hétérogénéité est dû principalement au maintien en ligne de composants âgés
impliquant un entretien substitutif localisé, parfois pièce par pièce.
Il est clair aussi que les voies sont très polluées par différents facteurs
environnementaux, et à nos jours aucune mesure spéciale n’est en vigueur pour
palier à toutes ces difficultés.
56
Estimation du module de graves non traitées du Sénégal
(Afrique de l’Ouest)
Dione A., Fall M., Ba M., Samb F., Ndiaye M., Faye P.S.
Laboratoire de Mécanique et Modélisation (L2M), UFR Sciences de l’Ingénieur, université de Thiès (Sénégal)
Email : [email protected]
Résumé
L’objectif de cet article est d’estimer le module réversible sommaire à partir de
propriétés physiques de graves non traitées (GNT) du Sénégal. L’analyse de
régression montre que le module du basalte n’est pas estimé du fait de l’absence
de paramètres statistiquement significatifs. Les graves de Bakel (GB) présentent
une relation faible autour de 30 %, les calcaires donnent la meilleure prédiction
du module réversible avec un R2 dépassant 90 %. Les résultats indiquent que le
modèle de Uzan est plus convenable pour l’estimation du module réversible des
GNT du Sénégal.
57
Prise en compte des facteurs environnementaux dans le dimensionnement
des chaussées : Effet de la succion sur le comportement des couches de
chaussée en matériaux granulaires.
Ba, M., Samb, F., Fall, M.
UFR Sciences de l’Ingénieur, Université de Thiès, BP 967, Thiès, Sénégal [email protected]
Résumé
Cet article présente les résultats d’études de l’influence des facteurs
environnementaux tels que la teneur en eau sur le module réversible de matériaux
de chaussées granulaires. Cinq (05) matériaux granulaires différents ont été récoltés
dans différents sites au Sénégal et ainsi soumis à des essais de module réversible
et de mesure de succion permettant de déterminer les Courbes Caractéristiques
Sol-Eau. Les résultats montrent que les graves de Bakel sont caractérisées par un
drainage rapide de l’eau par gravité dès les premiers paliers de succions. Le basalte
de Diack, par contre, se caractérise par une chute spectaculaire de la teneur en
eau volumique. Le calcaire de Bandia et surtout celui de Bargny sont caractérisés
par une plus forte capacité de rétention d’eau. L’étude a aussi montré le module
réversible augmente avec l’augmentation de la succion matricielle.
58
Recycled mix-granulate characterization for road pavements
Araya, A. A.
Ethiopian Roads Authority, Addis Ababa, Ethiopia; [email protected]
Abstract
Introduction
The concept of sustainable development was defined in 1987 by the World
Commission on Environment and Development as ‘development that meets the needs
of the present without compromising the ability of future generations to meet their
own needs’ [1]. Protecting the environment, limiting waste generation and recycling
and reusing materials are all key elements needed for sustainable development.
Economic growth has inevitably led to increasing demands for aggregates for use in
civil engineering construction. Road building plays a significant role in this demand.
Large scale application of such recycled materials in road construction in African
and other developing countries could raise an issue related to the method of
characterization and standardization of specifications. A new characterization
technique is developed in this research to characterize the mechanical properties
such as resilient modulus of unbound granular (primary as well as alternative)
materials in a more simple way than by an expensive triaxial test. The advantage
is that with the commonly available California Bearing Ratio (CBR) test equipment,
a repeated load CBR testing (RL-CBR) can be carried out in most standard nonsophisticated road engineering laboratories in these countries. The characterization
techniques and the results for crushed concrete and crushed masonry (brick
masonry) recycled mix-granulate are presented in this paper.
Material
The material tested was a recycled demolished waste that is a mixture of crushed
concrete and crushed masonry. The concrete and masonry granulate crushed
by a jaw crusher have been sieved in the following fractions: <0.063 mm, 0.0630.125 mm, 0.125-0.25 mm, 0.25-0.5 mm, 0.5-1.0 mm, 1-2 mm, 2-4 mm, 4-8 mm,
8-16 mm, 16-31.5 mm, 31.5-45 mm. From these fractions it was thus possible to
compose mix granulates to all possible grading and compositions (the amount of
concrete to masonry granulates). For the tests described in this paper an “average”
mix granulate has been composed out of the above described fractions with a ratio
of 65% (by mass) of crushed concrete to 35% of crushed masonry. The average
gradation (AL) represents the average between the upper (UL) and lower (LL) limits
of the grading envelope prescribed in a standard specification for base materials [2].
59
The repeated load CBR (RL-CBR) test of the recycled crushed concrete and
crushed masonry mix granulate is carried out at moisture content (MC) of 8%
and varying degree of compaction (DOC) 97% - 105% of the maximum Proctor
dry density (PDD). As the recycled mix-granulate has a cementing nature it gains
strength through time by curing, hence all the tests were carried out after 4 days
curing period.
Test Program
The RL-CBR tests were performed to establish a stress dependent equivalent
modulus, a representative resilient modulus, by means of a standard CBR
testing facility by repeating the loading and unloading cycle. The tests were
done using a fairly large mold having a diameter of 250 mm and a height of 200
mm to accommodate the full 0/45 gradation. Proportionally a bigger penetration
plunger of 81.5 mm diameter is used instead of the standard CBR 49.64 mm
diameter plunger.
The principle of the RL-CBR test is similar to the standard CBR test but repeated
loads are applied, see Fig. 1. First the standard CBR test is performed until a
penetration of 2.54 mm (0.1 inch) at a deformation rate similar to the standard
CBR test (1.27 mm/min = 0.05inch/min). The force at this deformation is recorded
and then unloaded at the same rate to nearly zero, with a minimum contact
stress of about 0.1 MPa. The specimen is re-loaded repetitively to the CBR force
until the elastic deformation reaches nearly a constant value after about 100
load cycles.
The deformation during RL-CBR testing is measured as the vertical displacement
of the plunger during loading and unloading by an external LVDT (Linear
Variable Displacement Transducer). The elastic deformation for each cycle is
then measured as the difference of the LVDT reading at the maximum loading
and the minimum after unloading. For estimation of the modulus the average
elastic deformation of the last five loading cycles of the 100 cycles is considered.
Equivalent Resilient Modulus
A Finite Element analysis has been carried out on a model of the repeated load
CBR testing using ABAQUS assuming linear elastic behavior of the granular
material. From the analyses equation 1 has been developed by Araya [3] that
relates the elastic modulus of the material tested as a function of the plunger
load and elastic deformation that can be measured from the repeated load CBR
tests.
60
Eequ =
1.513 ⋅ (1 −ν 1.104 ) ⋅ σ p ⋅ a
(1)
u1.012
Where Eequ = equivalent resilient modulus [MPa], ν = Poisson’s ratio [-], σp= average plunger
stress [MPa], u = elastic deformation [mm], a = radius of the load circle/the plunger [mm].
Fig. 1. Load-deformation pattern and deformations in repeated load CBR test
As can be seen in Fig. 2 the RL-CBR test equivalent moduli of the unbound mix
granulate exhibits a general stress dependent behavior. It shows a general trend
of increasing plunger load (i.e. the test load level at which 2.54 mm penetration is
reached) and hence the stiffness with increasing degree of compaction (DOC).
The resulting equivalent modulus values from the RL-CBR tests have been verified
by using the resilient modulus cyclic triaxial test results. An extensive large scale
triaxial testing has been carried out on the unbound mix granulates with varying
composition, gradation, DOC, curing period etc. in which one of them is with a
composition of 65% (by mass) crushed concrete and 35% crushed masonry with
average limit gradation and curing period of 4 days. In order to accommodate the
full scale of the 0/45 coarse graded materials a large scale triaxial setup was used
with a specimen diameter of 300 mm and a height of 600 mm.
61
Mr-θ regression model lines in log-log scale for the three triaxial tests at three different
DOC 97%, 100% and 105% are shown in Fig.3. In this graph the equivalent modulus,
E_equ, obtained from the RL-CBR tests is included for comparison. The magnitudes
of Eequ are directly fitted to their respective DOC based on their intended DOC.
Conclusion
The repeated load CBR is a simple characterization technique which gives a good
estimate of the modulus of the recycled mix-granulate to determine mechanical
behavior and promote usage of such eco-materials. The effect of degree of
compaction on the mix granulate is well elaborated in terms of strength or resistance
to permanent deformation properly i.e. penetration load required to penetrate 2.54
mm proportionally increased with DOC but not reflected in the resilient modulus
property of the demolished recycled mix granulate.
References
1. Sherwood, P.T., Alternative materials in road construction: a guide to the use of recycled and
secondary aggregates. Second ed. 2001: Thomas Telford
2. CROW, RAW Standard Bepalingen 2005 (in Dutch). CROW, Editor. 2005: Ede, The Netherlands
3. Araya, A.A., Characterization of Unbound Granular Materials for Pavements» PhD thesis, Delft
University of Technology, 2011
62
Etude de l’influence des modules élastiques de sol et du béton de
fondation sur les déformations d’un radier de fondation
Oustasse Abdoulaye SALL, Meissa FALL, Makhaly BA
Département Génie Civil, Université de Thiès, Thiès, Sénégal
[email protected]
Résumé
Dans cet article, on propose d’étudier le comportement d’un radier de fondation sur
sol élastique à partir de la théorie des plaques en prenant en compte l’interaction
sol-structure. Ce papier a pour but de mettre en évidence l’interaction sol-structure
plus particulièrement l’influence des module d’Young du sol et du béton de fondation
sur le module de réaction verticale du sol et sur les déplacements dans un massif de
fondation en radier soumis aux charges de la superstructure. A partir de la théorie
des plaques et la prise en compte de l’interaction sol-structure nous avons abouti
à l’équation générale du problème posé qui dépend non seulement des propriétés
mécaniques béton de fondation mais aussi de celles du sol de fondation. Cette
étude montre que le comportement du radier de fondation est plus influencé par les
propriétés mécaniques du sol que celle du béton de fondation.
63
Recyclage des ouvrages - renforcement de plateformes ferroviaires
par soil mixing
Antoine GUIMOND-BARRETT1,2, Anne PANTET2, Alain LE
Jean-François MOSSER3, Nicolas CALON4, Philippe REIFFSTECK1
KOUBY1,
1 IFSTTAR, Paris, France;
2 Université du Havre, Le Havre, France ;
3 Soletanche Bachy, Rueil-Malmaison, France
4 SNCF, Paris, France
Résumé
Cette communication présente les premiers résultats d’essais in situ réalisés dans
le cadre du projet RUFEX afin d’étudier l’installation de colonnes de sol traité sous
une plateforme ferroviaire existante sans dépose préalable de la voie et avec un
impact minimal sur le ballast. Des colonnes ont été installées à l’aide d’un outil de
mélange à géométrie variable nommé Springsol développé par Soletanche Bachy.
Certaines colonnes ont été excavées afin de contrôler leur géométrie et plusieurs
échantillons de sol-ciment ont été prélevés pour effectuer des essais en laboratoire.
64
Utilisation de matériaux alternatifs au sable silteux et à la latérite
BIGNANG Kiziouivei Jean Paul
Agetur-Togo
Résumé
Au Togo et plus particulièrement à Lomé, les travaux de construction de routes
souffrent de pénuries de matériaux pour les couches d’assises.
Dans le passé récent la latérite était le matériau couramment utilisé pour les
couches de base ou de fondation de chaussées pour les routes et voiries revêtues
comme non revêtues. Les nombreuses carrières de ce matériau se sont rapidement
épuisées. Dans les localités assez reculées oú ce matériau est disponible, les
conditions d’exploitations qu’imposent les riverains (propriétaires), deviennent de
plus en plus difficiles.
Il en est de même pour le sable (dans le domaine du bâtiment essentiellement,
qui jadis était le sable de mer) assez prisé malgré son fort taux de salinité. Depuis
l’interdiction de prélèvement sur la côte en raison de l’érosion côtière, les regards
se sont tournés vers le sable silteux qui provient de trois carrières à l’usage des
particuliers. Il se pose alors un réel problème de matériaux de rechange.
Dans le cadre de la construction de la 1ère partie du grand contournement de Lomé,
en cours de réalisation par une entreprise chinoise, le gouvernement a en charge la
mise à disposition des carrières de matériaux.
Vu l’importance des terrassements la carrière de sable silteux mise à disposition
est épuisé ; l’entreprise propose alors l’utilisation des déblais d’exploitation des
phosphates. Ces matériaux à CBR presque nul, contiennent des phosphates à un
taux variable.
Les essais de formulation ont donné des CBR 200 et 240 après stabilisation au
ciment de 3 à 4%. On se demande quel pourra être le comportement de ce matériau
dans le temps (fatigue précoce, stabilité, etc.).
L’aspect géotechnique suffit-il pour rassurer la garantie des travaux ?
L’objectif de notre communication est d’échanger avec les autres participants sur
cette problématique importante pour le Togo et certainement pour d’autres pays
africains.
65
La qualité dans le dimensionnement routier
Meissa FALL
Université de Thiès, Sénégal
Résumé
Le domaine routier représente un sous-secteur important et nécessaire au
développement du pays puisque la route constitue le support indispensable aux
déplacements, au transport et à tous les échanges. Les investissements de l’Etat
dans ce secteur couvrent une très bonne partie du budget national et les besoins
sont en perpétuel accroissement. Dans ce domaine, la meilleure route c’est celle
qui est à la fois économique à la construction et à l’utilisation pour une durée de
service raisonnablement choisie.
La qualité dans le domaine routier apparaît dès lors liée principalement à trois
aspects :
• La conception dont la principale composante est «le dimensionnement»
• La construction selon les techniques ainsi que les matériaux disponibles et
• L’exploitation par le trafic dans les conditions régionales et locales.
L’amélioration de la qualité dans le domaine routier passe par la capitalisation
des résultats des expériences passées, la bonne connaissance des données
utilisées ou envisageables de ce domaine, la maîtrise des variables en relation
avec les potentialités du pays, la prédiction des évolutions du secteur et le choix
des dispositions adéquates que ce soit pour la protection ou pour l’entretien des
infrastructures.
66
Étude du comportement cyclique de graveleux latéritiques du sénégal
Fatou SAMB1*, Makhaly BA1, Meissa FALL1, Yves BERTHAUD2
1Département de Géotechnique, UFR Sciences de l’Ingénieur, Université de Thiès, Sénégal
2Université P&M Curie, Paris France
(*) [email protected]
Résumé
Des essais triaxiaux ont été effectués sur cinq graveleux latéritiques prélevés sur
les sites de Sébikotane, Dougar, Pâ Lo, Mont-Rolland et Ngoundiane. L’étude a
montré que le module réversible diminue avec l’augmentation de la somme des
contraintes et de la contrainte déviatorique à pression de confinement constante.
Par ailleurs, le module réversible augmente avec le pourcentage de ciment à teneur
en eau sensiblement égale. Cet effet tend à s’estomper pour des contraintes plus
élevées.
67
Le pavé de roche : Une variante pour l’aménagement des voies urbaines
Diarra J.M.
Consultant externe - Bureau International du Travail, Bureau régional de Dakar
Résumé
L’atout principal de promotion de la filière pavé au Mali et particulièrement à Bamako
est l’existence des carrières de roche autour de la ville de Bamako, et la conformité
de la roche à la production de pavés pour la voirie. La mise en valeur de ceux-ci, et
les possibilités de développement de la nouvelle filière qui en découle, répondent
parfaitement aux critères de l’approche des travaux à Haute Intensité de Main
d’œuvre (HIMO).
La production des pavés et la pose sont manuelles elles favorisent donc la création
des emplois et l’économie de devises.
Les premiers chantiers de pavage du Projet d’insertion des jeunes dans la vie
professionnelle à travers les investissements à Haute Intensité de Main-d’œuvre en
milieu rural et en milieu urbain (PEJIMO) a été initié en 2005 ont démontré les intérêts
techniques et financiers de la roche comme réponse aux besoins considérables de
travaux d’assainissement dans la ville de Bamako. Le projet a donc mis un accent
particulier sur l’appui technique et organisationnel aux exploitants des carrières, et
la vulgarisation du matériau auprès des mairies du Mali, des services techniques et
des projets intervenant dans l’aménagement urbain.
Au-delà des chantiers eux-mêmes et de leurs impacts en termes d’assainissement,
l’intérêt du projet s’est porté sur les nouvelles techniques introduites avec le pavé
de roche et ses multiples avantages : emplois et revenus locaux, coûts, facilité
d’aménagement, durabilité, esthétique,… Les impacts du projet au niveau des
carrières et de la réalisation des chantiers écoles de pavage ont été très importants.
Le développement de la filière pavé implique un développement du savoir-faire.
Le projet a permis la formation de plus d’une centaine de poseurs de pavés de
roche à Bamako, qui ont encadrés par la suite les poseurs des différends chantiers.
Actuellement, ces « maîtres poseurs » sont envoyés dans les régions pour former
d’autres poseurs.
En dehors des chantiers, le projet a mis en place des plates-formes de formation
au niveau du centre de formation professionnelle de Missabougou à Bamako et du
Camp de jeunesse de Soufouroulaye, près de Mopti. Ces plates-formes ont permis
l’introduction des techniques de pose des pavés dans les cursus de formation
professionnelle en maçonnerie.
68
L’utilisation du pavé de roche et la pose à joints secs
La grande innovation qui a été introduite par le projet PEJIMO dans les chantiers
de voiries urbaines est la mise en œuvre des revêtements en pavés de roche,
et l’introduction de la technique de pose à joints secs. Aucun liant ni matériaux
importés n’est donc utilisé. Le pavé de roche a antérieurement été utilisé pour
quelques projets, mais de façon ponctuelle ou non réplicable. Par exemple, une
voirie a Hamdallaye, d’excellente qualité, mais réalisée par une grosse entreprise,
ayant entièrement mécanisé la coupe des pavés. Le coût de cette opération s’est
avéré beaucoup trop élevé pour être répliqué. D’autres aménagements ont été
réalisés avec des pavés de roche rejointoyés au mortier de ciment. Cette technique
à l’inconvénient d’être moins durable et plus chère que le joint sec. En effet, avec le
passage des véhicules, le mortier à tendance à s’effriter, étant moins résistant que
la roche. Par ailleurs, le matériau, un grès de couleur ocre, était aussi considéré
comme un revêtement de luxe.
La technique du pavage de roche à joints secs à Bamako présente les avantages
suivants :
• Utilisation à quasi 100% de matériaux naturels locaux : sables, latérite et roche.
Sans pour autant menacer les réserves, encore abondantes ;
• Aucune mécanisation nécessaire, tant dans les carrières que sur les chantiers, à
part le compactage final, donc travaux totalement manuels et proportion importante
de l’investissement injectée comme revenus locaux ;
• Durabilité de l’investissement, grâce à la qualité de la roche et son épaisseur. Le
matériau est quasi immuable :
• Coûts de mise en œuvre très concurrentiels par rapport aux autres revêtements
(bitumineux 1,7 fois plus cher, pavés de béton, bétons),
• Facilité de mise en œuvre, accessible rapidement aux jeunes apprentis, femmes
et hommes, et ouvrant de nouvelles perspectives d’emplois ;
• Souplesse d’aménagement et de variation de pose, permettant un entretien et des
réparations faciles, notamment sur les saignées de passage souterrains (tuyaux ou
câbles) ;
• Aspect esthétique fort apprécié, particulièrement grâce aux couleurs ocres du grès
de Bamako ;
• Sécurité routière : les véhicules roulent moins vite sur une surface pavée,
légèrement irrégulière ;
Considérant le potentiel de production autour de la ville et les avantages de la
technique, un des objectifs de départ du projet était de vulgariser le matériau, en
développer les capacités de production, et soutenir la création d’une nouvelle filière
dans le secteur Le nombre de structures convaincues de l’intérêt du pavage de
69
roche n’a pas cessé d’augmenter, notamment au niveau des décideurs. Les derniers
chantiers ont commencé à faire des variations esthétiques dans la pose, ouvrant de
nouvelles possibilités d’aménagements en matériaux de roche
Activités dans les carrières
L’évolution des activités dans certaines carrières de Bamako, et les conséquences
économiques et sociales qui en découlent, constitue certainement un des acquis
les plus importants du projet. Pratiquement inexistante en 2005, la production
de pavés de roche, extraits et taillés manuellement, a connu un développement
considérable, aussi bien en termes de quantité que de qualité, avec l’encadrement
du projet PEJIMO.
Un autre acquis est celui de l’organisation et de la formalisation des groupes
d’exploitants et de tailleurs, avec l’appui juridique et financier du PEJIMO, dont le
nombre a crû de façon exponentielle ces dernières années.
Au départ du projet, l’ensemble des carrières autour de la ville ont été visitées.
Plusieurs exploitants étaient réticents, ou spéculaient sur le prix, considérant le
pavé comme un produit d’un certain prestige. Par ailleurs, plusieurs sites de carrière
ne peuvent convenir car la roche n’est pas, ou mal, litée, ne permettant pas une
taille régulière. La dureté de la roche joue également sur la qualité de la taille. Les
gisements du Sud de la ville présentent un grès plus ferrugineux, donc plus dur et
plus difficile à tailler
Au niveau des huit projets dans certaines régions du pays le PEJIMO a pu trouver
des carrières qui répondent aux conditions d’exploitation et de fabrication des pavés.
70
Prix du pavé
Le premier souci du projet, dans une optique de vulgarisation et de développement
de la filière, a été la détermination du coût des pavés. Gagner l’adhésion des
partenaires et des institutions concernées nécessite de proposer une alternative à
un prix concurrentiel aux autres revêtements routiers. Les prix proposés au départ
par quelques exploitants étaient purement spéculatifs.
