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Étude de caractérisation de la terre jaune, de formulation de bétons de terre et de caractérisation mécanique des bétons de terre confectionnés

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Soro, Nahouo (2017). Étude de caractérisation de la terre jaune, de formulation de bétons de terre et de caractérisation mécanique des bétons de terre confectionnés. Mémoire de maîtrise électronique, Montréal, École de technologie supérieure.

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Résumé

Les changements climatiques sont influencés par les gaz polluants issus de l’activité humaine dont le secteur de la construction en particulier. Pour faire face à ce phénomène, les pratiques anciennes de construction en terre constituent une alternative. L’utilisation de la terre comme alternative est par ailleurs confortée par la rareté des granulats (sable et pierres), à moyen terme dans certaines parties du monde vu leur forte utilisation. La présente recherche menée dans le contexte québécois et canadien contribue à améliorer les connaissances sur ce matériau tout en participant, dans une certaine mesure, à la lutte contre le réchauffement climatique.

L’objectif général du projet est d’étudier la faisabilité technique de produire des mélanges en béton de terre jaune du Québec pour une utilisation dans la construction au Québec. Le programme expérimental exploratoire comporte trois phases intimement liées, déclinant les objectifs spécifiques de l’étude. La première est consacrée à la caractérisation de la terre. Les essais de mécaniques de sols réalisés permettent de connaître les propriétés de la terre. La deuxième détermine les formulations pour la confection de cylindres de bétons de terre. Les paramètres déterminés en première phase sont utilisés à cette fin. La troisième concerne la caractérisation mécanique des spécimens de béton de terre. Les résistances de 15 MPa et de 1 MPa sont attendues pour les bétons stabilisés au ciment portland à 28 jours.

Les principaux résultats obtenus indiquent la présence de matières organiques à raison de 10% dans la partie fine du matériau. Sa granulométrie comprend 4 % d’argile et de matières organiques, 8 % de silt, 85 % de sable et 3 % de gravier. Il est sableux avec des traces de gravier, de silt et d’argile, et comporte une granulométrie très serrée avec des coefficients d’uniformité (Cu) et de courbure (Cc) respectifs de 3,08 et 1,17. Son module de finesse est de 0,60 et est faible. Le béton de terre ne se conforme pas aux principes des bétons traditionnels notamment pour la cure et la réaction d’hydratation s’il y a lieu. Les résistances à la compression à 28 jours variant de 0,11 à 9,52 MPa sont faibles contrairement aux hypotheses posées. Elles continuent d’augmenter dans le temps et se stabilisent après 56 jours. L’ajout de metakaolin a amélioré d’environ 100 % les résistances à la compression. Les mesures ultrasoniques confirment la même tendance d’évolution observée par les essais de compression sur une période 90 jours. De nouvelles recherches doivent se faire dans le but de mieux comprendre le comportement des sols avant leur utilisation dans la construction au Québec.

Titre traduit

Yellow earth characterization study, earth concrete mixes design and mechanical characterization of mixed earth concrete

Résumé traduit

Climate change is influenced by polluting gases resulting from human activities, including particularly the construction sector. To cope with this phenomenon, the ancient practice of earthen construction is an alternative. The use of earth as an alternative is also reinforced by the lack of aggregates (sand and stones) in the medium term in some part of the world given their high use. This research project conducted in the Quebec and Canadian context contribute to knowledge on this material and to another extend to the decrease and the fight against global warming.

The overall objective of the project is to study the technical feasibility of producing Quebec yellow earth concrete mixes for use in construction in Quebec. The exploratory experimental program consists of three interrelated phases describing the specific objectives of the study. The first phase is focused on soil characterization. The laboratory tests have been performed with the aim to evaluate the properties of the earth. The second phase determines the formulations for making earth concrete cylinders. The parameters determined in the first phase are used for this purpose. The third phase is related to the mechanical characterization of soil concrete specimens. The strength of 15 MPa and 1 MPa are expected for the mixes stabilized with portland cement at 28 days.

The main results obtained indicate that the organic matter of the fine part of the material is 10%. The soil gradation contains 4 % of clay and organic matter, 85 % of sand and 3 % of gravel. It is sandy with traces of gravel, silt and clay and its gradation curve is poorly graded with coefficients of uniformity (Cu) and of curvature (Cc) respectively 3.08 and 1.17. Its fineness modulus (FM) is 0.60. The earth concrete does not conform to the principles of standard concretes especially for curing and hydration reaction if necessary. The compressive strength of 0,11 to 0,95 MPa is low in contrast to the assumptions. They increase over time and hold steady after 56 days. The addition of metakaolin improved by about 100 % the compressive strengths. The results of ultrasonic tests confirm the same trend of increasing observed by performing the compression tests over a period of 90 days. Further research is needed to better understand the behavior of soils before they are used in construction in Québec.

Type de document: Mémoire ou thèse (Mémoire de maîtrise électronique)
Renseignements supplémentaires: "Mémoire présenté à l'École de technologie supérieure comme exigence partielle à l'obtention de maîtrise avec mémoire en génie de la construction". Bibliographie : pages 195-203.
Mots-clés libres: Constructions en terre. Construction Matériaux Propriétés mécaniques. Granulats Propriétés mécaniques. Béton Chimie. Béton Propriétés mécaniques. Pisé. Métakaolin. Constructions en terre Québec (Province) Construction Matériaux Aspect de l'environnement. jaune, béton de terre, pisé, caractérisation, essais mécaniques, bâtiments
Directeur de mémoire/thèse:
Directeur de mémoire/thèse
Ouellet Plamondon, Claudiane
Codirecteur:
Codirecteur
Nollet, Marie-José
Programme: Maîtrise en ingénierie > Génie de la construction
Date de dépôt: 05 avr. 2018 15:06
Dernière modification: 05 avr. 2018 15:06
URI: http://espace.etsmtl.ca/id/eprint/2026

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