La démarche du projet a été de réunir l’ensemble des exploitants et de leur faire
calculer le déboursé sec (prix brut) pour la production d’un pavé. Cette approche
avait un double avantage. Primo, l’apprentissage d’établir un coût réel à partir des
différents frais de production et taxes, secundo d’arriver à un coût similaire pour
tous les exploitants, afin d’éviter une mise en concurrence par la fixation d’un prix
unique. Ce second point est très important pour le développement de la production
car il protège contre le travail à perte, ou la surenchère. Si au départ les quelques
prix fournis variaient entre 125 et 400 FCFA/pavé, le montant calculé avec les
exploitants a été fixé à 175 FCFA (augmenté à 200 Fr en 2007), dont 75 Fr pour le
tailleur. Le reste comprend le débitage, les taxes et frais de concession, et la marge
de l’exploitant. Pour une moyenne d’une trentaine de pavés au m², cela représente
un coût brut de 6.000 Fr/m², ce qui est très concurrentiel, surtout si on tient compte
des autres avantages du matériau (résistance, durabilité, esthétique,…)
Au cours des premières années de
production, la présence du projet et de
l’APEJ était pratiquement permanente dans
les carrières. Plusieurs formations ont été
organisées, notamment en technique de taille
et de débitage. Progressivement, ce sont
les meilleurs tailleurs locaux qui ont encadré
les apprentis. Enfin, le même transfert de
compétences se fait aujourd’hui vers les
autres régions du pays. Les normes pour
les dimensions des pavés ont été introduites
et sont scrupuleusement respectées, suite
à un système de réception des produits en
carrière particulièrement rigoureux. En effet,
le non respect des normes standards ne
permettront pas la pose selon le principe de
l’auto blocage des pavés.
Les normes du pavé
Largeur : 15cm (tolérance 1cm)
Longueur : 20cm (tolérance 3cm)
Hauteur : entre 10 et 15 cm
Les variations peuvent se
faire sur la longueur du pavé,
afin de faciliter la pose en
quinconce sur chantier. Il est
aussi possible de commander
des demi/pavés de 12 à 15cm
de long, mais déconseillé de
dépasser les 25cm Comnon
Pour les premières commandes, la séance de réception était une étape importante,
et surtout didactique, en présence des tailleurs, exploitants, entreprises de pose,
et projet. Tout pavé non conforme était rejeté ou à reprendre. La production était
disposée afin de faciliter un contrôle rapide. Ces dispositions sont restées dans les
habitudes et l’amélioration de la qualité de taille est considérable.
71
Sous-thème 4 : Habitat durable
Economic feasibility evaluation of building passive houses
Yurchenko E.L.a, Koval O.O.a, Savytskyi M.V.a, Limam K.b*
a Dept. reinforce-concrete and stoune constructions, SHEE “Pridneprovsk State Academy of Civil Engineering and
Architecture”, 49600 Dnipropetrovsk (Ukraine)
b Laboratory of engineering sciences for environment (LaSIE), University of La Rochelle, France E-mail address :
[email protected]
Abstract
The research presents an improved method of rational design of energy -efficient
low-rise residential buildings according to their life cycle. The mathematical model
for finding the optimal version of draft power-efficient residential building has been
developed. For conditions of Ukraine the optimization problem has been set and
solved (finding the optimal version of the draft energy-efficient buildings). The
calculations prove the fact that the construction of passive houses in Ukraine today
is economically feasible.
72
Place des eco matériaux dans la conception et la réalisation d’un projet
bioclimatique en milieu sahélien
R. Sourdois1 et J.L. Soulama2
1 Secrétaire Général d’Acanthe – Ouagadougou, Burkina Faso
[email protected]
2 ingénieur en génie civil, administrateur d’Acanthe – Ouagadougou, Burkina Faso.
Résumé
Introduction
Acanthe est une association burkinabè qui s’est fixée comme objectif d’innover
et de promouvoir les techniques d’éco construction et d’architecture écologique
selon une démarche globale depuis la production et la sélection d’éco matériaux, la
prise en compte du contexte climatique dans la conception de l’architecture et les
techniques de mise en œuvre appropriées à notre environnement.
Pour Acanthe, le recours à l’utilisation des éco matériaux s’intègre dans une
démarche d’habitat durable. Acanthe promeut et développe un concept qui concilie
à la fois une approche économique, écologique et sociale dans les projets qu’elle
met en œuvre. De façon concrète, cela signifie que les éco matériaux participent
à la conception et à la réalisation des projets d’architecture bioclimatique . Ils
orientent des choix en fonction de leur disponibilité au niveau local et de leur qualité
thermique et de résistance.
La justification de développer ce concept est guidée par les réalités de l’environnement
climatique, social et économique du Burkina Faso aussi bien au niveau micro qu’au
niveau macro .
1. L’importance de la conception du projet
La conception d’un projet d’architecture bioclimatique fait référence à l›ensemble des
stratégies qui sera mise en place afin d’atteindre un objectif de confort d›ambiance
adéquats et agréables de manière la plus naturelle possible. Ses stratégies se
fondent sur des systèmes de construction simples et des techniques qui permettent
de rafraichir et de ventiler l›ambiance intérieure d›une construction avec un apport
énergétique limité.
Concevoir un projet bioclimatique suppose donc de faire des choix de conception
qui intègrent différentes lignes directrices qui peuvent se combiner et varier selon
73
les attentes du promoteur et la nature du projet.
Dans un contexte sahélien, les principales orientations retenues seront les suivantes :
• Orientation liée au choix des matériaux en fonction pour leur qualité thermique
(recherche de l’inertie thermique, isolation),
• Orientation pour une conception optimale de l’habitat afin d’améliorer le confort et la
gestion de l’énergie (disposition des pièces, intégration des espaces verts, orientation
du bâtiment, protection solaire),
• Orientation privilégiant les méthodes de rafraîchissement naturelle de l’habitat
(ventilation nocturne) et les techniques d’apports énergétiques renouvelables (solaire
et éolien),
• Orientation pour l’amélioration d’un cadre de vie respectueux de l’environnement
(limitation des émissions de CO2, préservation des ressources, prise en compte de
la santé).
La problématique des éco matériaux s’intègre ainsi dans une démarche plus globale
et pas seulement comme une alternative économique avec des matériaux dits
classiques.
Le choix des matériaux de construction et des techniques de mises en œuvre
La sélection des matériaux est indissociable des techniques de mises en œuvre qui
ont été retenues lors de la conception du projet. Au niveau d’Acanthe, il a été fait le
choix de développer et de promouvoir des techniques d’éco construction.
L’éco construction contribue davantage à un habitat durable et utilise de façon la plus
optimale les éco matériaux disponibles au niveau local. A titre d’illustration certaines
techniques de construction retenues minimisent l’utilisation du bois mais aussi du
ciment et du béton armé. Ces techniques de mise en œuvre des constructions sont
autant de solutions offertes aux architectes pour concevoir des projets bioclimatiques
à coûts modérés. Ils intègrent davantage d’éco matériaux et sont sources de revenus
plus importants aussi bien pour les producteurs de matériaux que pour les artisans
maçons.
La recherche de solutions techniques intéresse tous les domaines du bâtiment ; du gros
œuvre à la finition (fondation, dalle, mur, cloison, plafond et toiture).
Les principes constructifs validés et préconisés et par Acanthe peuvent varier en fonction
du projet et des choix du promoteur.
• Les fondations : Deux choix possibles en fonction de la nature du projet : béton cyclopéen
ou blocs de latérite sur sable.
• Le soubassement : Il a été fait le choix d’utiliser soit du gros béton non armé ou de
construire le soubassement avec de la pierre dure (carapace du socle latéritique ou blocs
de calcaire dolomitique).
74
• La maçonnerie : L’option retenue est de systématiquement proposé un double
mur pour l’enceinte de la maison quelque soit son exposition avec une épaisseur
minimum de 35 cm. L’espace entre les deux murs est laissé libre ou remplie avec de
la terre latéritique ou du polystyrène recyclé. Régulièrement des blocs sont placés
en boutisse pour raidir le mur. Il est également possible de faire des murs de 30 à
35 cm accolés en mixant les matériaux (BLT / BTC ou BLT / brique de banco). Cela
peut apporter des réponses économiques sans remettre en cause la durabilité de la
maçonnerie. Le mortier de jointement est adapté au matériau utilisé.
Au niveau des enduits de finition, qui sont optionnels, ceux-ci sont uniquement
travaillé avec la chaux afin de conserver les qualités thermiques de la pierre ou
des briques. La chaux de Tiara (Burkina) a été expérimentée avec succès et
l’adjuvantation de celle-ci lorsque cela est nécessaire se fait principalement avec
des produits naturels disponibles au Burkina Faso.
• La couverture : La recherche de l’isolation des plafonds est une priorité. Il est
proposé d’utiliser du polystyrène d’emballage recyclé dans la conception classique
de plafond isolé. L’apport de DW pour la construction sans bois en utilisant les
coupoles et les voutes est également privilégié (en brique de banco ou en BTC).
L’intérêt pour une mixité des matériaux et des techniques
Les matériaux sont sélectionnés et associés en fonction des objectifs du projet
mais aussi à partir de la connaissance de leur qualité et de leur compatibilité à être
associer entre eux. Acanthe réalise dans ce domaine différentes études empiriques
pour proposer des solutions les plus diversifiées possible.
Au niveau micro, l’intérêt de mixer les matériaux et les techniques permet de mieux
répondre aux exigences de confort climatique pour les occupants, d’économie et de
recherche esthétique.
En offrant une plus grande diversité de solutions architecturales, il est possible de
mieux répondre à une demande d’habitat adaptée à la population burkinabè et donc
de développer des filières de production et de service en lien avec une économie
durable.
2. Exemples de réalisations
Acanthe et ses membres ont travaillé sur des projets variés qui combinent différentes
techniques et matériaux. Tous les projets s’inscrivent dans une conception
d’architecture bioclimatique et répondent à des objectifs bien définis.
- La villa Okhra - Ouaga 2000 : Réalisée à partir de 2008, la villa Okhra est le projet
pilote d’Acanthe. Elle constitue toujours une base d’étude et d’enseignement aussi
bien sur les questions de mise en œuvre, d’organisation et de qualité thermique
pour les futurs projets.
75
En termes de conception, le projet met l’accent sur l’inertie thermique au niveau des
murs et d’une isolation des plafonds tout en conservant un système de climatisation
conventionnel.
L’objectif général du projet était de diminuer la consommation d’énergie par une
réduction du temps de climatisation globale dans l’année.
Objectifs spécifiques :
- La réalisation du projet à coût identique à une construction classique,
- Le test des enduits à base de chaux du Burkina,
- La mise en valeur par la mixité des matériaux.
Résultats :
L’ensemble des objectifs du projet ont été atteints. Les enseignements ont été
capitalisés.
- Le projet atelier des couleurs – Ouaga 2000 : Il s’agit d’une réalisation en cours
sous la forme d’un projet pilote qui vise à mettre en commun tous les savoir-faire
et compétences des membres d’Acanthe. Il utilise à la fois des matériaux comme
la terre (expérience DW), les blocs de latérite taillés, la terre stabilisée, la chaux
(en béton et en enduit) combinés à différentes techniques de mise en œuvre et de
procédés de ventilation naturelle.
L’objectif général du projet est de réaliser un habitat de qualité à faible coût et avec
un entretien limité.
Objectifs spécifiques :
- Limitation des matériaux importés (bois, fer, ciment),
- Adaptation du modèle à l’auto construction,
- Test des enduits chaux + terre.
- Le projet villa Amaryllis – Ouaga 2000 : Il s’agit du nouveau modèle de conception
en cours de réalisation. Il va plus loin que le projet Okhra en proposant une
conception plus exigeante en termes d’inertie, d’isolation des plafonds et de
ventilation nocturne naturelle. Un dispositif de climatisation écologique remplacera
les climatiseurs de type split.
L’objectif général du projet est de diminuer la consommation d’énergie par une
réduction sensible de la puissance électrique du dispositif de climatisation. Cela
permet de garantir une température constante toute l’année dans une ambiance
saine (renouvellement de l’air).
76
Objectifs spécifiques :
- Définition d’une ligne architecturale d’inspiration sahélienne,
- Amélioration des techniques d’utilisation et de valorisation des éco matériaux
(difficultés techniques et soin de mise en œuvre),
- Installation d’un dispositif photovoltaïque économiquement viable et adapté à des
besoins de faible consommation.
Acanthe prépare un nouveau concept dont l’objectif principal vise la standardisation
de la construction afin de réaliser des gains de temps et de toucher un public à
revenu moyen.
77
Measurements thermophysical properties of materials by infrared
thermography
A.W. Aregba, C.Pradere , J.-C. Batsale
I2M : Département TREFLE UMR 5295 CNRS, Esplanade des Arts et Métiers33405 Talence, France
Abstract
1. Introduction
In this study we have developed physical model that describes the thermal behaviour
of a material locally heated by a laser beam or a micro torch, and we have set up
an experimental device for measuring temperature fields by infrared thermography.
Digital processing of the experimental measurements by inverse methods allowed
us to estimate the mapping of the thermal properties of material. When the heat
transfer is accompanied with the pyrolysis of the material, the flow of pyrolysis can
also be quantified from energy balances. An illustration is made of an elastomer
which is used as thermal protection material in the aerospace field.
2. Experimental setup and measurements
The experimental setup that we built is shown in Figure fig1. It consists of an infrared
camera («ORION», CEDIP) with a matrix of 256 * 256 InSb detector and a 25mm
lens. The experiments were performed on samples of elastomer with dimensions:
thickness = 1 mm, side = 25mm. The rear plate elastomer is in contact with a solid
sensor (Peltier element) mounted on a brass block. While the front is excited either
by a heat source photonics (laser beam) or a torch. heat flux and temperature fields
in the sample are respectively measured by the Peltier element and the infrared
camera
function generator
IR camera
Sample
Laser diode
Block laton
Fig.1a: Heating by laser beam
78
Fig.1b: Heating by micro torch
Fig1c: Sample after pyrolysis
3. Estimation of thermal diffusivity and heat source terms
Measuring thermal diffusivity and heat sources cartographies are very useful for
modelling of heat transfers and materials analysis, as it can be implemented
in a simple, without contact with thermal excitation photon transient (laser flash
lamps ...) and by analyzing the response of a temperature mapping using infrared
thermography. Since infrared thermography allowed to access fields under transient
temperature, various methods have been developed. Initially, characterization methods
were associated with periodic or pulsed excitations and modal methods for characterizing
homogeneous materials and possibly anisotropic (see Philippi et al [1], Krap et al [2]).
These methods were based on a modal analysis of temperature fields through a spatial
Fourier transform. Notwithstanding the interest provided by the analysis in Fourier space
(analytic solutions, study of the influence of the measurement noise ...), these methods
had the disadvantage of requiring a consideration of the whole information of the image
and are associated only with homogeneous materials. Further modal methods were
then developed for heterogeneous materials by considering first a reduction of the large
amount of information provided by the camera means of singular value decomposition
and subsequently a calculation in the space given by modal decomposition (see
Bamford et al [3]). Other nodal point approaches have been developed (see Batsale
et al [4], Fudym et al [5]) but only in case of the study of impulse responses. In the
case where the excitations are non-pulse with a spatial and temporal distribution of
the unknown source terms (as in the pyrolysis of elastomer on thin plate), the previous
methods cannot be used to estimate the thermal diffusivity.
In this study,we propose a simple node method. It is to build a functional from the
thermal model which is discretized pixel scale and field measurements of temperature.
Note that this function binds variables to be estimated and the observed variables
such as temperature fields. The least-square minimizing of this function allows you
to access to the mapping of variables to estimate.
79
Thermal model
At the level of the pixel, the heat diffusion in the plate is governed by the: equation:
∂Ti ,kj
= ai , j ∆Ti ,kj + Φ ik, j
∂t
(1)
The functional to be minimized is therefore
 ∂Ti ,kj

J1 = ∑ 
− ai , j ∆Ti ,kj 


k =1  ∂t

k = Nt
2
(2)
By a spatial and temporal discretization of the functional and its derivatives with
respect to the variable to be estimated (Thermal diffusivity), mapping the diffusivity is
given by the following equation:
ai , j
∑∂ T
=
∑ (T
k
t
k
i, j
k
i, j
⋅ ∆Ti ,kj
⋅ ∆Ti ,kj )
, ai , j  0
(3)
When the Thermal diffusivity was estimated, the heat source terms are then deducted
from the equation (1)
k
4. Experimental results and estimation of the mapping of the thermal diffusivity
4.1Thermal excitation of the sample by laser beam
The experimental setup is shown in Figure 1a. Five experiments were made by
varying the intensity of the power supply of the diode 416 mA to 812 mA. It has
been found on a plate by inert flux measurements metric that it corresponded to an
intensity radiative heating in the range between et . In this interval the heat transfer
in the material may be accompanied by a pyrolysis reaction. A fixed intensity of the
power supply of the diode, the elastomer is locally heated by the laser diode. The
temperature field of the front face of the sample is measured by the IR camera while
heat flux of its rear face is measured by a Peltier element. The figures (fig. 2a, fig.2b)
represent respectively the temperature fields and the evolution of the temperature a
few pixels of the sample. The intensity of power supply is 0.416 mA. At this heating
intensity, the heat transfer in the sample is not accompanied by its pyrolysis. The
methods developed in the previous section are then used to determine estimates of
diffusivity maps and source terms from these measures.
80
4.2 Thermal excitation of the sample by torch
The experimental setup for this situation is shown in figures fig.1b and fig.1c. The
heat flux to the rear face of the sample is measured by a Peltier element. Heat flow
of the front panel could not be measured by the IR camera because of its saturation
by the flame. The figures below show the evolution over time of the heat flow to the
rear face. During these tests, the heat transfer in the sample is accompanied by its
pyrolysis.
81
5. Conclusion
In this study, we constructed an experimental setup that can heat a sample by laser
beams or by a torch and then measure the temperature field of this sample by infrared thermography and heat flux lost by a solid sensor (Element Peltier). Thermal
model of heat transfer is proposed and parameter estimation approach has been
developed. It is applied to estimate the mapping of thermal diffusivity and source
terms evolution of elastomer samples. The results that were obtained are acceptable. The techniques developed in this work can be applied to other materials including ecomaterials. The calibration of the energy provided by heating (laser, torch)
and measurements of heat flux lost to the rear face of the sample may allow from
the energy balance to estimate flow of the pyrolysis.
Bibliographie
[1] Philippi I., Batsale J.C., Maillet D., Degiovanni A., Measurement of thermal diffusivity through processing of infrared images, Rev. Sci. Instrum. 66(1) 1995, 182-192.
[2] Krapez JC, Spagnolo L., FrieB M., Maier H.P., Neuer, Measurement of in-plane diffusivity in nonhomogeneous slabs by applying flash thermography, International Journal of Thermal Sciences 43
(2004) 967-977.
[3] Bamford M., Batsale J.C., Fudym O., Nodal and Modal Strategies for longitudinal Thermal Diffusivity
Profile Estimation. Application to the non-destructive Evaluation of SiC/SiC composites under uniaxial
tensile tests, Infrared Physics and technology (2008), Volume 52, Issue 1, January 2009, Pages 1-13.
[4] Batsale JC., Battaglia J.L., Fudym O., Autoregressive algorithms and spatially random flash excitation for 3D non destructive evaluation with infrared cameras QIRT Journal 1 5-20, 2004.
82
Simulation numérique du transfert thermique conjugue dans les
briques creuses à terre cuite
BOUTTOUT Abdelouahab*, AMARA Mohamed, BOUDALI ERREBAI Farid,
DERRADJI Lotfi, MAOUDJ Yacine.
Département Physique du Bâtiment et Instrumentation, Centre National d’Etudes et de Recherche Intégrée du
Bâtiment, CNERIB, Cité El Mokrani, Souidania. Alger, Algérie.
*Auteur correspondent : [email protected]
Résumé
La réduction de la consommation de l’énergie dans le secteur du bâtiment est devenue un domaine de recherche très actif durant les dernières années. Donc l’étude
de transfert de chaleur à travers l’enveloppe du bâti est d’une grande importance.
Généralement, les déperditions thermiques s’effectuent par transmission, par les
ponts thermiques et par renouvellement d’air. Dans le document technique réglementaire DTR C3.2 élaborer par le CNERIB, les valeurs de la résistance thermique
R des différentes formes des briques creuse de terre cuite sont tabulées. Pour répondre aux exigences réglementaires des bâtiments d’habitation, le rapport entre
les déperditions par transmission et les déperditions de références ne doit pas dépassé 105%.
Dans le présent travail nous examinons le transfert de chaleur conjugué de la
conduction et convection dans différentes configurations de briques creuses a terre
cuite (Fig. 1). Un programme en FORTRAN 6.0 a été développé pour résoudre les
équations de Navier Stocks et l’équation de l’énergie par la méthode des volumes.
Afin de modéliser les différents couches (gypse, terre cuite et le ciment), les termes
diffusifs de l’équation de la conduction sont multipliés par les rapports de diffusivité
thermique de chaque couche et la diffusivité thermique de l’air.
Pour la période hivernale, nous proposons des corrélations pour le calcul des déperditions thermiques pour différents écarts de température et de conductivité thermique. Les résultats montrent que l’augmentation du nombre des creux menée a
une diminution des déperditions de 8 % pour une disposition horizontale et 20.46%
pour une disposition verticale. Pour la période estivale, les résultats montrent
l’influence des nombres des creux et leurs dispositions sur l’inertie thermique.
83
Sous-thème 5 : Durabilité des matériaux
Durabilité des propriétés mécaniques des géomatériaux pour la
construction
BLANCHART P.1*, SORGHO B.2, ZERBO L.2, GUEL B.2, KEITA I.3, DEMBELE C.3,
PLEA M.3, SOL V.4, GOMINA M.5
1 GEMH, ENSCI, 12 Rue Atlantis, 87068 Limoges, France, (*) [email protected]
2 U.F.R.-S.E.A, Université de Ouagadougou, Burkina Faso
3 FAST, Université de Bamako, Mali
4 LCSN, Université de Limoges, France
5 CRISMAT, ENSICAEN, Caen, France
Résumé
Les géo matériaux argileux pour la construction sont largement utilisés dans les
constructions traditionnelles ou modernes, bien que leurs propriétés mécaniques
et la durabilité de ces propriétés soient des aspects limitant. L’optimisation des
propriétés à long terme est indispensable dès lors que les techniques de construction
et les conditions atmosphériques peuvent changer fortement en fonction de
l’environnement.
La résistance mécanique des géo matériaux est principalement contrôlée par l›effet
liant des argiles plastiques, qui est réversible avec l’eau, mais qui dépend de la
composition minéralogique, des caractéristiques microstructurales et du processus
de fabrication. En plus du rôle de l’argile liante, la résistance mécanique et sa
variation avec l’humidité peuvent être améliorées par l’ajout de divers additifs,
dont les composés tanins extraits à partir de composés végétaux. Ceci est dû à
la formation de complexes chimiques entre les tanins et les hydroxydes de fer
associés aux argiles. Dans cette étude, des mélanges optimisés de sables et
d›argile associée aux tannins ont été réalisés et mis en forme par pressage de
blocs. La microstructure des matériaux est de type composite granulaire.
Les propriétés mécaniques ont été caractérisées par compression et par fluage
pendant 21 jours sous 0.2MPa (équivalent à 8m de mur). La caractérisation du
fluage est très représentative de la contrainte réelle subie par un matériau de
construction. Cet essai a mis en évidence un comportement complexe avec des
étapes successives de déformation. La simulation des courbes de fluage met en
84
évidence le rôle de l’humidité et des additions de tanins. La nature multi-étapes
des courbes de fluage est due à une déformation lente et continue de la matrice
argileuse et d’un processus lent de microfissuration localisé aux interfaces des
grains de sable. Ce processus est accentué par la forme anguleuse des grains, leur
taille et leur distribution, qui influencent la répartition des contraintes dans la matrice
argileuse.
La simulation du processus de fluage met aussi en évidence un effet de vieillissement
similaire à celui observé avec les roches et les bétons, mais avec une cinétique
accentuée. La distribution des liaisons internes dans la microstructure évolue avec
le temps sous l’effet de la contrainte permanente, conduisant à l’affaiblissement
de la résistance mécanique à long terme. Bien que la cinétique de ce processus
dépende principalement de la nature de la matrice argileuse, il semble inéluctable
et conduit à la dégradation à plus ou moins long terme des matériaux.
85
Understanding strength and weathering mechanisms of laterite
a sustainable building material of malabar region, western india
KASTHURBA A K1, Manu Santhanam2
1 Associate Professor & Head, Department of Architecture, NIT Calicut
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, IIT Madras
Résumé
Laterite, a worldwide occurring tropical weathered rock, is a predominant material
used for permanent structures along the west coast of India from prehistoric times
to present day. Laterite, being locally available, cost effective, energy efficient and
environment friendly building material in Malabar region of Kerala, is the material of
choice for present day masonry constructions. Study of strength characteristics and
weathering mechanisms of laterite will help in effective utilization of the material in
the construction industry and for conservation of laterite stone monuments.
In spite of the widespread use of laterite in monumental architecture, very little is
known about its characteristics as a building material. Understanding the strength
characteristics of laterite and its response to weathering agents is extremely
important for its building applications and for sustainable conservation of monuments.
Characteristics of laterite from four representative quarries in Malabar region were
determined as per the standard procedures. Intrinsic characteristics of laterite
was studied by megascopic and microscopic investigations. Schematic diagram
illustrating the co-relationship of strength characteristics and micro-structural
characteristics was derived based on this study.
Field investigation of laterite monuments and laboratory accelerated weathering
studies on fresh laterite samples indicated that salt attack and biodegradation were
the main causes for weathering. Accelerated weathering studies were conducted
to determine the adverse of salt on the material. The extent of damage due to salt
crystallization was severe compared to mere wetting and drying. Understanding of
material behavior and weathering mechanisms will form basis for the conservation
of heritage monuments in laterite. This study forms a base for maintenance activities
and to suggest appropriate restoration strategies for laterite monuments.
86
Evaluation par cycles séchage-mouillage de la durabilité d’un composite
à matrice minérale et fibres cellulosiques de recyclage
BENTCHIKOU M.*, BELDJOUHAR NEE BLAIFI H., DEBIEB F., HANINI. S.
Laboratoire de Bio-matériaux et Phénomènes de Transport (LBMPT), Université de Médéa, Algérie.
(*) [email protected]
Résumé
L’objectif de cette étude est d›examiner les possibilités de l’incorporation des fibres
cellulosiques de récupération dans une matrice cimentaire en vue de l’utilisation du
composite élaboré comme béton léger.
Pour l’évaluation des performances mécaniques et thermiques ainsi que la durabilité
de ce matériau composite, on l’a exposé à différents cycles de vieillissement
d’humidification-séchage. Ce dernier est utilisé comme une méthode de test
accéléré pour simuler des conditions environnementales extérieures pour lesquelles
les constructions sont soumises à l›action desséchante du vent et du soleil et de
mouillage par la pluie ou les eaux de ruissellement de fonte des neiges.
Sur ce matériau élaboré, on a effectué des essais mécaniques, physiques et
thermiques. Les résultats expérimentaux ont été exprimés afin de prévoir chaque
paramètre étudié en fonction de la composition et du nombre de cycle.
Les résultats montrent que les performances mécaniques sont légèrement affectées
par le nombre de cycle où on note une légère augmentation de la résistance en
compression au 15ème cycle et une légère augmentation de la résistance en
traction par flexion au 10ème cycle.
Le matériau utilisé malgré son exposition aux cycles, ne perd pas son pouvoir isolant.
Il est montré que le composite à 20% de fibres avec une conductivité thermique
de 0.322 W/m.°C et une résistance en compression de 5.86 MPa pourra être utilisé
comme matériau constructif non porteur bien que vieillit par 25 cycles de séchage
humidification.
87
Durabilite des bétons locaux contenant la pouzzolane naturelle
B. TOUILA, F. GHOMARIA,A. BEZZARA,A. KHELIDJB AND S. BONNETB
A Laboratoire EOLE, Département de Génie civil, Université de Tlemcen, Algerie
B Laboratoire GeM, Université de Nantes, France.
Résumé
De nos jours, dans différents pays, le développement durable est devenu une
exigence pour les structures en béton notamment ceux implantés en milieux
agressifs tels les chlorures. Notre étude s›inscrit dans le cadre de la recherche
d›un matériau durable et à impact environnemental faible, par la valorisation de la
pouzzolane naturelle de Beni Saf, en Algérie.
L›utilisation de la pouzzolane naturelle dans la formulation du béton peut être optimisé
pour minimiser d’une part la consommation de matières premières (gestion des
ressources), et d’autre part d›accroître sa durabilité (résistance à l›environnement
et aux diverses agressions).
En optant pour une démarche fondée sur l’étude de quelques indicateurs de durabilité,
comme la porosité, la perméabilité aux gaz et la diffusion des ions chlorures; les
résultats de notre recherche ont confirmés que l›utilisation du béton avec des ajouts
pouzzolaniques contribue positivement à l›amélioration de la durabilité du béton où
une plus grande résistance aux ions chlorure et la perméabilité a été prouvée.
88
Recyclage des bétons de démolition dans des bétons de structures :
les verrous scientifiques à lever
GARCIA-DIAZ E.
Ecole des Mines d’Alès, Centre des matériaux des Mines d’Alès, France
Résumé
Sur un total d›environ 300 millions de tonnes de déchets de chantier produits
par an en France, seule une petite partie du béton qu›on y trouve est recyclée,
principalement pour des travaux routiers. Pourtant, dans d›autres pays d›Europe,
les granulats recyclés provenant de bétons de déconstruction concassés sont
déjà utilisés dans la formulation de nouveaux bétons. Le Projet National Français
RECYBETON vise principalement à changer la tendance au niveau national en
accroissant la réutilisation des bétons de démolition dans de nouveaux bétons et
dans la production de nouveaux liants hydrauliques. L’objectif de cette intervention
consiste à présenter les principaux verrous scientifiques à lever pour mener à bien
cette valorisation dans des bétons de structures.
89
Sous-thème 6 : Eco matériaux – Energétique - Qualité
Le label minergie-eco® : un label en faveur des éco-matériaux, de la santé
et de l’efficience énergétique
A. Duret , B. Perisset,
Lab. d’énergétique solaire et de physique du bâtiment (LESBAT), Haute Ecole d’Ingénierie et de Gestion du canton
de Vaud (HEIG-VD)
Résumé
Le secteur du bâtiment est un grand consommateur d’énergie et de matériaux. En Suisse,
ce secteur est responsable de plus de la moitié des émissions de CO2 et représente 45%
de la consommation totale d’énergie finale. C’est la raison pour laquelle un programme
national de promotion de l’efficacité énergétique des bâtiments a été mis sur pied.
En parallèle, il est aussi primordial de prendre des mesures pour limiter les impacts
environnementaux du secteur du bâtiment dus à l’utilisation de matériaux de construction
et aux phases de construction et de démolition. Le label MINERGIE-ECO® représente
une grande avancée dans cette direction.
L’association MINERGIE et les labels MINERGIE
L’association suisse MINERGIE a été créée en 1996 avec pour objectif de promouvoir la
construction et la rénovation de bâtiment à basse consommation énergétique. MINERGIE
a aussi pour but d’augmenter la part des énergies renouvelables dans le secteur du
bâtiment. Afin d’atteindre ces objectifs, un premier label de qualité baptisé simplement
MINERGIE® destiné aux bâtiments neufs ou rénovés a été développé en 1996. Ce label
est volontaire et exige de respecter un certain nombre de critère :
1. L’enveloppe du bâtiment doit être très performante.
2. Un renouvellement d’air contrôlé pendant toute l’année doit être mis en place.
3. La consommation énergétique spécifique doit être inférieure à une valeur limite
(<38kWh/m2an).
4. Le confort thermique en été doit être justifié.
5. Le surcoût ne doit pas dépasser 10% par rapport à des bâtiments conventionnels
équivalents.
90
En plus du label MINERGIE®, deux autres labels plus ambitieux ont été développés
depuis. Le label MINERGIE-A® qui est encore plus exigeant en matière de
consommation énergétique mais aussi d’étanchéité de l’enveloppe (voir figure
de comparaison ci-dessous). Ce label impose l’utilisation d’énergie solaire
pour satisfaire les besoins en énergies du bâtiment. Plus récemment, le label
MINERGIE-P® a étoffé la gamme des labels MINERGIE. Ce label concerne les
bâtiments à énergie positive ou nulle. Par rapport au label MINERGIE-A®, le label
MINERGIE-P® impose une performance énergétique accrue. Il est à noter que le
label MINERGIE-A® n’impose pas de limite de surcoût.
Figure 1 Comparaison des trois labels MINERGIE (Source : www.minergie.ch)
Les différents labels MINERGIE décrit plus haut permettent de rénover ou de
construire des bâtiments confortables avec une consommation énergétique très
limitée voir nulle. Par contre, tous ces labels possèdent deux lacunes importantes :
1. Pour des bâtiments labélisés MINERGIE, les impacts environnementaux liés aux
matériaux de construction, à la phase de réalisation et de démolition deviennent
en proportion plus importantes voir prépondérantes par rapport aux impacts liés
à la consommation d’énergie de chauffage et pour la production d’eau chaude
sanitaire (ECS). Ces impacts ne sont pas pris en compte par les labels MINERGIE®
et MINERGIE-P® (pas de limite d’impact environnemental à ne pas dépasser).
2. Les impacts sur la santé des utilisateurs des bâtiments ne sont pas pris en compte
par les trois labels MINERGIE. Seulement une aération contrôlée des locaux est
requise. Or il est connu que certain matériaux de construction peuvent relâchés à
l’intérieur des bâtiments des polluants potentiellement dangereux pour la santé. Par
ailleurs le niveau de bruit et la lumière intérieure peuvent aussi avoir des impacts
négatifs sur la santé.
Le label MINERGIE-ECO®
Afin de traiter ces deux aspects, le label complémentaire MINERGIE-ECO® a
été créé en 2006. Ce label est applicable aux bâtiments neufs et en rénovation.
91
L’objectif de ce label complémentaire est de garantir un bâtiment sain à vivre et
avec un impact sur l’environnement faible. Le label MINERGIE-ECO® ne s’applique
qu’au bâtiment possédant un des trois autres labels MINERGIE. Cela lui garantit
une excellente efficience énergétique et un surcoût de construction acceptable.
Le label MINERGIE-ECO® impose le respect de six critères importants qui se classe
en deux familles : les critères liés à la santé et ceux liés à l’écologie du bâtiment.
Santé :
Dans le domaine du bien-être et de la santé, le label MINERGIE-ECO® impose le
respect des trois critères suivants :
1. La lumière naturelle : la lumière naturelle est très bénéfique pour les occupants
d’un bâtiment. Elle permet notamment de bien synchroniser leur horloge interne et
de les stimuler. Pour obtenir le label, un bâtiment doit bénéficier d’un niveau minimal
de lumière naturelle.
2. La protection contre le bruit : le bruit est une source très importante de nuisance
surtout en milieu urbain. Il peut avoir un impact très négatif sur la santé. C’est
pour cette raison que le label MINERGIE-ECO® impose une protection phonique
accrue pour réduire l’intensité des bruits en provenance de l’extérieur mais aussi de
l’intérieur du bâtiment.
3. L’air ambiant : l’être humain passe la majorité de son temps dans des espaces
intérieurs. Il est donc primordial de garantir une très bonne qualité de l’air ambiant.
Le label MINERGIE-ECO® impose l’utilisation de matériaux de construction sains
et des mesures visant à limiter les rayonnements ionisants (radon) et non ionisant
(electrosmog).
Ecologie du bâtiment :
Les trois critères liés à l’écologie du bâtiment visent à réduire les effets néfastes
pour l’environnement dus à la production, à la mise en œuvre et à la démolition des
matériaux de construction.
1. Energie grise : La consommation d’énergie grise au cours du cycle de vie du
bâtiment donne une bonne indication de l’impact sur l’environnement du bâtiment
considéré. Le label MINERGIE-ECO® impose de se situer en dessous d’une
certaine limite d’énergie grise spécifique exprimé en kWh/m2an. C’est un des
premiers labels de qualité pour bâtiment au monde à imposer une valeur plafond
pour la consommation d’énergie grise. Cela favorise clairement l’utilisation des écomatériaux.
2. Matériaux et processus de construction : le concept d’énergie grise ne permet
pas de représenter toutes les propriétés des matériaux et des processus de
construction suivis. Ces propriétés sont donc évaluées sur la base d’un catalogue
de conditions. Ce catalogue impose, par exemple, que le bois utilisé bénéficie d’un
label garantissant une exploitation durable des forêts.
92
3. Concept de bâtiment : ce troisième critère permet de prendre en compte les
mesures prises pour la protection contre les intempéries des éléments de construction.
Elle permet aussi de prendre en compte d’autres propriétés du bâtiment tel que la
flexibilité d’utilisation ou d’interchangeabilité (changement d’affectation…).
Par ailleurs, il existe aussi une liste de critères d’exclusion qui peuvent empêcher un
bâtiment de bénéficier du label (voir liste dans le tableau ci-dessous). Ces critères
interdisent, par exemple, l’utilisation de biocide, de diluant à base de solvant ou de
matériaux de construction contenant des métaux lourds.
Tableau 1 : Liste des critères d’exclusion du label MINERGIE-ECO® (Source : www.minergie.ch)
Conclusion
En conclusion le label MINERGIE-ECO® garantit des performances énergétiques
élevées tout en imposant un surcoût maitrisé par rapport à un bâtiment classique.
En outre, ce label met en avant le bienêtre et la santé des occupants en imposant
par exemple l’utilisation de matériaux sains et des mesures de protection contre le
bruit.
Par ailleurs, les différents critères imposés par MINERGIE-ECO® permettent de
limiter grandement les impacts environnementaux. Une consommation spécifique
maximale d’énergie grise est notamment imposée. Cela représente une grande
innovation au niveau mondial. Ce critère permet de promouvoir l’utilisation d’écomatériaux (matériaux de construction sain et avec faibles impacts environnementaux),
des matériaux de construction recyclés (béton recyclé notamment) ainsi que des
techniques d’écoconstruction.
93
Caractérisations expérimentales et modélisations des performances
d›échangeurs-stockeurs air-matériaux à changement de phase
Serge EKOMY ANGO, Denis BRUNEAU*, Aworou-Waste AREGBA, Patrick
SEBASTIAN, Alain SOMMIER, Fabien ROUAULT
Laboratoire TREFLE (UMR 8508) Arts et Métiers ParisTech – Bordeaux
(*)[email protected]
Résumé
Deux échangeurs de chaleur air - Matériau à Changement de Phase (MCP) ayant
pour but un rafraichissement d’air semi-passif de bâtiment en période estivale ont été
conçus, dimensionnés, fabriqués, et testés. L’un est tubulaire, l’autre est modulaire.
Les MCP utilisés, caractérisés en laboratoire, sont à base de paraffines ; leur
plage de fusion couvre l’intervalle 21-29°C. Ces systèmes ont été respectivement
intégrés dans un prototype de maison solaire à énergie positive qui a été présenté
à Madrid en juin 2010 dans le cadre du concours inter-universitaire Solar Décathlon
Europe 2010 (http://www.napevomo.org, www.sdeurope.org) et dans un prototype
de maison solaire à énergie positive qui a été présenté à Madrid en juin 2012 dans
ce même cadre (http://www.sumbiosi.com). La modélisation et les expériences de
laboratoires effectués sur ceux-ci seront présentées et discutées.
94
Déformations, sollicitations et contraintes dans une paroi de grenier de
stockage de céréales du Nord-Bénin
Clément LABINTANa, Mohamed GIBIGAYEb, Victor GBAGUIDIb, Gérard GBAGUIDIb
a Chercheur à l’EPAC/UAC
b Enseignant-chercheur à l’EPAC/UAC
Résumé
Au nord du Bénin, les produits de la récolte vivrière des ménages sont stockés dans
de nombreux ouvrages dont les greniers en terre qui sont des ouvrages spécifiques
du point de vue architectural comparés à l’habitat. Ces greniers sont constitués
de deux coupoles renversées l’une sur l’autre, le tout étant solidaire d’un socle
leur servant d’appui au sol. La capacité pondérale moyenne est de l’ordre de cinq
tonnes de céréales. Le matériau de grenier est le banco qui est un mélange d’argile
et de paille convenablement malaxé pour en faire un matériau très maniable.
Dans le souci de contribuer à la lutte contre l’insécurité alimentaire en milieu rurale,
la présente étude vise à faire l’analyse structurale de la paroi du grenier dans sa
forme et dans ses dimensions actuelles afin de tirer les conclusions relatives à
la bonne ou à la mauvaise utilisation du matériau du point de vue des contraintes
auxquelles la paroi est soumise sous chargement des céréales.
A cet effet, la paroi sous chargement a été modélisée comme une coque mince
de type Love-Koiter. La détermination des déformations, des sollicitations, et des
contraintes est conduite par l‘utilisation de la théorie flexionnelle.
Les résultats obtenus permettent de conclure que le matériau de la paroi est
sous-utilisé, ce qui permet d’envisager d’un point de vue purement structural un
éventuel agrandissement du volume du grenier tout en gardant sa présente forme
architecturale.
95
THÈME 3
Opportunités et contraintes de développement de la filière des
éco-matériaux de construction
96
Sous-thème 7 : Stratégies de développement des éco matériaux de
construction
Encourage entrepreneurship in the local materials sector : a case
study of cameroon
CHINJE MELO1*, P. NINLA LEMOUGNA2
1 Physico-Chemistry of Mineral Materials Laboratory, University of Yaoundé I
2 Local Materials Promotion Authority, MINRESI/MIPROMALO, Yaounde, Cameroon
(*) [email protected]
Abstract
Local Materials are materials produced locally considering several aspects such
as the ratio quality/price, the environmental issue and the cultural aspect of the
locality where they are produced. Their use positively impacts the trade balance and
contributes to the socioeconomic development by creating new source of revenue.
In Cameroon, despite the abundant availability natural resources, a great market
demand and a favorable legislation, the sector of the production of local materials
for building applications remain weakly exploited. The present communication
present the correlation between the construction materials sector and the economic
growth, the market demand in Cameroon, the legislation encouraging the use of
local materials, business opportunities in the field of building local materials and
MIPROMALO’s services.
97
Réalite de la fabrication de l’agglomere en Algérie, enquête sur
les moyens utilisés
BELMAHI Samir1, GHOMARI Fouad1, BAGHLI Abdellatif1*
1Université Abou-bekrBelkaid Tlemcen Algérie
(*) [email protected]
Résumé
Le bloc de béton est devenu un matériau de construction presque mythique car il
a supplanté de manière hégémonique l’ensemble des autres produits utilisés dans
le domaine du bâtiment, particulièrement pour la maçonnerie. Le travail que nous
avons effectués s’inscrit dans le cadre d’un projet de recherche national, consacré
à la connaissance de la réalité de la fabrication de ce matériau de construction dans
la ville de Tlemcen. Une enquête a été élaborée dans le grand Tlemcen en vue
d’identifier les moyens et matériels utilisés ainsi que les matériaux et formulation
servant à leur fabrication. Les résultats de cette enquête nous ont permis de situer
d’une part la plupart des sites de production, la nature et les types des produits
fabriqués et d’autre part d’identifier les modes et moyens de sa fabrication.
98
Managing context-specific cultural drivers and barriers to sustainable and
resilient building systems : lessons from kenyan and tanzania
ESTHER OBONYO1*
1 Associate Professor and Holland Professor; Building Construction; University of Florida; PO Box 115703
Gainesville Fl 32611-5701, USA;
(*) [email protected].
Abstract
This paper aims to identify obstacles to, and opportunities for advancing high
performance building systems using context specific cultural and other factors in
the East African country of Tanzania. The authors discuss specific ways through
which such factors can impede or facilitate the adoption and use of sustainable
and resilient building technologies and systems. The case of sustainable earthen
masonry is examined in detail as an example of a building technology impacted
by a variety of cultural and technical factors. Exemplary technologies and systems
from the Kenyan and Tanzanian context will be analyzed as elements within wider
socio-technical systems consisting also of knowledge, capital, labor, social practice,
and cultural meaning. These cultural factors are embedded in everyday practices
and routines, social norms and values, and aesthetic preferences. They are also
embedded in a demographic context. Over half the population of East Africa in
general is under 20 with large waves of migration to cities and among rural areas are
already generating an enormous boom in housing and other construction demand
in both rural and urban areas that will continue for the next several decades. Using
Swahili Architecture as an example, this paper examines alternative techniques and
systems that have the potential to be culturally acceptable. Awareness creation is
identified as a key area of need. The paper concludes with a discussion on leveraging
on artists and the social media to popularize green building systems.
99
Eléments de diagnostic de la filière des eco-materiaux au Burkina faso et
perspectives de développement
R. SOURDOIS1*, I. TRAORE2
1 Secrétaire Général d’Acanthe – Ouagadougou, Burkina Faso – (*)[email protected]
2 Administrateur d’ITALBRIK, membre d’Acanthe – Ouagadougou, Burkina Faso.
Résumé
1. Introduction
La filière des éco matériaux regroupe différents matériaux dont leur utilisation varie
selon leur nature (pierre, liant, mortier, adobe). Leur usage dépend de l’espace
géographique ou socioculturel dans lequel ils sont utilisés. Ainsi, le banco, est
essentiellement employé en milieu rural et en zone périurbaine dite « non lotie ».
Il est associé à la construction traditionnelle et au monde paysan. Le BLT a su
s’implanter en remplacement du banco dans certaines villes secondaires du Burkina
et a souvent été utilisés par l’Eglise dans ses constructions. Les BTC ont connu un
essor au travers d’investissements publics et de programmes menés par des ONG.
Historiquement les éco matériaux (matériaux locaux) ont été promus comme une
alternative locale à des matériaux « importés » et ils ont été utilisés soit comme
un substitut au parpaing de ciment, soit pour améliorer l’habitat vernaculaire en
éliminant la tôle et le bois des constructions (voûtes et coupoles promus par des ON
travaillant en milieu rural). Ces stratégies centrées sur les matériaux n’ont pas permis
de développer de façon significative la filière des éco matériaux. L’éco construction
et surtout l’architecture bioclimatique n’ont pas été suffisamment intégrées dans la
réflexion.
Au-delà des stratégies et des orientations des programmes qui ont travaillé par
le passé sur cette problématique des matériaux dits « locaux », il existe d’autres
facteurs plus structurels qui peuvent expliquer les raisons d’un développement
limité de cette filière au Burkina Faso.
Acanthe a entrepris de diagnostiquer ces principaux facteurs avant de proposer une
réflexion et des actions à mettre en oeuvre pour lever au mieux ces contraintes et
participer au développement de la filière.
2. Eléments de diagnostic de la filière des éco matériaux
Les éléments de diagnostic recensés par Acanthe cherchent à mettre en évidence
les principales contraintes qui limitent le développement des éco matériaux dans
un usage contemporain et dans un contexte d’urbanisation croissant. Il ne s’agit
pas dans cette présentation d’aborder le diagnostic des matériaux de construction
vernaculaire en milieu rural qui répond à un autre paradigme.
100
- Les éco matériaux souffrent d’un déficit d’image positive.
Les expériences passées n’ont pas toujours été à la hauteur des espérances et
la mémoire collective conserve plus facilement les échecs que les réussites. Par
ailleurs, les éco matériaux sont associés le plus souvent au monde rural ou à des
bâtiments construits par des programmes ou des ONG, alors que l’ascension
sociale est perçue au travers de la construction dite en « dure » et faisant appel au
ciment. Le vocable de « matériaux locaux », toujours utilisé, ne met pas en avant les
qualités des matériaux et les réduits à un substitut plus économique de matériaux
dits « définitifs ».
- L’absence de normes sur les éco matériaux et de principes sur l’éco construction
ne contribue pas à l’émergence d’une architecture climatique de qualité.
Les éco matériaux produits au Burkina Faso le sont sans qu’aucunes normes
particulièresne permettent au client d’avoir une garantie sur les qualités des
matériaux qu’il achète.
Plusieurs études montrent qu’il existe de fortes disparités sur les productions de
BLT entre les sites mais aussi sur les sites eux-mêmes en fonction de la profondeur
d’extraction par exemple.
Au-delà des qualités des matériaux, leur mise en oeuvre n’est également pas
normée, et il n’existe pas de référentiel technique sur l’éco construction au Burkina
Faso. Aussi, les autorisations de construire ne prennent pas en compte ces
techniques, ce qui peut faire
hésiter certains promoteurs. De même, l’absence de normes sur le bilan énergétique
des constructions n’incite pas également l’utilisation de ces matériaux y compris
dans des constructions classiques dans lesquels ils pourraient en partie y être
incorporés.
Il est alors difficile pour des professionnels non spécialisés de proposer à leurs
clients de concevoir un projet d’architecture bioclimatique dans un environnement
non réglementé et de le faire financer par un emprunt bancaire si nécessaire.
-L’organisation de la filière est davantage artisanale qu’industrielle, cela limite le
potentiel de marché et de développement.
Il s’agit de l’argument qui peut décourager des promoteurs qui sont pourtant
convaincus par l’intérêt de construire avec des éco matériaux. Leur réticence est
liée à la difficulté d’accéder à une ressource suffisante et de qualité constante. Sur
le produit BLT, l’extraction artisanale ne permet pas de fournir un produit standard
et selon des dimensions qui dépassent les capacités des extracteurs. La retaille sur
chantier est alors obligatoire et ralentit l’exécution des chantiers.
La qualité est variable et la gestion des producteurs compliquée. Sur le BTC, il
existe bien des producteurs organisés, néanmoins la production demeure encore
101
semi-artisanale et la diversification de l’offre limitée. Des éco matériaux comme la
chaux ou les fibres végétales sont marginalement utilisées pour les enduits et la
décoration.
Au niveau du conseil et de l’entreprenariat, l’essentiel des prestations consiste à
proposer une substitution du parpaing par des éco matériaux. La valeur ajoutée est
faible et le bilan thermique mitigé. Il existe encore peu d’entreprises capables de
faire une offre complète qui réponde à des stratégies de conception bioclimatique.
L’absence d’un marché suffisant n’a pas permis une industrialisation de la filière.
- Les stratégies constructives actuelles ne favorisent pas l’utilisation d’éco matériaux.
Les promoteurs, que cela soit pour leur usage propre ou pour réaliser un
investissement, ont une vision de court terme. Le plus souvent, ils cherchent à
minimiser leur investissement et à maximiser la surface construite. Au-delà des
considérations environnementales, les aspects économiques et financiers à moyen
terme liés à la consommation énergétique (climatisation) et à l’entretien du bâti
ne sont pas intégrés dans les projets lors de leur conception. Le coût complet
(construction + usage) n’est pas le critère de décision. La principale raison est que
la prise en compte de ces éléments a un coût élevé dans une approche classique
d’utilisation du béton et d’isolants industriels.
Cela a un effet dissuasif en l’absence de normes et dans un environnement
économique contraignant (faiblesse des ressources financières pour de nombreux
burkinabè).
Les concepteurs, dans leur grande majorité, connaissent mal ces matériaux et leur
utilisation. Ils perçoivent plus les contraintes que les avantages. La rentabilité moindre
des projets bioclimatiques jouent également sur leur motivation. L’architecture
bioclimatique voire climatique n’est alors pas prise en compte dans les stratégies
aussi bien au niveau des acteurs privés que publics (accès limité aux marchés
publics).
3. Perspectives et solutions pour développer les éco matériaux
Pour Acanthe, le développement des éco matériaux ne peut pas être dissocié du
développement de l’éco construction et de l’architecture climatique et bioclimatique.
L’ensemble constitue une chaîne de valeur qui contribue à un développement
durable. Et les perspectives d’évolution de la filière reposent en grande partie sur
une approche combinée entre différents maillons de la chaîne de valeur.
- La question énergétique est au centre de la réflexion.
Le Burkina Faso dispose d’une énergie électrique les plus chères de la sous-région
(environ 96 FCFA le kwh) et en quantité insuffisante pour satisfaire les besoins. La
question énergétique est donc au coeur des préoccupations et justifie la mise en place
de stratégies tant au niveau micro que macro.
102
Les réponses apportées touchent essentiellement l’augmentation des capacités sans
jouer sur la demande toujours croissante liée à l’urbanisation et la « démocratisation »
de l’utilisation de la climatisation dans les bureaux et les habitations.
Or en dehors de l’industrie, la part de la consommation électrique pour rafraichir des
espaces publics ou privés est très importante (entre 60 et 75% de la consommation
d’un espace à usage d’habitation ou de bureau).
La prise de conscience de ces enjeux aussi bien au niveau individuel que collectif,
devrait favoriser le développement d’une architecture climatique, voire bioclimatique
dans lequel les éco matériaux auront leur place. Si les enjeux énergétiques
constituent une réelle opportunité de développement, il s’agit aussi de structurer
et de professionnaliser cette filière en la rendant plus compétitive et ainsi offrir une
alternative crédible aux matériaux dits « définitifs ».
- La promotion passe par l’exemplarité des réalisations.
Afin de briser le déficit d’image positive, il est essentiel de mener des projets
d’excellence qui utilisent avec soin les éco matériaux disponibles et de faire
connaître le patrimoine ancien. Acanthe a mis en place cette stratégie en travaillant
sur des projets innovants et avec une qualité irréprochable.
Cette stratégie vise à toucher tous les publics en partant de réalisations haut de
gamme techniquement abouties et d’utiliser les savoir-faire pour décliner des projets
en direction des ménages urbains à revenu intermédiaire et pour du logement social.
- L’optimisation et le renforcement de la chaîne de valeur est une nécessité.
Chaque acteur de la chaîne de valeur participe par ses actions au développement
de la filière des éco matériaux. Il est alors important de renforcer chaque maillon et
les liaisons entre eux pour créer une dynamique.
Cela passe inévitablement par des actions de sensibilisation, de perfectionnement
et de formation à tous les niveaux de la chaîne de valeur.
• Les fournisseurs : développement de nouveaux produits orientés vers les besoins,
formation à la commercialisation, industrialisation de la production.
• Les concepteurs des projets (architectes et ingénieurs en génie civil) : sensibilisation
à l’architecture bioclimatique, cadre d’échanges entre producteurs d’éco matériaux
et concepteurs de projets.
• Les écoles de formation (architectes, ingénieurs, techniciens) : intégration de
modules sur l’architecture bioclimatique, les techniques d’éco construction et les
éco matériaux, partenariats scientifiques pour l’amélioration des techniques et des
produits avec des écoles comme 2iE.
• Les corps de métier du bâtiment (maçons, tailleurs) : mise en place de formations
spécifiques, perfectionnement sur des chantiers pilotes.
103
• Les professionnels de la climatisation écologique et des énergies renouvelables
mise en place de partenariats et participation à des chantiers pilotes.
• Les interprofessions : valorisation des savoir-faire, cadre d’échanges et
d’investissement, rencontres avec le grand public (salons).
- La reconnaissance de ce segment de marché de la construction suppose la mise
en place de normes et de mesures spécifiques.
Au-delà de l’organisation et le renforcement de la chaîne de valeur, il importe de
travailler avec l’Etat afin de faire reconnaître les spécificités de l’habitat durable.
Cette reconnaissance passe par la mise en place de normes spécifiques à la
fois sur la qualité des éco matériaux, de l’éco construction et de la thermique des
bâtiments. Le traitement des autorisations de construire devrait également intégrer
les techniques constructives utilisées dans cette l’approche d’habitat durable.
Sur le plan fiscal, des mesures incitatives pourraient être prises en faveur de
l’utilisation des éco matériaux (identiques à celles pour les cimentiers par exemple).
De même, qu’un dispositif réglementaire devrait favoriser l’utilisation des éco
matériaux dans les investissements publics.
104
Sous-thème 8 : Emplois et ressources humaines
Etat des lieux sur les matériaux locaux et les potentialités de
création d’emplois verts pour les jeunes en mauritanie
Rafik Hamimi
Consultant externe Bureau International du Travail, Bureau régional de Dakar,[email protected]
Résumé
Présentation de l’étude
L’objectif général de cette recherche est d’étudier la possibilité de créer des emplois
verts en développant l’éco construction. Il n›existe pas de données officielles
réactualisées sur la construction et sa possible orientation vers une dimension
durable. Les initiatives concernant un habitat durable et vert sont méconnues
et aucune formation n’est proposée dans ce domaine. Afin de faire face à cette
absence de données et à cette méconnaissance des secteurs de l’habitat et de
l’éco construction, une analyse exhaustive et qualitative était nécessaire. Notre
étude répond donc à ce besoin en proposant une analyse du secteur de l’éco
construction en Mauritanie. Elle identifie d’une part les initiatives existantes, les
principaux acteurs, les politiques et les normes et, d’autre part, elle établit le lien
entre éco construction et emploi des jeunes.
Le potentiel mauritanien
La Mauritanie dispose d’un potentiel en matériaux locaux extrêmement varié et
inépuisable. Trois filières peuvent être dynamisées : la terre, le gypse et la pierre ; la
chaux pour sa part doit être étudiée de près car la demande de cette matière est en
expansion. Malgré un potentiel certain, il faut tenir compte d’une série d’obstacles
qui freinent pour le moment le développement de ces trois matériaux. Le défi est
donc de dépasser ses obstacles afin de réaliser tout leur potentiel.
1) Tout d’abord, l’échec de certains projets pilotes n’a pas permis de donner des
assurances par rapport à la fiabilité et surtout à la durabilité (solidité) des matériaux.
Ces projets ont terni l’image de ces matériaux auprès des professionnels. Il serait
donc nécessaire de faire la promotion de ces nouveaux matériaux en sensibilisant
105
la population et en faisant en parallèle un travail de plaidoyer auprès des services
publics locaux et nationaux. Ce travail de sensibilisation et de plaidoyer pourra
également servir à dépasser le rejet culturel dont font l’objet ces nouveaux matériaux
qui souffrent d’une image négative associée au passé plutôt qu’à l’avenir ou à la
modernité.
2) De plus, le facteur coût est également un obstacle à la généralisation de
l’utilisation des matériaux locaux. Il serait dès lors nécessaire que le matériau soit
concurrentiel avec ceux de construction conventionnelle. Or, les ressources des
matériaux qui sont au coeur de cette étude sont toutes éloignées de Nouakchott et
concentrées dans la Sebkha N’Drhamcha pour le gypse (à quelques 120 km de la
ville de la capitale), dans l’Adrar pour la pierre (environ 450km) et dans la vallée du
fleuve Sénégal pour l’argile (environ 350 km), ce qui pénalise leur emploi extensif
dans les travaux de BTP. Cet éloignement se traduit par une part importante du
poste transport dans le prix de ventes des produits. Malgré leur coût plus élevé que
celui des matériaux conventionnels (10 à 20 % plus cher), les bénéfices en matière
de performance énergétique, de durabilité et d’entretien compensent largement le
surinvestissement.
3) Enfin, les maçons ont perdu ou ignorent les techniques de constructions
traditionnelles et celles améliorées en pierre et en terre et maîtrisent peu celles
concernant le plâtre. En revanche, ils maitrisent la construction en parpaing qui est
rapide, efficace, vulgarisée et qui ne demande pas de soin particulier car les erreurs
peuvent être cachées ultérieurement par les enduits. Les maçons n’ont donc aucun
intérêt à utiliser d’autres matériaux. Et lorsqu’ils s’y risquent, ils le font de façon
empirique, sans référence technique appropriée ni une quelconque norme. Les
productions restent ainsi artisanales avec des caractéristiques des matériaux qui
peuvent variées d’un producteur à un autre. Le volet recherche et innovation reste
clairement à développer.
La formation technique des jeunes Mauritaniens se trouve à la croisée de cette nécessité
de revalorisation des matériaux locaux et de la volonté politique de créer des emplois. En
effet, former des jeunes à ces techniques mal maîtrisées permettrait d’ouvrir un nouveau
marché pour l’emploi. La mise en place de formation dans ce domaine répondrait à
une demande puisque nous avons vu que les maçons ont des difficultés à travailler
avec ces matériaux. L’expérience de la Voute nubienne qui propose par exemple de
former des maçons à l’utilisation de la terre dans les constructions est prometteuse et
mériterait d’être étendue. Elle démontre qu’un matériau local peut constituer un secteur
d’innovation et d’emploi pour les jeunes. Mais l’implication de l’Etat mauritanien est
essentiel si l’on veut répliquer l’expérience à plus grande échelle.
Or, nous avons constaté pendant nos entretiens, un manque de suivi et de capitalisation
sur les matériaux locaux et leur utilisation dans le pays. La difficulté de collecter des
informations et des données précises sur la construction et le domaine du logement
est significative du peu d’intérêt pour le sujet de l’éco construction. Cette situation
peut être un frein au développement des matériaux locaux et des emplois y afférant et
nuire ou retarder la mise en place d’un vraie politique de promotion de ces derniers en
106
Mauritanie. Sur l’ensemble des intervenants enquêtés, nous n’avons collecté que très
peu de documents techniques et didactiques concernant les matériaux locaux. Cela
ne présume pas de leur inexistence car, bien au contraire, la documentation technique
(plans de construction, cahiers des prescriptions techniques, fiches techniques de
présentation etc.) pour l’information/sensibilisation et la mise en œuvre existent mais
soit cette documentation n’est pas publique, soit elle n’est pas suffisamment connue.
Par conséquent, la mise en place d’une stratégie de promotion des matériaux locaux est
indissociable d’une réforme de la politique de la formation professionnelle, de l’emploi,
de l’habitat et du secteur du bâtiment en général.
Malgré les obstacles qui freinent l’utilisation des matériaux locaux, un potentiel de
développement existe. Au cours de cette étude, nous avons recueilli des discours très
positifs par rapport à la généralisation de l’utilisation des matériaux locaux de construction.
L’existence d’acteurs sensibles à une telle démarche est porteuse d’espoir. En effet,
comme nous l’avons recensé une multitudes d’acteurs existent et souhaitent travailler
sur la question si les discours sont suivis par des actes. L’existence d’un organisme
de promotion de la pierre taillée transformé en EPIC qui s’occupera d’avantage de
matériaux locaux est un signe très positif. La présence d’un laboratoire national de
travaux publics et la mise en place d’une commission de normalisation et de qualité
sont des signes encourageant sur lesquels il faut s’appuyer pour développer des projets
d’éco construction. La structuration de filière de matériaux locaux en Mauritanie passera
par la revalorisation de ses acteurs (maitre d’ouvrage, assistance à maitrise d’ouvrage,
maitrise d’œuvre, entreprise des bâtiments, formations, normalisation, acteurs de la
coopération bénéficiaires) et leur consultation au préalable et leur intégration dans le
processus pour lancer des chantiers pilotes au niveau national et en niveau local.
Des projets de construction en matériaux locaux peuvent être des vecteurs de créations
d’emplois à travers la démarches Himo ou par la création de nombreuses petites ou
moyennes entreprises pour l›exploitation et la mise en oeuvre et la valorisation des
déchets par exemple. Ils contribuent au dynamisme des territoires et participent au
développement de l›économie locale et réduisent les importations des matériaux de
construction trop couteuses. Malgré leur valeur ajoutée en terme de qualité et de
création d’emplois, les matériaux locaux souffrent encore trop d’un apriori négatif qui
les associe au passé et les oppose à la modernité. C’est toute cette image qu’il faut
changer grâce à un travail de sensibilisation de la population et de plaidoyer auprès des
institutions publiques.
Les pouvoirs publics doivent dès lors prendre leurs responsabilités sur la question car
les enjeux économiques et sociaux et environnementaux de l’utilisation de matériaux
locaux de construction et de la promotion de l’éco construction sont importants. Le
gouvernement pourrait ainsi dans un premier temps proposer un cadre général de
développement durable, favorable à la promotion et à la production des matériaux
locaux, pour assurer aux Mauritaniens un habitat de qualité respectant l’environnement
et une ville durable.
107
La stratégie de développement écologique et économique de DW au
Burkina Faso : la construction sans bois et l’appui aux femmes potières
John NORTON, Arsène TUINA
Development Workshop, Burkina Faso
Résumé
Cet article décrit le développement des actions menées par Development Workshop
autour de la construction sans bois et l’amélioration de la filière céramique des
femmes de la région. Ces actions se déroulent dans la cadre d’une stratégie qui
renforce l’emploi des ressources matérielles et humaines locales pour la réalisation
des plans communaux de développement et l’amélioration de l’habitat et des sources
de revenus au Burkina Faso. Elles sont fondées sur une collaboration tripartite entre
les autorités locales, les artisans formés et DW.
Améliorer les conditions de vie, s’adapter au changement du climat et réduire
l’impact de l’homme sur son environnement sont depuis 30 ans des thèmes
transversaux des actions de DW au Sahel, bien avant que le changement climatique
devienne un sujet incontournable. La stratégie de DW amène ses partenaires
locales à s’engager dans l’orientation, la mobilisation et l’exécution du programme
dans chaque commune, ce qui contribue de manière importante à la pérennité des
actions de DW dans la région.
Depuis plus de 30 ans, l’ONG Development Workshop (DW) est active dans les
pays du Sahel - et depuis 1995 au Burkina Faso –principalement pour promouvoir
et former à la construction sans bois (CSB), à savoir la construction des bâtiments
en terre crue avec des toitures en forme de voûtes et coupoles. Basées sur des
techniques d’origines iraniennes et égyptiennes, celles-ci ont été adaptées par DW
et par les maçons locaux au contexte sahélien à partir de 1979. Né du constat que
la coupe excessive de bois pour la construction dans la région sahélienne contribue
fortement à la dégradation de l’environnement, aujourd’hui le programme de DW,
notamment au centre et nord du Burkina Faso, vise des objectifs plus larges.
DW soutient la création des sources de revenus pour des hommes et des femmes
de la région. Les actions de formation et de démonstration améliorent la gestion
locale de l’environnement et des ressources naturelles. DW développe des
capacités locales pour produire des matériaux (ex. carrelages en terre cuite) et pour
construire des bâtiments décents, durables et financièrement abordables dans un
contexte difficile sur le plan environnemental et économique. L’acquis d’un savoirfaire nouveau est source de fierté parmi les bénéficiaires du programme. Tout se
base sur l’utilisation des matériaux locaux par et pour les hommes et les femmes
de la localité.
108
DW insiste sur la nécessité de s’adapter aux réalités du changement de climat et
son impact, y compris la disponibilité des ressources ligneuses, les changements
pluviométriques – la durée des pluies par exemple – et les variations de température.
A travers la formation à la construction sans bois et l’appui aux femmes potières,
DW soutient notamment le relèvement des familles sinistrées par les inondations
dans les provinces de Loroum et Oudalan depuis 2006 ou encore à Sanmatenga,
Namentenga et Gnagna depuis 2010.
C’est dans le cadre de la décentralisation et le développement local que DW
renforce et structure les liens ‘concrets’ et pratiques entre les autorités locales et les
acteurs non étatiques – les artisans de proximité – dont l’objectif est de satisfaire
aux besoins et aux attentes locales en matière de développement en misant sur les
compétences des habitants et en exploitant les matériaux locaux et durables sur
place. Cette approche renforce le partenariat entre les autorités locales et la société
civile et permet d’intégrer les communautés vulnérables du centre et nord du pays
comme acteurs à part entière dans le développement de leur région.
A cette fin, dans chaque commune partenaire, DW et la Mairie signent un‘protocole
de collaboration’ définissant les apports précis des deux parties – financier, matériels
et actifs – et qui débouche sur des stages de formation des maçons débutants et
de femmes potières, mais aussi sur des stages sur divers sujets pointus (entretien,
devis, dessin de plans), sur la création de groupements d’intérêt économique (GIE)
qui permettent une meilleure gestion des activités par des groupes d’hommes et
femmes. Le protocole vient renforcer les stratégies des autorités locales pour réaliser
leurs projets, identifies dans les plans communaux de développement (PCD),en se
basant sur l’emploi des ressources humaines et matérielles locales.Et exploiter les
ressources locales, c’est développer l’économie locale, alors que très souvent bien
au contraire ce sont les entreprises des villes qui sont retenues pour des réaliser les
projets des communes rurales.
Dans le programme de DW, deux thèmes sont importants :
- La construction sans bois
- La production efficace de la céramique par des femmes.
DW forme les jeunes à la construction sans bois – plus de 600 maçons débutants
formés en 2012. Après trois semaines de formation sur des structures spéciales,
chaque stagiaire construit (et finance) sa propre maison sans bois – toitures voutée
ou à coupole, case ronde ou rectangulaire. Ceci représente l’achèvement de sa
formation initiale, et sa carte de visite dans sa communauté. DW continue de
soutenir les maçons au cours des années en leur proposant des stages avancés sur
divers sujets – la préparation de devis, le dessin des plans, l’entretien, le marketing.
Les maçons formés ont également accès aux 150 maçons formateurs et chefs de
chantiers CSB qui habitent la région et qui assurent la formation et l’assistance
technique – une service de proximité 100% burkinabè. La construction sans bois est
économique (en fonction des finitions choisis), écologique et très confortable. Par
les choix de matériaux (100% terre) et les principes d’orientation et de ventilation
109
transversale, les maisons sont réputées pour leur confort en toute saison. Elles
économisent du bois, environ 56 mètres linéaire de poutres et 12 stères de lattes
pour 30m² de construction. La construction sans bois n’est pas un seul type de
bâtiment, bien au contraire c’est un système de construction qui permet aux maçons
de construire une grande diversité de maisons et de bâtiments, allant de petites
cases rondes aux villas de luxe, salles de classe et musées. Les grands chantiers
sont souvent entrepris par des GIE de maçons, ce qui leur apportent des revenus,
et en même temps permet de « subventionner » les projets plus modestes.
DW oeuvre aussi pour une filière céramique écologique et efficace. Depuis 1998 DW
travaille avec des femmes potières présentes partout dans la région. Ces femmes
sont déjà impliquées dans les travaux de finition et décoration des maisons CSB et
dans la production de gouttières adaptées à la CSB. DW propose aux groupements
de femmes des fours fermés pour la cuisson des produits céramiques. Les fours
sont construits par des maçons CSB. Les fours en CSB permettent aux femmes
de réaliser une économie de plus de 80% en énergie par kilogramme de produit
vendu. Pour la première fois la production céramique devient rentable, les femmes
gagnent de l’argent et diminuent la consommation des combustibles – bois et
bouses de vache - de manière très importante. La poterie est une des rares activités
économiques qui s’intègre parfaitement au rythme de vie quotidien des femmes,
et le gain en productivité les libère de plusieurs tâches onéreuses, alors que leurs
revenus leur permettent typiquement de soutenir la scolarisation des enfants. Grâce
aux fours de nouveaux produits, comme des carreaux en terre cuite pour le sol,
deviennent possibles et ceux-ci créent de nouveaux marchés lucratifs.
L’originalité de l’action de DW consiste à lier le développement de compétences
locales et la promotion de l’emploi de matériaux locaux et de technologies
écologiques et durables avec la mise en place des stratégies de développement
durable et à haute intensité de main d’oeuvre locale dans les communes et les
municipalités de la région. Ces derniers contribuent financièrement à l’application
de la stratégie, investissant en des bâtiments communautaires (santé, éducation...),
et faisant travailler ainsi ces budgets au profit de l’économie locale. L’approche
contribue également à pérenniser les actions de DW dans la région.
110
Notre aventure en tant qu’auto-entrepreneur en production de briques
autobloquantes à madagascar
ANDRIANIRINA R.,
[email protected]
CF HIMO , Antsimotsena Sabotsy, Madagascar
Résumé
Préambule
Les expériences énumérées dans la présente communication sont le résultat de
l’application professionnelle de l’art de l’ingénieur et des concepts de l’entrepreneuriat
dans le cas d’une PME spécialisée en la production de BATC.
Problématique
A Madagascar le besoin annuel en salles de classe est de 3.000/an à 5.000/an. De
plus, Madagascar se trouve dans une position géographique vulnérable aux cyclones
qui détruisent plus de 2.000 salles de classe par an en moyenne. La construction de
salles de classe est un investissement incontournable de l’Etat le plus budgétivore,
et la construction conventionnelle tout en Béton Armé et en aggloméré de ciment
adoptée depuis l’indépendance est une construction consommatrice d’énergies
grises énormes, au dépourvu de l’environnement.
Le système de construction conventionnel est si sophistiqué et en même temps
si onéreux pour les villageois dans les coins les plus reculés de Madagascar que
cette situation ne permet pas à ces derniers de participer à leur développement
durablement.
Suite à ses constats, l’UNICEF avec l’Etat Malagasy ont lancé un programme : «
Construire des Ecoles Amies des Enfants et de l’Environnement ».
L’approche était d’essayer de minimiser l’empreinte écologique lors de la construction
des salles de classe :
- En revoyant la conception des salles de classe,
- En optimisant l’utilisation des matériaux locaux existants sur le site ;
- En utilisant des BATC pour la solution en édification de murs ;
- En intégrant les villageois au processus de la construction des salles de classe.
111
Conception d’équipements de production pour la production de BATC
Quand UNICEF s’est lancé sur leur projet « Construire des Ecoles Amies des
Enfants et de l’Environnement » c›est-à-dire utilisé des éco matériaux. Rares sont
les PME qui ont pu s’y lancer car pour la construction de salles de classe avec des
briques autobloquantes en terre comprimée similaire aux produits fabriqués par
les machines HYDRAFORM en Afrique du Sud qui se vend à 35.000 USD l’unité,
c’est une somme astronomique pour tous. Mais on a voulu relever ce défi car à
Madagascar, si on veut entreprendre et qu’on est limité par le budget il faut savoir «
bricoler avec intelligence ».
Pour notre cas, après diverses recherches nous nous sommes lancées à concevoir
une machine artisanale manuelle.
Nous avons donc adopté les concepts suivants pour pouvoir créer et innover :
- D’abord la technique du « concassage », c’est l’approche par laquelle on essaie
de briser les problèmes rencontrés, de les rendre en mille morceaux afin de faciliter
l’émergence de la solution au problème
- Puis la technique de « l’assemblage », c’est à dire essayer de combiner des idées,
des concepts, des outils, des machines de différentes utilisations pour engendrer
une nouvelle chose…
Manque de fonds pour la production de presse
Avec quelques économies en tant que ex-salarié, on a conçu un prototype de
presse. Un business plan ficelé et « une certaine idée théorique » de la production
de blocs en géo-béton, on a utilisé tous les moyens pour décrocher un contrat de
production de BATC avec l’Agence UNICEF Madagascar.
Le contrat en main, on a consulté la banque pour nous financer le besoin en
trésorerie de la PME. Notre idée était de finaliser le prototype de presse avec le
fond décaissé par la banque et assurer en même temps le besoin en trésorerie
de la production des BATC pour la réalisation de 12 salles de classe. Un pari fou
qu’il fallait réaliser pour pouvoir survivre. En cours de production on a rencontré
plusieurs problèmes tels que :
- Les pièces des machines qui se cassaient tout le temps : ce qui a rendu nos chefs
de production, malgré eux, à des fins mécanicien à force de réparer les presses ;
- La formulation des briques étant approximative, a rendu la qualité aléatoire (la
résistance à l’écrasement à sec et humide) ;
- Le rendement de production très faible ;
112
Apprentissage des erreurs du passé
Pour continuer l’aventure, on tirait des leçons de nos erreurs et surtout il fallait
bannir le découragement. On a donc revu les points suivants :
- Redimensionnement des pièces des machines qui se cassaient souvent ;
- Adoption d’une « formulation » bien déterminée compatible au gîte d’emprunt ;
- Ordonnancer convenablement les tâches afin d’atteindre les rendements théoriques
des blocs produits par les presses manuelles ;
- Renforcer les compétences de la main d’oeuvre de production et du personnel
techniqued’encadrement.
Inexistence de structure d’appui aux innovateurs
A Madagascar, il n’y a pas de structure, ni d’organisme, ni mécanisme d’appui pour
les apprentis créateurs et apprentis innovateurs, ainsi, pour pouvoir avancer, il fallait
utiliser ses propres moyens qui souvent limitent les résultats car innover coûte et la
plupart du temps le découragement prends le dessus.
Pour notre cas, on a profité des petits contrats acquis pour développer de nouveaux
prototypes et pour essayer de nouveaux processus de production au dépourvu de
la trésorerie de l’entreprise et aux risques qui pourront en découler.
Suite à suivre
Les prototypes de presse développés et les processus de production nécessitent
des études approfondies, ceci :
Pour le cas des équipements de production :
- Redimensionner toutes les pièces
- Réaliser les nomenclatures des pièces
- Revoir le design pour accroitre le rendement et pour rendre low cost les équipements
- Concevoir de nouvelles formes de briques plus économique et en même temps
plus performante
- Utiliser les mêmes presses à brique pour produire d’autres solutions en revêtement
et en couverture
113
Pour le cas du processus de production :
- Essayer d’autres type de liants possibles afin de diminuer le coût de revient des blocs
produits, par exemple : utilisation de fibres naturelles, trouver des nouvelles formules
en combinant la chaux et la pouzzolane, utiliser d’autre liants organiques, utiliser des
matériaux recyclés en guise de liant, par exemple de la plastique usagée …
- Des formules type par région pour la production des BATC devront être aussi
élaborées à partir des données des chantiers tests qu’on a réalisé à Madagascar.
Pour le cas de la vulgarisation de la technologie :
- Sensibiliser les maitres d’ouvrages et les maîtres d’oeuvre en ce qui concerne les
constructions durables et l’ « acte citoyen » par l’utilisation des éco-matériaux ;
- Avoir des agréments des laboratoires de notoriétés reconnus pour appliquer à
grande échelle la technologie ;
- Elaborer des normes sur les géo-matériaux ;
114
Sous-thème 9 : Technologies et Produits
La préfabrication dans la construction
LILIOU N.
Groupe Kanazoe, Burkina Faso
Résumé
La préfabrication consiste à fabriquer à l’écart du site de construction de l’ouvrage
des éléments d’un ouvrage qui sont traditionnellement construits sur place, puis a
les assembler sur le site de l’ouvrage pour le former. Les éléments préfabriqués
sont des matériaux de construction en ciment, leur production sur site permet de
limiter l’empreinte écologique des constructions ; grandes consommatrices de gaz à
effet de serre. En effet, le béton préfabriqué offres des avantages de réduction des
pertes lors de la construction environ 3% pour les préfabriqués contre 5% à 10%
pour les éléments conçus sur chantier, 80% d’économie de bois de construction
est également à noter. De plus les matériaux rejetés peuvent être recycles puisque
la production du béton est faite en un seul lieu sous des conditions contrôlées,
les moules de bois et d’acier peuvent être utilisés à plusieurs reprises avant
d’être recycles. Il y a également moins de poussière et de bruit sur le chantier, car
seules les unités préfabriquées requises y sont livrées. Ceci est particulièrement
avantageux dans les zones urbaines où il est primordial de réduire les perturbations
de la circulation et des nuisances sonores. Enfin, la durée de vie des ouvrages est
accrue du fait de l’augmentation des résistances du béton, obtenue essentiellement
par l’optimisation Des dosages en eau et du squelette granulaire ; ce qui permet
de diminuer l’impact des matériaux surtout lorsque ceux-ci sont émetteurs de gaz
à effet de serre. L’utilisation des préfabriqués au Burkina Faso devrait permettre
d’inscrire réellement les constructions dans le développement durable. Pour cela,
il faudrait associer aux efforts de recherche et de développement une politique
volontariste, impliquant tous les acteurs du secteur.
115
La production mécanisée des blocs de latérite de construction
I.TRAORE,
administrateur d’ITALBRIK, membre d’Acanthe – Ouagadougou, Burkina Faso
[email protected]
Résumé
Introduction
Les latérites sont des roches rougeâtres qui se forment dans des climats
tropicaux là où on observe une alternance de saison sèche et humide. Ce terme
désigne également l’ensemble des matériaux meubles ou indurés utilisés dans la
construction. La latérite indurée est artisanalement exploitée pour construire des
édifices et des caniveaux dans plusieurs régions du Burkina. En partant d’un constat
et d’une conviction sur la nécessité d’adapter l’habitat à la réalité climatique, nous
nous sommes intéressés à ce matériau disponible sur la quasi-totalité du territoire.
Notre climat sahélien chaud et sec et la constante augmentation du prix de l’énergie,
nous commande d’identifier et d’encourager la diffusion des matériaux les mieux
adaptés à cette réalité. Le Bloc de Latérite Taillé (BLT) fait partie de cette gamme de
matériaux adaptés à nos contraintes climatiques et énergétiques.
Les « Pères Blancs » et les Armées coloniales ont largement utilisé le BLT pour se
prémunir de la rudesse du climat local pendant presqu’un siècle.
En 2005, une étude du marché des briques à Ouagadougou et à Bobo-Dioulasso
nous a confirmé le besoin de construction en briques latéritiques. A Ouagadougou
sur les 525 personnes interviewées, 30% souhaitent utiliser les briques en latérite.
A Bobo-Dioulasso sur les 200 personnes interviewées, 33% souhaitent utiliser les
briques en latérite.
Les raisons de ce choix sont les suivantes :
- La beauté du BLT,
- Le confort thermique,
- Une meilleure protection balistique,
- La solidité du matériau,
- La faible consommation du ciment et d’eau pendant la construction.
Malgré cet intérêt pour ce matériau, l’utilisation des BLT reste confidentielle dans le
pays.
116
Aussi, l’étude de marché a permis aussi de dégager les obstacles suivants pour
l’utilisation des BLT :
- Le produit est difficile à trouver sur le marché,
- Il faut des maçons qualifiés pour les utiliser de manière esthétique,
- Le rendement à la construction est plus faible (12 parpaings contre 18 briques de
pierre au m²).
A partir de ces contraintes, nous avons travaillé à lever ces obstacles en misant sur
une nouvelle approche de l’extraction.
La technologie de production : l’innovation de rupture
Au vue des avantages incontestables du matériau, nous avons axé notre recherche
sur la levée des contraintes avec l’ambition de parvenir à une production massive
et de qualité.
Le schéma classique de l’industrie de la pierre taillée est le suivant :
- décapage de la carrière,
- découpe de gros blocs pesant plusieurs tonnes,
- manutention / transport par des moyens lourds jusqu’à l’usine de sciage,
- usine de sciage où l’on découpe produits finis de plus petites tailles,
- utilisation de l’eau à la carrière et à l’usine pour refroidir les outils de coupe.
Une rapide analyse de la valeur du produit fini (BLT) démontre que son prix de vente
est incompatible avec le niveau d’investissement nécessaire au process.
De plus, l’utilisation de l’eau à la carrière engendrera de la boue rendant ainsi le
travail très sale et très compliqué. Et l’eau est une ressource très rare dans nos
régions.
Il nous fallait innover et trouver une solution qui prenne en compte les contraintes
et qui soit économiquement viable. L’idée fut de supprimer certaines étapes du
process pour réduire considérablement les investissements et de ne pas utiliser
de l’eau pour rendre l’environnement de travail propre et facile. Cela annulait aussi
l’investissement dans un forage sur la carrière.
Les utilisations du BLT et exemples
- Les caniveaux de drainage
- Les pavages
117
- Les bâtiments
- Les clôtures
L’intérêt des BLT pour les utilisateurs
La réduction du coût de construction du m² tout fini par rapport au parpaing de ciment
avec les méthodes habituelles de construction : une estimation rapide montre que le
coût de construction du m² de mur tout fini en BLT est moins cher de 20% que celui
en parpaing dans le cas où le BLT est utilisé comme un matériau de remplissage.
Lorsque l’on utilise les BLT comme matériau porteur, la suppression des raidisseurs
et autres bétons permettent une réduction d’environ 50% du coût du gros œuvre.
Il faut une vraie révolution intellectuelle chez nos Ingénieurs et Architectes pour
profiter de cette opportunité.
- Le confort thermique et la réduction de la facture d’électricité : C’est l’argument le
plus important pour les utilisateurs de BLT. L’utilisation du BLT permet d’économiser
au minimum 30% des couts de climatisation du bâtiment durant tout son cycle de
vie (entre 30 et 70 ans). Cette somme peut atteindre dans le cas d’une habitation
de 100 m² plus de 30 millions de FCFA.
L’intérêt pour l’économie burkinabè
- Les économies budgétaires de l’Etat aussi bien au niveau des investissements
qu’au niveau du fonctionnement dans le cadre d’un lancement d’un programme
d’investissement public éco responsable.
- L’amélioration de la balance commerciale par la diminution des importations de
combustible et de clinker pour le ciment. La réduction des besoins de climatisation
ramenée à l’échelle du pays va réduire les besoins d’investissement en moyens de
production d’électricité à périmètre constant le montant des subventions de l’état à la
production d’électricité. Elle va entrainer aussi la réduction de la facture énergétique
du pays et limiter l’importation de clinker.
- Le développement d’une filière économiquement viable source d’emplois stables
et de recettes fiscales pour l’Etat.
Conclusion
Le Burkina Faso possède une ressource dans son sol capable de favoriser un
développement endogène et durable par la création d’emploi et de richesse. Il reste
toutefois un travail important à faire pour l’émergence complète de cette filière. Une
réflexion devrait être menée avec l’Etat et l’ensemble des acteurs de l’industrie
du bâtiment pour créer les conditions de son développement selon un modèle
économiquement viable.
118
Cematerre : matériau de construction à base de terre crue
Alain LEFEBVRE1 ; Mathieu LEFEBVRE1 ; Jean-Elie DANDJINOU2 ; Said TAIBI3;
Olivier CRUMEYROLLE3; Jean-Marc KANEMA3; Akli HIBOUCHE3; Joanna EID3
1 CEMATERRE, Gonfreville l›Orcher ; [email protected]
2 AUXITEC Batiment, Le Havre Cedex ; [email protected]
3 Université du Havre, Laboratoire LOMC, CNRS UMR Le Havre; [email protected]
Résumé
L’utilisation des éco-géo-matériaux, qui sont des matériaux naturels non transformés
comme la terre crue, porteurs d’une énergie grise proche de zéro, s’avère aujourd’hui
particulièrement pertinente dans la nécessaire démarche de bâtir durable.
Cette communication traite d’un matériau de construction dénommé « Cématerre »,
matériau imaginé, conçu et mis en oeuvre par une PME française innovante dans le
domaine du génie civil. La démarche scientifique est multi-échelle :
- À l’échelle macroscopique (laboratoire et in-situ), l’étude vise à optimiser des
formulations expérimentales à base de terre crue prélevée au voisinage du site du
projet de construction, de liants hydrauliques (ciment, chaux, adjuvants,…), de fibres
végétales,… selon des critères hydro-mécaniques (modules, résistances, succion,
fluage, fissuration...), hygrométriques (transferts dans le milieu poreux) et hygrothermiques (conductivité, inertie,..). Des plans d’expérience traitent notamment de
l’influence des types de liants et leurs dosages, l’effet des liants sur la fraction fine
argileuse des sols, l’effet des renforts à l’aide de fibres végétales, le temps de cure...,
sur la résistance mécanique, le module de déformation et les propriétés thermiques.
- À l’échelle microstructurale, la caractérisation physico-chimique de la fraction
argileuse (< 2 microns) est nécessaire pour la mise en évidence des interactions
feuillets-fluide interstitiel (retrait-gonflement, fissuration..), des interactions argilesliants (échanges cationiques et réactions pouzollaniques), et des interactions
matrice argileuse-inclusions (fibres végétales…).
A ce jour, plusieurs bâtiments « prototypes » ont été réalisés par l’entreprise
Cématerre en Haute Normandie en France avec ce matériau. Ces bâtiments
sont instrumentés par le laboratoire LOMC de l’université du Havre (déformation,
humidité, température) pour permettre un retour d’expérience sur plusieurs cycles
saisonniers afin de disposer des paramètres hydro-hygro-mécaniques permettant
de valider les lois de comportement des modèles numériques.
119
L’objectif à court terme vise l’élaboration de fiches « matériaux » (classification)
permettant l’optimisation d’une formulation en fonction de la qualité du matériau
naturelle (terre) disponible localement. A moyen terme, ces classifications vont
contribuer à la mise en place de recommandations en direction des maitres d’œuvres
et professionnels de ce secteur innovant, recommandations quasi-inexistantes
aujourd’hui.
120
Résumé des posters
Abstract of posters
121
Poster 1
Study and development of a stabilization process of compressed earth
blocks (ceb) using geopolymers
ILBOUDO A1,2., SOBOYEJO W. O.2, MESSAN A.1, TSOBNANG F.1
1 Laboratoire Eco-Matériaux de Construction (LEMC), CCREHD, 2iE, Ouagadougou, Burkina Faso
2 Departement of Materials Science and Engineering, AUST, Abuja, Nigéria
Abstract
Earth as a building material is available everywhere. In developing countries, earth
construction is economically the most efficient means to house the greatest number
of people. Compressed Earth Blocks (CEBs) have been developed to replace
traditional earth construction techniques such as adobe bricks suffering for example,
from water attack and cracks. Ordinary Portland Cement (OPC) remains the most
widely used stabilizer of CEBs. However, OPC has a number of drawbacks such as
its significant water absorption and shrinkage over time. Perhaps of greater concern,
OPC uses a substantial amount of energy and minerals in its production. More
importantly, besides the relatively high cost, OPC production has harmful effects on
the environment. There is therefore, a need to develop a better stabilizing material.
This thesis explores the potential of kaolin-based geopolymers in the improvement
of the physical, mechanical and thermal properties of CEBs.
Using a mechanical press TERSTARAM, compressed stabilized earth blocks with
5, 10 and 15% geopolymers paste (GP) were produced. As a reference material,
10% OPC containing blocks were also produced. The geopolymerized blocks were
tested at 14 days while the characterizations of the OPC stabilized blocks were
done at 21 days. Results revealed improvement of the blocks intrinsic properties
by GP stabilization. The best physical and mechanical properties were obtained
with specimens containing 10% GP. The water absorption percentages of 10%
GP containing materials were as low as 9.26% (by submersion) and 1.08% (by
capillarity). Furthermore, their wet and dry compressive strengths were 5.37 and
7.71 respectively. Also, their resistance to three-point bending was averagely 2.83
MPa, which is not quite good for CEB. On the other hand, 5% GP containing blocks
had the optimum thermal conductivity (0.82 W/m.K), thermal diffusivity (0.43 mm2/s),
and heat capacity at constant pressure (4.06 MJ/m3.K). A portable Ultrasonic Pulse
Velocity Tester was also used to assess the dynamic Young’s moduli of the various
samples. The results showed a strong correlation between mechanical strengths
and pulse velocity of the blocks.
122
Poster 2
Influence de la classe granulaire sur les caractéristiques thermo-physique
et mécanique des briques de machefer de charbon stabilisées au ciment
Influence of particle size range of the thermo-physical and mechanical
characterization of bottom ash bricks stabilized with cement
B. ZAGRE; J. R.MINANE; A. MESSAN; A.LAWANE; K. KOKOLE; F. TSOBNANG.
Laboratoire Eco-Matériau de Construction
Résumé
Le présent rapport présente une étude menée sur l’influence des classes granulaires
sur la caractérisation mécanique, thermo-physique et la résistance au feu des
briques de mâchefer de charbon de la SONICHAR stabilisé avec 10% de ciment.
Trois types de formulations ont été faites en fonction des classes granulaires
suivantes : 0/5, 0/2.5 et 0/0.160 mm.
Les essais de résistance à la compression mono axiale réalisés après 28 jours
ont montré que les trois types de briques avaient des résistances supérieures à la
valeur normative de CRATerre (4MPa). Les briques de la classe granulaire de 0/5
ont donné des résistances de 5,04 MPa, celles de la classe 0/2,5 ont des résistances
de 4,71MPa et enfin 5,07 MPa pour les briques de la classe 0/0.160mm. Par ailleurs
la résistance à la flexion à 3 points des briques donne des valeurs de l’ordre de 1.2
à 1.32 MPa après 28 jours de cure.
La diffusivité thermique des trois types de briques est très faibles de l’ordre de 0,2
à 0.26 mm²/s. les valeurs de la conductivité thermique des briques sont de 0.400,
0.377 et 0.272 W/mK respectivement pour les classes 0/5, 0/2.5 et 0/0.160 mm. Ces
résultats obtenus montrent que ces valeurs restent inférieures à ceux des matériaux
conventionnels (BTC, parpaing usuels..). Les valeurs des densités effectives de
l’ordre de 2.2 t/m3 et des densités apparentes de l’ordre de 1.13 à 1.18 t/m3 des
trois types de briques, sont toutes conformes à la bibliographie.
Après un cycle de chauffage-refroidissement aux températures de 200°C et 400°C,
on constate que les résistances à la compression des briques sont supérieures à
celles à la température ambiante, tout en restant supérieur à 4 MPa. A 200°C on
obtient des résistances de 5.46, 5.65, et 7.63 MPa ; à 400°C on a des résistances de
5.22, 5.02 et 7.40MPa, respectivement pour les classes 0/5, 0/2.5, et 0/0.160 mm.
123
Poster 3
Eco-ciment à base de machefer de charbon
Eco-cement with bottom ash
N. SAVADOGO, A. MESSAN, A. LAWANE, K. KOKOLE, J.R. MINANE, F. TSOBNANG
Laboratoire Eco-Matériaux de Construction (LEMC)
Résumé
Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet de « Valorisation du mâchefer de charbon
produit dans les usines de la SONICHAR » ; il vise à recycler les quantités importantes
de mâchefers de charbon produit par l’entreprise SONICHAR dans divers secteurs
notamment dans le domaine du génie civil. La présente étude expérimentale porte
essentiellement sur la possibilité d’utiliser les mâchefers comme addition partielle
en masse au ciment Portland. Elle évalue l’activité pouzzolanique du mâchefer en
comparant les caractéristiques physiques et mécaniques d’un mortier témoin en
ciment de type CEMI 42,5 de la société CIMTOGO et d’un mortier de ciment du
même type avec ajout de 5- 25%de mâchefer.
L’étude des caractéristiques mécaniques et de l’indice de pouzzolanicité ont montré
que la silice présente dans le mâchefer réagit avec la portlandite de l’hydratation du
ciment pour former des CSH de deuxième génération. L’incorporation des cendres
volantes de mâchefer, sous forme de substitution au ciment Portland permet
d’obtenir une nouvelle variété de ciment composé avec une substitution de 15% de
ciment par le mâchefer.
124
Poster 4
Valorisation des déchets industriels : cas de la chaux éteinte à travers la
stabilisation des BTC
Development of industrial waste: slaked lime through the stabilization of
compressed earth blocks (ceb).
S. O. SORE, K. KOKOLE, R. MINANE, A. MESSAN, F. TSOBNANG, E. DAMIBA,
Laboratoire Eco- Matériaux de Construction (CCREHD/LEMC), Burkina Industrial Gaz (BIG)
Résumé
En Afrique, les matériaux de construction usuellement utilisés sont le béton et le
mortier qui présentent un certain nombre de désavantages tels que leurs impacts
dommageables sur l’environnement et leurs mauvaises propriétés thermiques. Le
souci de fabriquer des briques de terre ayant de bonnes propriétés mécaniques
et thermiques a fait l’objet d’une étude. C’est dans ce cadre que le Laboratoire
Eco-Matériaux de Construction du 2IE s’est lancé dans la valorisation des déchets
industriels (Chaux éteinte) de BIG à travers la stabilisation des BTC. Ce mémoire
met donc en évidence la valorisation de la chaux éteinte dans l’amélioration des
propriétés physico-mécaniques, et thermiques des BTC.
Des BTC stabilisés à 10, 15% et 20% de chaux éteinte ont été produits à l’aide de
la presse mécanique TERSTARAM. Comme matériau de référence, des briques
contenant 10% de ciment ont également été produits. Les BTC stabilisés à la chaux
éteinte ont été testé à 45 jours de cure tandis que les caractérisations des BTC
stabilisés au ciment ont eu lieu à 21 jours de cure. Les résultats ont révélé une
amélioration des propriétés intrinsèques des BTC par la chaux éteinte. Les meilleures
propriétés physiques et mécaniques ont été obtenues avec les échantillons de BTC
contenant 15% de chaux éteinte. Les pourcentages d’absorption d’eau des BTC
contenant 15% de Chaux éteinte ont été d’environ 9.29% (par submersion) et 5.88%
(par capillarité). En outre, leurs résistances à la compression sèche et humide ont
été respectivement de 5.02 et 3.03MPa. Aussi, la résistance moyenne à la flexion
a été de 1.27MPa. Par ailleurs, ces briques ont obtenu une conductivité thermique
(1.01 W/m.K), une chaleur spécifique (2.50 MJ/m3.K) et une diffusivité thermique
(0.41 mm2/s), minimales. Un Testeur de Vitesse de Pulsation Ultrasonique portable
a aussi été utilisé pour évaluer les modules dynamiques de Young des différents
échantillons. Les résultats ont montrées une corrélation forte entre résistances
mécaniques et vitesse de pulsation des blocs.
125
Poster 5
Conception d’éco-habitats en blocs de latérite taillés au Burkina Faso
A.LAWANE1, 2*, A. PANTET1, 2 , A. MESSAN1, R. VINAI1, J.H. THOMASSIN1
1 Laboratoire Eco-Matériaux et Techniques de Construction (LEMC);
2 Laboratoire Ondes et Milieux Complexes (LOMC) à l’université du Havre,
(*) [email protected]
Résumé
Le Bloc de Latérite Taillé (BLT) est peu utilisé dans les constructions traditionnelles
de l’Afrique tropicale bien que la roche latéritique y soit en abondance. Un des
problèmes majeurs de l’utilisation du matériau latérite semble être le manque de
critères standardisés pour en évaluer les performances. Ce constat de « vide
normatif » était compréhensible il y a quelques années encore, mais il ne se justifie
plus aujourd’hui. Un certain nombre de pays d’Asie et d’Amérique ont élaboré des
normes pour valider l’emploi du matériau, mais pour les latérites africaines, malgré
les multiples recherches menées, cette normalisation n’existe toujours pas. Il est
donc essentiel de reprendre ce travail inachevé de caractérisation des latérites.
Ce travail fait suite à une série des caractérisations physico-chimiques et
mécaniques menées sur les BLT de Dano. Il a pour objectifs de simuler la stabilité
mécanique des habitations construites avec ces BLT (évolution des déformations
et concentration des contraintes dans les façades porteuses). La méthode des
éléments finis et l’Eurocode sont les bases de calcul de cette simulation sous le
Logiciel Robot.
Il ressort que pour des bâtiments à usage d’habitation soumis à leur poids propre et
à l’effet du vent, les déformations et la répartition des contraintes sont acceptables
avec un facteur de sécurité de l’ordre de 10. Cependant on observe une concentration
des contraintes au niveau des ouvertures du bâtiment.
126
Poster 6
Simulation du comportement thermique de trois batiments en BTC, BLT
et agglomères de ciment
R. TCHOUATEU1; J. R. MINANE1; M. KABORE2; F. TSOBNANG1; A. DURET3
1. Laboratoire ECO-MATERIAUX DE CONSTRUCION (LEMC);
2. Laboratoire Energie Solaire et Efficacité Energétique (LESEE)
3. Laboratoire d’Energétique Solaire et de Physique du Bâtiment (LESBAT)
Résumé
La connaissance du comportement thermique des matériaux est d’une importance
capitale, pour permettre aux acteurs de la construction de faire des choix judicieux
pour la mise en œuvre des bâtiments performants et efficace en énergie.
Nous présentons une étude comparative du comportement thermique sur trois
enveloppes de bâtiments BTC (Brique de terre comprimées, BLT (Brique de latérite
taillées), et Agglomérés de ciment), avec des toitures respectives en béton et en
tôle d’aluminium. La modélisation et la simulation ont été menées grâce au logiciel
EnergyPlus.
De cette étude, il ressort que les BLT et BTC, du fait de leur inertie, entrainent
un déphasage du transfert de chaleur vers l’intérieur du bâtiment ; par rapport au
bâtiment en parpaing durant la phase surchauffe. De même les toitures en dalle de
béton sont plus isolantes que celle en aluminium.
Ceci se traduit par le fait que ces matériaux présentent de bonne inertie thermique, ce
qui leur permet donc de régulariser et de diffuser de façon graduelle la température
dans le bâtiment.
127
Poster 7
Matériaux bio-sources : Influence du néré et du karité sur les propriétés
physico-mécaniques des BTC
Y. TRAORE, A. MESSAN, K. KOKOLE, R. MINANE, A. LAWANE, F. TSOBNANG
Laboratoire Eco-Matériaux De Construction (LEMC)
Résumé
Les Briques en Terre Comprimée (BTC) représentent une évolution moderne
des briques en terre moulée. Ce procédé de construction constitue une réelle
amélioration des techniques traditionnelles de construction en terre. Toutefois,
des études montrent que les BTC présentent une durabilité faible par rapport aux
briques à base de mortier de ciment. Dans le but d’améliorer cette durabilité, nous
nous sommes intéressés à l’influence que pourrait avoir certains adjuvants végétaux
Parkia biglobosa (néré) et Vitellaria paradoxa (karité) sur les propriétés physicomécaniques des BTC.
Des essais d’identification au laboratoire ont permis de caractériser une latérite
riche en éléments fins (ϕ < 80μm de plus de 44%) avec près de 25% d’argile qui
a servi à la confection des BTC stabilisées à 10% en masse de ciment. Pour les
besoins de l’étude trois formulations fonction de la nature de l’adjuvant végétal utilisé
ont été faites. L’eau de gâchage a été substituée par des solutions de décoctions
de néré et de karité. Ces solutions de traitement concernent deux décoctions de
cosses de néré dosées à 50g/l et 100g/l en masse de néré et de l’eau résiduelle
issue de la fabrication du beurre de karité. Une dernière formulation exempte de
tout adjuvant végétal a été ajoutée pour tenir lieu d’échantillon témoin pendant les
expérimentations. Compte tenu de la faible teneur en matières sèches des solutions
adjuvantes (<4%), l’eau de gâchage a été substituée dans le mélange par celles-ci.
Après une cure de 28 jours, l’analyse des propriétés physiques montrent que le
traitement au néré réduit la capacité d’absorption d’eau des BTC. Par ailleurs, on
constate également que la concentration de la solution en adjuvants végétaux
influence le comportement mécanique des BTC. En effet, une décoction en cosses
de néré dosée à 100g/l en masse de néré améliore la résistance à la compression
des briques de 10%. On pourrait donc envisager l’amélioration des propriétés
physico-mécaniques des BTC pour un taux de stabilisation au ciment plus faible.
128
Poster 8
Imperméeabilisation des bassins de collecte des eaux de ruissellement
Waterproofing ponds collection of surface runoff
T.I.BRAHIM1, K.KOKOLÉ1, S.FOSSI2, K.S.DA SILVEIRA2
1 Laboratoire Eco Matériaux de Construction (LEMC)
2 Laboratoire Hydrologie et Ressources en Eau (LEAH)
Résumé
Le présent rapport met en évidence les études effectuées pour avoir une bonne
connaissance de la nature du sol et sa capacité de rétention qui sont les
éléments nécessaires pour la réalisation d’une infrastructure de rétention d’eau.
Dans un premier temps, on donnera plusieurs définitions sur les caractéristiques
géométriques des bassins et sur l’infiltration, la conductivité hydraulique, la texture
et la structure du sol. Dans un second temps, il a été établi une description des essais
d’identification des échantillons et d’infiltration du sol ainsi qu’une interprétation
des résultats pour tenter de corréler la conductivité hydraulique et les propriétés
des matériaux. Enfin on étudiera les options d’imperméabilisation envisageables à
chaque bassin de collecte des eaux de ruissellement.
129
Poster 9
Etude de la connexion de cisaillement dans les poutres
mixtes bois-beton
E. BAITE3, E. FOURNELY1,2, A. MESSAN3, A. BOUCHAÏR1,2,3
1 Clermont Université, Université Blaise Pascal, Institut Pascal, Clermont-Ferrand, France
2 CNRS, UMR 6602, Institut Pascal, Aubière, France
3 2IE, Ouagadougou, Burkina Faso
[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected]
Résumé
Les structures mixtes associant des matériaux de qualités différentes mais
complémentaires représentent une alternative intéressante en comparaison
avec les techniques traditionnelles mono-matériaux. Dans la construction les
associations les plus courantes des matériaux concernent les structures boisbéton ou acier-béton. Dans ces structures, le béton est mobilisé dans son
domaine de prédilection associé à sa bonne résistance en compression. Le bois
et l’acier remplissent la fonction de résistance en traction. Ainsi, une section
mixte a des caractéristiques de résistance et de rigidité plus élevées que celles
des matériaux pris séparément pour le même poids et quantité de matériaux.
Cependant, pour atteindre les performances mécaniques souhaitées il est
nécessaire d’assurer la connexion de cisaillement qui s’appose au glissement
entre les deux matériaux.
L’idée principale de l’utilisation d’une structure mixte, c’est de profiter des meilleurs
caractéristiques de chaque matériau afin d’obtenir un élément structural efficace
en ce qui concerne la résistance, la rigidité et la qualité
En plus des fonctions mécaniques optimales, les structures mixtes présentent
des qualités de résistance au feu.
C’est pour ces raisons, que les structures mixtes constituent des solutions
intéressantes aussi bien en construction neuve qu’en réhabilitation. Cependant,
les méthodes de calcul et de dimensionnement des structures mixtes bois-béton
sont peu développées. L’objectif de la présente étude est de développer un
outil de calcul de la résistance et de la rigidité d’une section mixte constituée
de deux matériaux différents avec prise en compte de la connexion. Le modèle
s’appuie sur la décomposition de la section mixte en plusieurs couches et la
décomposition de la poutre en tronçons. L’application concerne les sections
mixtes bois béton (section rectangulaire en bois et dalle en béton).
130
Les résultats expérimentaux issus de la bibliographie ou de travaux réalisés à
Clermont-Ferrand sont confrontés à ceux donnés par les méthodes analytiques
existantes ainsi qu’aux résultats du modèle développé. Ces comparaisons
permettent de bien comprendre le comportement des poutres mixtes et les
contributions des différentes composantes y compris la connexion. Elles
permettent aussi de valider l’outil de calcul développé qui s’appuie sur des
hypothèses de comportement linéaire mais qui est construit pour être généralisé
aux comportements non linéaires des matériaux et de la connexion.
131
Poster 10
Assemblages de structures bois-bois pour elements porteurs verticaux
et horizontaux
D. DJOUBISSIÉ3, S. FUENTES1,2, A. MESSAN3, E. FOURNELY1,2,
A. BOUCHAÏR1,2,3
1 Clermont Université, Université Blaise Pascal, Institut Pascal, Clermont-Ferrand, France
2 CNRS, UMR 6602, Institut Pascal, Aubière, France
3 2IE, Ouagadougou, Burkina Faso
[email protected], [email protected], [email protected],
[email protected], [email protected]
Résumé
L’utilisation du bois dans la construction connait un intérêt croissant à cause
des qualités intrinsèques du matériau et de l’évolution des préoccupations
environnementales…
Le matériau bois a connu peu d’études au regard de la complexité de sa nature et
de son comportement (matériau fortement anisotrope, non homogène, sensible
à l’humidité, à résistance limitée, …). Actuellement, les nouvelles technologies
permettent de maîtriser et d’améliorer la qualité du bois et des produits dérivés
manufacturés. Cependant, le développement de l’utilisation du matériau bois
dans la construction est conditionné par la maîtrise du comportement des
composants et de leurs assemblages. Les systèmes constitués de poteaux et
de poutres peuvent être associés à des panneaux diaphragmes horizontaux
ou verticaux. Ces panneaux remplissent des fonctions secondaires d’isolation
et de séparation ou des fonctions mécaniques de reprise d’efforts verticaux ou
horizontaux. Les résistances de ces diaphragmes dépendent de façon notable
des caractéristiques de résistance et de déformation des liaisons entre leurs
éléments constitutifs. Ainsi, le développement et l’optimisation des structures
bois nécessitent la maîtrise du fonctionnement des assemblages et des liaisons.
Les hypothèses simplificatrices relatives aux rigidités et aux résistances des
assemblages adoptés dans les codes de dimensionnement des structures bois
limitent les possibilités de ces structures.
La présente étude menée au sein de la plateforme Matériaux et Structures pour
le Génie Civil (MSGC) de Polytech’ Clermont Ferrand porte sur la caractérisation
du comportement des liaisons dans les diaphragmes bois. Ainsi, un programme
expérimental est réalisé sur des essais push-out d’assemblages cloués solivespanneaux avec différentes configurations. Des essais de caractérisation
des matériaux sont aussi réalisés (solives, panneaux, clous). L’objectif est
132
d’avoir des résultats expérimentaux qui permettent d’alimenter et de vérifier
les modèles analytiques existants. Les modèles analytiques permettent de
déterminer la raideur relative au glissement à l’interface entre panneau et solive
en considérant les caractéristiques du clou et du bois. Cette étude permet de
définir le comportement des liaisons en termes de rigidité et de résistance
en comparant les résultats expérimentaux à la théorie de l’analyse limite de
Johansen et les valeurs prescrites par l’Eurocode 5 (Norme européenne de
conception et de calcul des structures en bois). Ces valeurs de rigidité sont
définies pour être intégrées dans une analyse globale du comportement d’un
panneau diaphragme en bois.
133
Poster 11
Developpement de revetements de toiture a partir des dechets plastiques
TIAM C.1, MESSAN A.1, TSOBNANG F.1, KAROUI H.2, HANFF E.3
1 Laboratoire Eco-Matériaux de Construction (LEMC), CCREHD, 2iE, Ouagadougou, Burkina Faso
2 Laboratoire Eau Dépollution Ecosystème et santé (LEDES), CCREC, 2iE, Ouagadougou, Burkina Faso
3 Technopole 2iE, Ouagadougou, Burkina Faso
Résumé
La croissance des Eco-matériaux dans la construction des bâtiments est de plus en
plus admirable. Cependant, au niveau des revêtements de toitures, très peu d’Ecomatériaux sont mise en œuvre.
La mise sur pied des revêtements de toitures à base des déchets plastiques (les
panneaux TECO) vient renforcer ce secteur des Eco-matériaux dans la construction
des bâtiments. Les essais réalisés au Labo LEMC de 2iE montrent que nos produits
sont d’excellents isolants thermiques (λ = 0.34 W/m.K), étanche (taux d’imperméabilité
≈ 99.2 %), mais aussi ont une bonne résistance à la traction (σ = 15.9 MPa) et un
poids massique (P = 18 kg/m²) convenable à la norme NF P30-305.
134
Poster 12
Développement d’isolants thermiques à base de déchets de coton
Development of thermal insulation base of cotton waste
Véronique TINDANO1-2; Adamah MESSAN1 ; Elodie HANFF2 ; François TSOBNANG1
1 Laboratoire Eco-Matériaux de Construction (LEMC);
2 Technopole 2iE
Résumé
Ce projet de recherche sur le développement d’isolants thermiques vise à rendre
accessible des isolants thermiques innovants à base de déchets de coton des
sociétés cotonnières, afin de résoudre dans les pays sahéliens les problèmes
d’inconfort thermique dans le bâtiment.
La recherche au laboratoire Eco-Matériaux de Construction porte sur la
caractérisation des propriétés thermiques, mécaniques, hydriques des matériaux
composants, la tenue au feu et sur les techniques de mise en œuvre. Nos efforts
portent également sur l’optimisation de la formulation des composites déchets de
coton-liant par rapport à la conductivité thermique.
Deux gammes de produits sont proposées : des isolants thermiques en rouleaux et
des isolants thermiques en panneaux, avec une conductivité thermique de l’ordre
0,065w/m.k.
135
Poster 13
Levés topographiques, identification de site et travaux de terrassement
pour une centrale à concentration solaire
A.SOMDA, Y. AZOUMAH, F. TSOBNANG, I. MADOUGOU, I. GUEYE.
Laboratoire Eco-Matériaux de construction (LEMC) et Laboratoire Energie Solaire et Economie d’Energie (LESEE)
Résumé
En Afrique subsaharienne, l’électricité est produite essentiellement à partir des
énergies fossiles et à une moindre échelle de façon hydraulique. Les autres sources
telles que le soleil sont sous-exploités. Pourtant, le rayonnement solaire excède les
2000KWh/m²/an dans cette région de l’Afrique. Une des stratégies d’exploitation
de cette source d’énergie serait de mettre en place des centrales solaires à
concentration. Une centrale de ce type est constituée d’un champ d’héliostats, d’un
récepteur sur une tour et d’un bloc moteur. Notre étude a pour objet d’installer un
pilote de centrale à tour sur le site du 2iE à Kamboinsé.
Nous nous intéressons aux études topographiques et géotechniques pour
déterminer l’emplacement de certains ouvrages à construire tels que le champ
d’héliostats qui revêt un intérêt capital pour le fonctionnement optimal de la centrale.
Une cartographie détaillée de la zone d’accueil a été établie suite à l’exécution des
levés topographiques. A travers des essais géotechniques, nous avons déterminé
les caractéristiques physiques et mécaniques du sol support de la plateforme.
Sur la base de ces études préliminaires, nous avons proposé un emplacement
répondant aux normes techniques et aux contraintes du projet. Ainsi,
l’aire d’accueil de la centrale est de 12m*12m, soit 144m². Elle est située aux
coordonnées XA=657181.969, YA=1378382.512; XB=657193.969, YB=1378370.512;
XC=657193.969, YC=1378370.512; XD=657181.969, YD=1378370.512 et présente une
altitude moyenne de 297,75m avec une pente moyenne de 1.61%. Le sol support est
latéritique sur plus de 1.30m de profondeur avec un poids spécifique de 28.38KN/m3 et
une contrainte admissible de 5.71KPa. Les terrassements sont de l’ordre de 34,54 m3 de
terre à déplacer.
136
Poster 14
Conception de la tour d’une centrale solaire en eco-materiaux sur le site
de kamboinsé
Design of the tower of a solar power plant with eco-friendly materials
on 2ie site
E. DJIPSU, A. MESSAN, A. LAWANE, R. MINANE, K. KOKOLE, F. TSOBNANG, Y.
AZOUMAH, C. YEZOUMA
Laboratoire Eco-Matériaux de construction (LEMC) / Laboratoire Energie Solaire et Economie d’Energie (LESEE),
2iE Burkina Faso
Résumé
Le développement des infrastructures électriques constitue un élément clé à
la réduction de la pauvreté et contribue de manière significative à l’atteinte des
objectifs de développement du millénaire. En Afrique subsaharienne, le taux d’accès
à l’électricité est généralement faible. Cependant, le continent africain fait partie
des régions les plus prometteuses pour l’implantation des technologies dynamiques
pour la production de l’électricité.
L’objet de cette étude est de concevoir une tour en éco-matériaux de construction,
pour une centrale solaire à concentration de 100 kWth que 2iE projette expérimenter.
Le projet est constitué d’une tour de 15 m de hauteur, de 10,60 m de longueur et
de 5,70 mètres de largeur. La plateforme du projet est constituée d’une terrasse de
(12 m x 6 m) servant de fondation pour la tour qui recevra sur sa toiture terrasse
le récepteur de la centrale solaire ainsi que les tuyauteries qui transporteront les
fluides caloporteurs vers le système de stockage. Entre le 4ème et le 11ème mètre
de hauteur un vide est laissé pour permettre non seulement de réduire l’action du vent
sur la structure, mais aussi pour que celle si se fonde dans l’environnement de 2iE.
Pour l’ensemble de la structure, la descente de charge ainsi que le dimensionnement
des tous les éléments porteurs seront effectués avec le logiciel Robot Structural
Analysis 2011 (suivant la norme NV65 Mod 99 pour la prise en compte des charges
du vent, le BAEL91 mod. 99 pour le dimensionnement des éléments en Béton Armé.)
Des exemples particuliers ont été traités manuellement pour valider les résultats
obtenus par ROBOT 2011.
Tenant compte des études géotechnique, une fondation superficielle sur semelle
isolée a été choisie pour recevoir la tour.
137
Poster 15
Etude comparative des caractéristiques mécaniques des blocs de
terre comprimée stabilisés : Cas de la stabilisation à la chaux
et au ciment
Chakirou A. TOUKOUROU*, Crépin
Zéphérine F. ASSOGBA*
ZEVOUNOU*, Anicet YAMONCHE** et
*Laboratoire d’Energétique et de Mécanique Appliquée (LEMA) Ecole Polytechnique d’Abomey Calavi (EPAC)
COTONOU, potemat @yahoo.fr ; chakirou [email protected]
** IUT de LOKOSSA
Résumé
Cet article présente les résultats préliminaires de l’étude comparative des
caractéristiques mécaniques des blocs de terre comprimée stabilisée au ciment et
à la chaux. La présente étude rentre en ligne de compte pour l’étude de la possibilité
de substitution du ciment par la chaux dans les techniques de stabilisation des
blocs de terre comprimés. Cette étude, suscitée par le souci de réduction du coût
des constructions, colle bien avec la politique de promotion et de la valorisation des
matériaux locaux de construction au Bénin. Ce travail est axé sur l’étude comparative
des caractéristiques mécaniques des blocs de terre comprimée stabilisée au ciment
et à la chaux.
Dans cette étude, nous nous sommes intéressés à la terre de barre stabilisée au
ciment et à la chaux. Des essais d’identification au laboratoire ont permis de
classer le matériau suivant la classification de la norme NF P 11 300 et le GTR.
La terre de barre de Calavi contient une forte proportion de particules fines. C’est
un mélange sable-argile. Son indice de plasticité montre qu’elle est un matériau
utilisable dans la confection des blocs en terre stabilisée.
Les BTC stabilisée au ciment et à la chaux au même pourcentage à savoir 6-8 et 10
% ont subi des essais de compression simple, de flexion trois points, d’abrasion
et d’absorption d’eau par capillarité. L’étude comparative des résultats a révélé
que les BTC stabilisés au ciment sont plus résistants et moins poreux que ceux
138
stabilisés à la chaux.
Poster 18
Etude structurale de la paroi du grenier en terre du nord du Bénin dans le
cadre d’une possible augmentation de son volume de stockage
MBARKA I.1, Dr CISS A.2 et Dr GIBIGAYE M.3
1 N’Dali, Parakou, République du Bénin
2 Dr Ingénieur en Structure, Directeur de Cabinet du Ministère des Enseignements Secondaires et Formations
Techniques du Bénin : Cotonou République du Bénin
3 Dr Géotechnicien, 2iE, Ouagadougou, Burkina Faso
[email protected]
Résumé
Le problème de la sécurité alimentaire au Bénin et surtout en zone rurale suscite de
plus en plus de questionnement au regard des plus ou moins fréquentes catastrophes
naturelles (sécheresse, inondation, pauvreté des terres…) auxquelles est exposé le
milieu et le monde paysans. Depuis plus d’une vingtaine d’années, plusieurs projets
d’Etat dont certains sous financement de la Coopération au Développement se sont
intéressés à la question de l’amélioration du système de stockage des récoltes
en zone rurale. L’attention de certains de ces Programmes de Développement
s’est tournée vers les ouvrages traditionnels de stockage, tels les greniers en terre
rencontrés au Nord Bénin.
Le grenier en terre est un ouvrage
de stockage de grains d’une
capacité
volumique
pouvant
atteindre 3 m3. Il peut être décrit
comme un ouvrage composé
de deux coupoles tronconiques
renversées l’une sur l’autre et
appuyé au sol par un socle. Dans
la zone d’étude, on peut enregistrer
près de 35.000 greniers en terre.
La forme géométrique de ces
ouvrages est illustrée par la photo
ci-contre.
139
Peu de travaux de recherches ont été consacrés au grenier en terre. Le peu
d’information disponible sur les propriétés du matériau de cet ouvrage appelé banco
ainsi que sur la façon de les utiliser incite les acteurs en charge du développement
rural à utiliser des ouvrages industriels éprouvés comme les silos, les magasins en
matériaux artificiels pour lesquels, l’information technique est abondante dans le
cadre du stockage de masse.
Le grenier en terre représente un potentiel économique et technique immense à
cause :
• de son efficacité énergétique et thermique (les grains stockés, une fois bien traités
ne pourrissent jamais dans le grenier) ;
• le grain stocké est à l’abri des rongeurs ;
• le matériau utilisé pour sa construction est la terre argileuse améliorée par des
extraits végétaux que l’on retrouve en abondance dans toutes les zones du Bénin ;
• le matériau banco est inattaquable par les termites ;
• la construction de cet ouvrage est moins chère comparée aux ouvrages modernes
actuels.
Le grenier en terre est un ouvrage de stockage très polyvalent qui se prête à la
création d’une nouvelle génération d’ouvrages de stockage de masse. Largement
répandu dans les localités rurales du Nord Bénin, facile à construire et à utiliser et
très écologique, le grenier en terre comme ouvrage de stockage de masse demeure
une possibilité inexploitée capable de favoriser le développement économique et
social en milieu rural. Le grenier en terre comme ouvrage de stockage de masse
peut avoir un impact important et positif sur plusieurs aspects du développement en
milieu rural dans les décennies à venir.
La présente communication s’inscrit dans le cadre de la mise en place des
justificatifs mathématiques et mécaniques pouvant conduire à la réalisation de
greniers communautaires dimensionnés.
La méthodologiee utilisée pour l’étude est de rester le plus proche possible de la
technologie traditionnelle parfaitement maîtrisée par les populations autochtones,
mais de s’appuyer sur les lois de comportement en mécanique des sols, notamment
le calcul à la rupture, pour déterminer la volume maximal possible de ces greniers.
Les résultats du dimensionnement ont permis d’évaluer le volume théorique qui est
de 15,50 m3 représentant 5 fois la capacité des greniers de la zone d’étude. Il faudra
par la suite réaliser des ouvrages réels avec ces dimensions pour corroborer nos
résultats. Ainsi, nous pourrions alors conclure que la diffusion de cette approche
permettrait aux populations et en toute autonomie, d’augmenter d’autant leur
capacité de stockage des produits. Ce qui serait difficilement égalable à travers la
construction de silos «dit modernes».
140
Poster 19
Eco-bat : ecobilan des bâtiments, outils d’aide à la conception
D. FAVRE, A. DURET
Lab. d’énergétique solaire et de physique du bâtiment (LESBAT), Haute Ecole d’Ingénierie et de Gestion du canton
de Vaud (HEIG-VD)
Résumé
1. Introduction
Le domaine de la construction génère d’importants impacts sur l’environnement
de par l’énergie consommée durant la phase d’occupation mais également par
les matériaux de construction utilisés. Il est possible de quantifier ces impacts afin
d’optimiser les choix constructifs des bâtiments de demain pour tendre vers un
développement durable.
L’écobilan d’un bâtiment est un exercice long et fastidieux si l’on ne possède pas un
outil adapté. Afin de répondre à ce besoin, le Laboratoire d’énergétique solaire et
de physique du bâtiment (LESBAT) de la HEIG-VD a développé le logiciel Eco-Bat.
Ce dernier permet, grâce à son interface graphique simple et intuitive, de modéliser
très rapidement un bâtiment puis d’analyser les résultats de son écobilan à l’aide
de nombreux outils graphiques. Ce logiciel se destine aux architectes et ingénieurs
désireux de tenir compte des aspects environnementaux lors de la phase de
conception.
2. Analyse de cycle de vie
Chaque processus rencontré durant le cycle de vie d’un bâtiment engendre des
impacts sur l’environnement. Ces impacts peuvent être des ressources utilisées
ou des émissions de gaz nocifs pour la santé et pour l’environnement. EcoBat prend en compte les principales phases du cycle de vie d’un bâtiment : la
fabrication, le transport et le remplacement des matériaux de construction ainsi que
l’élimination des déchets résultant de la démolition. La fabrication, le remplacement
et l’élimination des installations techniques (production et distribution de chaleur,
ventilation, installations sanitaires et électriques, PV, solaire thermique) sont
également considérées. La consommation énergétique du bâtiment durant sa phase
d’utilisation est également prise en compte. Cette méthodologie est compatible aux
normes ISO 14040 et En15978.
141
Différents
indicateurs
permettent
de
quantifier
les
impacts
environnementaux générés par ces
processus. Eco-Bat utilise les quatre
indicateurs suivants :
- CED (Cumulative Energy Demand)
: Energie grise totale (renouvelable et
non-renouvelable)
- NRE (Non Renewable Energy) :
Energie non renouvelable
- GWP (Global Warming Potential) :
Potentiel de réchauffement climatique
- UBP (Ecological Scarcity) :
Indicateur global quantifiant les
charges environnementales résultant
de
l’utilisation
des
ressources
énergétiques, de la terre et de l’eau
douce, des émissions dans l’air, l’eau
et le sol, ainsi que de l’élimination des
déchets.
Figure 1 : Les différentes phases de cycle de vie
d’un bâtiment pris en compte par Eco-Bat
3. Matériaux de construction
Eco-Bat permet de définir un bâtiment très simplement en créant des éléments
(façades, toits, fenêtres, portes). Chaque élément est structuré en couches. Pour
chaque couche, l’utilisateur spécifie le matériau utilisé ainsi que ses dimensions (ou
son poids). Plus de 140 matériaux de construction sont disponibles dans la base de
données.
142
Figure 2 : Capture d’écran de la boite de dialogue pour la définition des matériaux de construction utilisés
dans Eco-Bat
4. Consommation énergétique
Les impacts liés à la consommation énergétique du bâtiment sont pris en compte.
Pour chaque type de consommation, il suffit de choisir un vecteur énergétique
(mazout, gaz naturel, bois, etc...) Et de spécifier les besoins annuels du bâtiment.
L’utilisateur ne disposant pas d’un logiciel spécifique destiné au calcul des besoins
énergétiques peut utiliser le module de pré-dimensionnement d’Eco-Bat. Ce dernier
fournit une approximation des besoins énergétique en fonction du type de norme
à respecter (SIA 380/1 et 380/4, Minergie ou Minergie-P), de la localisation du
bâtiment (météo), de son type d’affectation (logement, administration, ...) ainsi que
des différents types de locaux qui le constituent (chambre, bureau, WC…).
5. Résultat de l’écobilan
Eco-Bat fournit des résultats numériques et graphiques détaillés permettant de
comparer des matériaux, des variantes d’éléments de construction ainsi que des
bâtiments entiers. Il est possible de comparer directement les impacts engendrés
par la consommation énergétique avec ceux provenant des matériaux employés.
L’utilisateur peut ainsi définir les priorités à adapter dès la planification du projet.
143
Figure 3 : Présentation des résultats d’un écobilan de bâtiment dans Eco-Bat
144
Poster 20
Caractérisation thermique d’un plâtre de gypse tunisien utilisé en tant
que matériau de construction
BEN MANSOUR M.1,2; CHERIF A. S.1, 3 ; BEN JABRALLAH S.1,2, BENHAMOU B.4
1 LETTM, Faculté des sciences de Tunis
2 Faculté des sciences de Bizerte 7021 Bizerte Tunisia
3 Ecole Natinale d’Architecture et d’Urbanisme, 2026 Sidi Bou Said, Tunisie
4 LMFE, CNRST (URAC 27), Université Cadi Ayyad, Faculté des Sciences Semlalia, Marrakech
Résumé
En Tunisie, les matériaux de construction sont bien caractérisés mécaniquement.
Cependant leur caractérisation thermique est récente et n’est pas toujours au
niveau attendu par la réglementation thermique nationale. Cette étude a pour
objectif de caractériser thermiquement un plâtre de gypse tunisien issu de la région
Meknassi. Une attention particulière est focalisée sur l’effet de la température sur sa
conductivité thermique.
145
Poster 21
Réutilisation des résidus miniers dans la fabrication de mortiers et
bétons composites pour des ouvrages souterrains
Tikou BELEM1*, Yasser CHTAINI2, Kumar Chandra ROHIT3
1 Institut de Recherche sur les Mines et l’Environnement (IRME)
Unité de Recherche et de Service en Technologie Minérale (URSTM)
Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue (UQAT) Rouyn-Noranda (Québec), CANADA
2 Département des Génies civil-géologique-mines, École Polytechnique, Montréal, Québec, Canada
3 Department of Mining Engineering, Indian Institute of Technology, Kharagpur, India
* [email protected]
Résumé
Avec la demande croissante pour les métaux (précieux et de base) dans les
pays émergents à travers le monde, l’industrie minière a atteint le sommet de
sa contribution au développement économique des pays riches en ressources
minérales. Cependant, cette même industrie minière génère également
d’importants volumes de rejets solides (résidus et stériles) et liquide qui peuvent
affecter l’équilibre des écosystèmes environnants. Mais à cause du réchauffement
climatique et dans le contexte du développement durable et de l’acceptation sociale,
l’industrie minière a l’obligation de réduire son empreinte environnementale. Les
rejets miniers sont généralement destinés à être entreposés en surface dans des
parcs à résidus avec tous les risques qui peuvent être engendrés. En effet, l’eau
des pluies pourrait générer du drainage neutre contaminé (DNC) ou du drainage
minier acide (DMA) d’une part, mais il existe également la possibilité d’une rupture
des digues de retenue, d’autre part. Cependant, depuis près de deux décennies les
normes et directives environnementales en matière de gestion des rejets miniers
sont devenues de plus en plus sévères. Pour cause, les rejets miniers doivent être
gérés de manière optimale et efficace à travers un développement d’outils et de
techniques appropriés afin de préserver l’environnement.
Plusieurs outils et techniques ont ainsi été développés pour la gestion de ces
différents rejets provenant des opérations minières, incluant la réduction de leur
quantité en surface ainsi que leurs impacts environnementaux, et leur valorisation
via leur réutilisation (Figure 1). Les politiques minières en place dans la majorité
des pays visent généralement à i) limiter les impacts de l’activité minière sur
l’environnement, et ii) la réhabilitation des sites miniers orphelins/abandonnés et
à veiller à ce qu’ils ne génèrent pas de pollution environnementale. La réduction
des volumes se fait déjà à travers la mise en place des systèmes de remblayage
146
souterrain qui permettraient de retourner un peu plus de la moitié des résidus
miniers dans les vides (appelés chantiers) souterrains créés en les mélangeant
avec de l’eau et d’un agent liant pour former ce qu’on appelle le remblai cimenté,
qui peut être hydraulique ou en pâte (Figure 2). Cette solution optimale est appelée
«exploitation minière intégrée» ou exploitation minière verte ou écologique. Les
résidus miniers peuvent aussi être retraités (valorisation) afin d’extraire les métaux
de base/précieux résiduels sans qu’il y ait de réduction de volume de restockage
en surface. Finalement, des bonnes stratégies de réutilisation des résidus miniers
dans le béton projeté (ouvrages miniers) ou comme matériaux de construction pour
les pavements routiers (génie civil) permettraient de réduire davantage leur quantité
de stockage en surface.
Il faudrait noter que l’élimination des résidus miniers de la surface sous forme
de remblai minier cimenté permettrait de réduire drastiquement leur impact
environnemental tout en fournissant un matériel durci qui améliorera à la fois la
stabilité physique des terrains ainsi que les retombées économiques de l’exploitation
minière. Une première alternative de réutilisation des résidus miniers dans la
construction a été proposée par Zou et Sahito (2004) et elle consistait à réutiliser les
résidus miniers dans la production de béton projeté pour le support de terrains. Cette
approche permettrait de réduire de 10 à 15% la quantité de résidus qui devraient
être entreposés dans des parcs à résidus. Afin de réduire davantage le volume des
résidus, d’autres techniques alternatives impliquant davantage la réutilisation des
rejets solides sont encouragés.
L’objectif principal de cette recherche exploratoire est d’évaluer la possibilité de
substituer tout ou partie des agrégats fins (sable) dans les bétons et les mortiers
par les résidus miniers riches en sulfures (Tableau 1). Le béton est un mélange de
ciment, de sable (agrégats fins), de gravier (granulats grossiers) et de l’eau alors
que le mortier est un mélange de ciment, de sable (agrégats fins), et de l’eau.
Plus précisément, cette étude a pour but d’évaluer le comportement mécanique
de différents mélanges béton et mortier composites (comparés aux bétons et
mortiers normaux) et de remblai en pâte-mortier. Dans cette étude exploratoire,
trois mélanges composites (un béton BR, un mortier MR, et un remblai en pâtemortier RPM) et deux mélanges standards (un béton témoin BN et un mortier
témoin MN) ont été formulés. Les mélanges composites contiennent des résidus
miniers sulfureux comme substitut au sable (fin ou grossier). Tous les mélanges
ont été préparés avec un même ratio eau/ciment (E/C) de 0.5 et un affaissement
au cône d’Abrams d’environ 200 mm (Tableau 2). Malgré cela, il a été observé que
le ciment a été surdosé. Les résultats montrent que la résistance en compression
uniaxiale UCS variait comme suit: UCSBN > UCSMN > UCSMR > UCSBR > UCSRPM
(Figure 3). Cette étude exploratoire a permis de mettre en évidence un grand potentiel
de réutilisation des résidus miniers fortement sulfurés dans la préparation de bétons
et mortiers composites comme substitut aux granulats fins (sable). La réutilisation des
résidus miniers comme matériaux de construction dans les ouvrages miniers pourrait
contribuer à l’élimination de 15 à 25% supplémentaire de la quantité de résidus miniers
initialement destinée aux parcs à résidus.
147
Figure 1 - Schéma illustrant les outils et techniques été développés autour de la gestion des résidus miniers
Figure 2 - Schéma illustrant une excavation (chantier) minière souterraine en cours de remblayage
148
Tableau 1 – Composition des mélanges
Tableau 2 – Formulation des mélanges (masse en kg)
Mélange
Sable
Gravier
Résidus
Eau
Ciment
E/C
Béton normal (BN)
35
48
0
6
12
0.5
66*
0
0
11
23
0.5
0
26
26
16
32
0.5
24**
0
19
19
38
0.5
0
0
36
21
43
0.5
Béton-résidus (BR)
-résidus (MR)
Remblai pâte-
*50% sable fin+ 50% sable grossier ** seulement du sable grossier
Figure 3 - Variation de la résistance en compression unixiale (UCS) en fonction du temps de cure pour tous
les mélanges préparés
149
Poster 22
The new release of tropix software (version 7) on technological
characteristics of 245 tropical and temperate timbers species
PARADIS S., GUIBAL D., VERNAY M., BEAUCHÊNE J., BRANCHERIAU L.,
CHÂLON I., DAIGREMONT C., DÉTIENNE P., FOUQUET D., LANGBOUR P.,
LOTTE S., MÉJEAN C, THÉVENON M.-F., THIBAUT A., GÉRARD J.
Unité de Recherche Biomasse, Bois, Energie, Bioproduits (BioWooEB), CIRAD
[email protected]
Abstract
Developed by the Cirad’s «Biomass, Wood, Energy, Bioproducts», the new release
of TROPIX software (version 7) presents the main characteristics of 245 tropical or
temperate wood species.
For each species, TROPIX provides data and information on: the scientific and
local names of the species described, their origins (distribution maps) and any
commercial restriction according to the CITES regulation; appearance of the log
or wood, including pictures of wood and wood utilisations; leading physical and
mechanical properties; natural durability against fungi / dry wood borers / termites,
and preservation; drying behaviour, including a drying schedule given for information;
processing behaviour (sawing, machining, assembling); appearance grading and
visual grading for structural applications; actual and potential uses and reaction to
fire. Some of this information is displayed in graphical format.
TROPIX 7 allows multicriteria search using preselected search terms or similarity to
a different species. It also allows graphical species comparisons based on one or
two physical or mechanical properties. Multicriteria searches results, graphics and
technical sheets can be printed or exported as files.
150
Poster 23
Etude des blocs de terre comprimée (BTC) stabilisés au papier
(cellulose) et au ciment
E. OUEDRAOGO1, O. COULIBALY2, A. MESSAN3, A. OUEDRAOGO1
1 Laboratoire des Energies Thermique et Renouvelable (L.E.T.RE.), UO ;
2 Laboratoire de Physique et de Chimie de l’Environnement (L.P.C.E), UO ;
3 Laboratoire Eco-Matériaux de Construction (L.E.M.C), 2ie
Résumé
Cette communication présente les résultats d’une étude expérimentale du
comportement d’un sol stabilisé par compactage et avec incorporation de stabilisants
(ciment et papier) en vue d’améliorer ses propriétés mécaniques (résistance
mécanique, stabilité à l’eau) et thermiques. Il s’agit d’une étude expérimentale de
l’impact de l’ajout de stabilisants chimiques (ciment, cellulose) et leurs combinaisons
sur les propriétés du sol.
L’étude montre que l’amélioration des propriétés mécaniques et thermiques du
matériau terre peut se faire par un traitement à base de ciment et de papier.
151
Liste des participants par ordre alphabétique
152
A
Dr. ABALO P’kla, Togo, ENSI, Université de Lomé
Contact: [email protected]
Mr. ABDOU Amadou, Burkina Faso, SONICHAR
Mr. ABOU Moussa, Niger, Ministère de l’Urbanisme de Logements et de
l’Assainissement
Contact: [email protected]
Mr. ADJAKA Kouami, Burkina Faso, HILEC&Eco SARL
Contacts: [email protected];[email protected]; [email protected]
Mr. ALNOMASI Mohammed Jwaid, Burkina Faso, Ambassade du Royaume
d’Arabie Saoudite au Burkina Faso
Contact : [email protected]
Mr. AMBARKA Issakou, Bénin, Association pour le Développement des
Communes du Borgou Contact : [email protected]
Mr. ANDRIANIRINA Rija, Madagascar, C HIMO Centre de Formation HIMO
Contact : [email protected]; [email protected]
Dr ARAYA Alemgena A., Ethiopie, ALERT Engineering Plc
Contact: [email protected]
Dr. AREGBA Aworou Waste, France, I2M: Département TREFLE UMR 5295
CNRS
Contact : [email protected]
Dr. AZOUMAH Yao, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
B
Mr. BALBOLNE Barthélémy, Burkina Faso, MHU
Contact : [email protected]
153
Mr. BAMA Blaise, Burkina Faso, 2iE
Pr. BARBOSA Normando Perazzo, Brazil, Universitè Federal de Paraíba
Contact: [email protected]
Mr. BARRO Souleymane, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mr. BARRY Ousmane Omar, Burkina Faso, Ministère de l’Industrie, du Commerce
et de l’Artisanat
Contact : [email protected]
Pr. BELEM Tikou, Canada, Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue
Contact : [email protected]
Pr. BENHAMOU Brahim, Maroc, Physics Department - Faculty of Sciences
Semlalia - Cadi Ayyad, University of Marrakech
Contact: [email protected]
Mr. BENIMAM Samir, Algérie
Contact: [email protected]
Dr. BENTCHIKOU, Mohamed, Algérie, Laboratoire de Bio-matériaux et
Phénomènes de Transport-Université de Médéa- Algérie
Contact : [email protected]
Pr. BERE Antoine, Burkina Faso, Laboratoire de Physique et Chimie de
l’Environnement - Université de Ouagadougou
Contact : [email protected]; [email protected]
Mr. BIGNANG Kiziouvei Jean Paul, Togo, AGETUR
Contact: [email protected]
Dr. BLIN Joel, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mr. BOISSEAU Bernard, Côte d’Ivoire, SIFCA
Contact : [email protected]
Dr. BOLOGO-TRAORE Maïmouna, Burkina Faso, 2iE
154
Contact: maimouna.bologo/[email protected]
Pr. BOUCHAIR Hamid, France, Université Blaise Pascal, Clermont-Ferrand
Contact : [email protected]
Mr. BRAHIM TOGOÏ Issa, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Pr. BRUNEAU Denis, France, I2M département TREFLE
Contact : [email protected]
C
Pr. CHHOUK Chhay Horng, Cambodge, Institut de technologie du Cambodge
Contact : [email protected]
Mme COMPTE NIKIEMA Chantal, Burkina Faso, CC3D
Contact : [email protected]
Pr. COURARD Luc Eugène Nicolas, Belgique, Université de Liège
Contact : [email protected]
D
Dr. DAKOURE SOU Mariam, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mr. DARANKOUM Idrissa, Burkina Faso, 2iE
Pr. DIARRA Joseph Marie, Mali, BIT/PEJIMO
Contact : [email protected]
Mme DIASSO Alimata, Burkina Faso, 2iE
Mr. DJEGUEMA Koffi, Togo, eamau
Contact: [email protected]
155
Mr. DJIPSU MBANG Eric Thibaud, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Dr. DURET Alexis, Suisse, Laboratoire d’énergétique solaire et de physique du
bâtiment (LESBAT)
Contact : [email protected]
E
Pr. EMERUWA Edjikeme, Côte d’Ivoire, Université Felix Houphouet Boigny
d’Abidjan
Contact : [email protected]
Pr. ESCADEILLAS Gilles, France, INSA-UPS GENIE CIVIL
Contacts : [email protected]; [email protected]
F
Pr. FALL Meissa, Sénégal, UFR Sciences de l’Ingénieur - Université de Thiès
Contact : [email protected], [email protected]; meissa.fall@ucad.
edu.sn
Mr. FOTSEU William, Burkina Faso, HILEC&Eco SARL
G
Mr. GHAVAMI Khosrow, Brazil, Pontificia Universidade Catolica do Rio de
Janeiro (PUC-Rio)
Contact: [email protected]
Mr. GINIES Paul, Burkina Faso, 2iE
Mr. GNOUMOU Kany Sébastien, Burkina Faso, 2iE
156
Mr. GODONOU Gildas, Bénin, ARTI/BTP
Contact: [email protected]
Dr. GOMINA Moussa, France, Laboratoire CRISMAT - CNRS – ENSICAEN
Contact : [email protected]
Mr. GONCALVES Aime, Togo, EAMAU
Contact: [email protected]
Mr. GOUEM Adama, Burkina Faso, Groupement FAAP
Dr. GUEYE Isamela, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mr. GUIMEZAP Paul, Cameroun, IUC
Contact: guimezapp@yahoo,fr
Mr. GUIMOND-BARRETT Antoine, France, IFSTTAR
Contact: [email protected]
Mr. GUINDO Salou, Burkina Faso, CC3D
Contact: [email protected]
H
Mr. HAIDARA Abdramane, Burkina Faso, Ingenierie Immobilier Durable
Contact: [email protected]; [email protected]
Mr. HEMA Marc, Burkina Faso, MHU
Contact: [email protected]
I
157
Mr. ILBOUDO Amine Issouf, Nigéria, African University of Science and
Technology (AUST-Abuja)
Contact: [email protected]
K
Mr. KABORE Boureima, Burkina Faso, MHU
Contact: [email protected]
Mr. KABORE Bruno, Burkina Faso, ZI MATERIAUX
Contact: [email protected]; [email protected]
Mr. KABORE Etienne, Burkina Faso, MHU
Contact: [email protected]
Mr. KABORE Madi, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mr. KABORE Salif, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Dr. KARAMBIRI Harouna, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Dr. KASTHURBA Ayikkara Kizhakkayil, India, NIT Calicut, India
Contact: [email protected]
Mr. KOKOLE Koffi, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mr. KONKOBO Kirissi Jean Baptiste, Burkina Faso, Centre Saint Philippe
Contact : [email protected]
Mme KOUA ANELONE Marie-Aurore, Côte d’Ivoire, SIFCA
158
Contact : [email protected]
Mr. KOUAKOU Martin, Côte d’Ivoire, AGEROUTE / Projet HIMO-PEJEDEC
Contact : [email protected]
L
Mr. LABINTAN Adéoumi Clément, Bénin, Université Abomey Calavi
Contact : [email protected]
Mr. LAWANE Abdou, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mr. LEMOUGNA NINLA Patrick, Cameroun, MIPROMALO
Contact: [email protected]
Mlle LILLIOU KATOU Noella, Burkina Faso, PREFABRIQUE du FASO
Contacts : [email protected]; [email protected]
Mr. LINGANI Bakary, Burkina Faso, Ministère des Mines et de l’Energie
Contact : [email protected]
M
Mlle MAMANE SANOUSSI Amina, Niger, AREVA
Contact : [email protected]; [email protected]
Dr. MAXIMILIEN Sandrine, France, INSA Lyon
Contact : [email protected]
Dr. MESSAN Adamah, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Dr. MILLOGO Younoussa, Burkina Faso, Unité de Formation et de Recherche
159
en Sciences et Techniques
Contact: [email protected]; [email protected]
Mr. MINANE Remy Jacques, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mme MMADI Hassanati, Burkina Faso, AIPAVA sarl
Mr. MOHAMED Ibrahim Mohamed, Egypte, Elsevier
Mr. MOUYAL Elie, Maroc, DPLG
Contact: [email protected] ; [email protected]
O
Pr. OBONYO Esther, Etats-Unis, University of Florida
Contact : [email protected]
Pr. OLAJIDE OLORUNNISOLA Abel, Nigéria, Department of Agricultural &
Environmental Engineering - University of Ibadan, Nigeria
Contact: [email protected]
Mr. OUARMA Issoufou, Burkina Faso, Laboratoire de Physique et de Chimie de
l’Environnement - Université de Ouagadougou
Contact : [email protected]
Mr. OUATTARA Zana Souleymane, Côte d’Ivoire, SIFCA
Contact : [email protected]
Mr. OUEDRAOGO Abdoulaye, Burkina Faso, Université de Ouagadougou
Contact : [email protected]
Mr. OUEDRAOGO Ado, Burkina Faso, AZIMO
Mr. OUEDRAOGO Emmanuel, Burkina Faso, Université de Ouagadougou
Contact : [email protected]
Mr. OUEDRAOGO Kader, Burkina Faso, 160
ETICAP BURKINA/SARL
Mr. OUEDRAOGO Robert, Burkina Faso, ACANTHE - ITAL-BRICK
Contact: [email protected]
Mr. OVONO MEZUI Célestin, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
P
Pr. PANTET Anne, France, Normandie Université
Contact : [email protected]
Pr. PERRY Nicolas, France, Arts et Métiers ParisTech - I2M
Contact : [email protected]
Pr. PRINCE ABODJAN William, France, Institut National des Sciences Appliquée
– Rennes
Contact : [email protected]
Pr. PY Xavier, France, PROMES CNRS, Université de Perpignan
Contact : [email protected]
R
Pr. RAFAT Siddique, India, Thapar University
Contact: [email protected]
Mr. RAJAN Channamkot Meethal, India, Self employed Professional
Contact: [email protected]
S
161
Mr. SALOU Guindo, Burkina Faso, CC3D
Contact: [email protected]
Mr. SAMBARE Abdoulaye, Burkina Faso, Ministère des Mines et de l’Energie
Contact : [email protected]
Mme SAVADOGO Nafissatou, Burkina Faso, 2iE
Contact : [email protected]
Pr. SAVASTANO Jr Holmer, Brésil, Université de Sao Paulo
Contact : [email protected]
Mr. SAWADOGO Ignace, Burkina Faso, Compagnie d’Ingénierie pour la
Construction l’Aménagement et le Développement CICAD
Contact : [email protected]
Mr. SAWADOGO N. Rodrigue, Burkina Faso, Compagnie d’Ingénierie pour la
Construction l’Aménagement et le Développement CICAD
Mr. SERO YERIMA Aboubakary, Bénin, Association pour le Développement des
Communes du Borgou Contact : [email protected]
Dr. SIDIBE Sayon, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mr. SIEGNI TCHOMGUELA Abel, Burkina Faso, 2iE
Pr. SOBOYEJO Wole, Nigéria
Contact: [email protected]
Mme SOMDA Axelle Yanyire, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mr. SOME Jean Alphonse, Burkina Faso, Ministère des Mines et de l’Energie
Contact : [email protected]
Mr. SOME Tiéfa, Burkina Faso, Ministère de l’habitat et de l’urbanisme
Contact : [email protected]
162
Mr. SORE Seick Omar, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Dr. SORO Moussa, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mr. SOTER Rayaisse Caïus, Burkina Faso, MANTRAL
Contact: [email protected]; [email protected]
Mlle SOUISSI Sana, Burkina Faso, 2iE
Contact : [email protected]
Mr. SOURDOIS Rémy, Burkina Faso, Acanthe - Association de Conseil en
Architecture Novatrice et en Technique d’Habitat Écologique
Contact : [email protected]
T
Mr. TCHOUATEU Roosvelt, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Pr. THOMASSIN Jean Hugues, France, Université de Poitiers, ENSIP
Contact : [email protected]
Dr. TOUKOUROU Chakirou, Bénin, Pôle Technologique de Promotion des
Matériaux Locaux (POTEMAT) - Ecole Polytechnique d’Abomey Calavi
Contact : [email protected]
Mr. TRAORE Mamadou, Burkina Faso, POCERAM
Contact: [email protected]; [email protected]
Mr. TRAORE Moktar, Burkina Faso, AZIMO
Mlle TRAORE Yasmine Binta, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Pr. TSOBNANG François, Burkina Faso, 2iE
163
Contact: [email protected]
Mr. TUINA Arsène, Burkina Faso, Development Workshop
Contact: [email protected]
Y
Pr. YACOUBA Hamma, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Dr. YAMEGUEU Daniel, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Dr. YANG Shih-Hsien (Sam), Taiwan, National Cheng Kung University Department of Civil Engineering
Contact: [email protected]
Z
Mr. ZAGRE Brice Romaric, Burkina Faso, 2iE
Contact: [email protected]
Mr. ZANZE Richard, Burkina Faso, 2iE
Mr. ZERBO Seydou, Burkina Faso, ETICAP BURKINA/SARL
Mr. ZIBA Batien, Burkina Faso, Ministère de l’Industrie, du Commerce et de
l’Artisanat
Contact : [email protected]
Mr. ZOUNGRANA Bambyam François de Salles Joël, Burkina Faso, Université
de Ouagadougou
Contact : [email protected]
164