Utilisation de la terre renforcée par des tiges de paille de riz comme matériau des éléments porteurs des bâtiments armés avec le rônier

Use of earth reinforced with stalks of rice's straw as a load-bearing material for buildings reinforced with roast wood

• Auteur / Autrice : Mariette tognonnoumi Adagbe
• Direction : Jean-Emmanuel Aubert, Mohamed Gibigaye
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 22/07/2021
• Etablissement(s) : Toulouse 3 en cotutelle avec Université d'Abomey-Calavi (Bénin)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés (Toulouse)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire matériaux et durabilité des constructions (Toulouse ; 1999-....)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Camille Magniont, Pascal Maillard
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Antonin Fabbri, Céline Perlot

Mots clés

Mots clés contrôlés

Construction durable

Riz -- Transformation

Composites

Mots clés libres

Matériau composite en terre crue

Résistances mécaniques

Entrevous en terre

Adhérence bois-terre

Poutres armées au bois

Raw earth composite material

Mechanical strengths

Earth hollow blocks

Wood reinforced beams

Wood-earth adhesion

Résumé

Les matériaux en terre crue sont utilisés dans le bâtiment depuis des millénaires et ceci dans tous les pays du monde. Ils se sont adaptés à l'évolution de la construction et à ses impératifs. Ils demeurent des matériaux à faible impact environnemental. Pour de multiples raisons, le matériau terre a connu un regain d'intérêt dans le contexte international actuel et ce développement est accompagné par un perfectionnement et une modernisation du procédé. Le Bénin dans son rapport de 2008 intitulé "Stratégie d'opérationnalisation et déclinaison en plans d'investissements sectoriels de la vision Bénin 2025", a prévu une intégration verticale d'une grappe BTP développant les matériaux locaux de construction. Cette politique vise la construction des logements confortables, modernes et à moindre coût par la valorisation des matériaux locaux de construction dont la terre. L'objectif de cette étude est de développer un principe constructif de plancher à poutrelles et entrevous en terre crue pour la construction de logements sociaux modernes. Les entrevous et le béton des poutrelles sont en composite terre, tiges de paille de riz et décoction de néré. Les armatures des poutrelles sont le rônier ou le pin. Un premier travail a consisté à stabiliser la terre par les tiges de paille de riz et de la décoction de néré (Parkia Biglobosa). La terre utilisée pour la formulation du composite est sablo-argileuse. Les proportions de tiges de paille de riz utilisées ont varié de 0 à 4% et la proportion de décoction de néré de 0 à 12%. L'analyse de la résistance en compression du composite a montré que cette dernière augmente avec l'ajout des tiges de paille de riz. Par contre, la décoction de néré à elle seule n'améliore pas la résistance en compression. La combinaison des tiges de paille de riz et la décoction de néré améliore la résistance en compression à partir de 6% de décoction ajoutée. L'étude de la durabilité du matériau composite retenu (2% de paille et 6% de décoction de néré) montre que le composite a une meilleure tenue dans le temps. Deux types d'entrevous (entrevous de 40 cm et de 50 cm) ont été confectionnés avec ce mélange et les entrevous obtenus peuvent être classés comme semi-résistants selon la norme EN 15037-3+A1. L'étude de l'adhérence bois/terre a été réalisée sur des éprouvettes cubiques constituée chacune d'une armature de bois noyée. Cette étude a montré que l'anatomie du rônier conduit à une bonne adhérence avec la matrice argileuse comparativement au bois pin et que les trous façonnés sur le bois pin augmente significativement la contrainte d'adhérence. La flexion 4 points a été réalisée sur différentes poutres. Dans cette partie de notre étude, la décoction de néré a été substituée par l'hexamétaphosphate de sodium (HMP). Il a été observé que l'HMP a un effet positif sur la résistance en flexion du béton de terre et la résistance en flexion des poutres augmente avec l'ajout d'armatures en pin ou en rônier. Les résultats ont également montré que la bonne adhérence des armatures à la matrice argileuse conduit à l'amélioration des résistances en flexion des poutres.

Raw earth materials have been used in construction for thousands of years in all countries of the world. They have adapted to the evolution of construction and its requirements. They remain low environmental impact materials. For a variety of reasons, the earth material knows today a renew interest in the current international context and this development is accompanied by an improvement and modernisation of the process. Benin in its 2008 report entitled "Strategy for the operationalisation of the Benin 2025 vision and its translation into sectoral investment plans", envisaged the vertical integration of a construction cluster developing local building materials. This policy aims to build comfortable, modern and low-cost housing for the population by using local building materials, including earth. The objective of this study is to develop a constructive principle of floor beams and raw earth hollow blocks for the construction of modern social housing. The hollow blocks and the concrete of the beams are manufactured using a composite of earth, stalks of rice's straw and "néré" decoction. The reinforcement of the beams is made of roast wood or pine. The first step was to stabilise the soil with stalks of rice's straw and "néré decoction" (Parkia Biglobosa). The soil used for the formulation of the composite is sandy-clay. The stalks of rice's straw were varied from 0 to 4% and the "nere" decoction was varied from 0 to 12%. The analysis of the compressive strength of the composite showed that it increased with the addition of stalks of rice's straw. However, the decoction itself alone did not improve the compressive strength. The combination of stalks of rice's straw and decoction improves the compressive strength from 6% added decoction. The study of the durability of the composite material optimised (2% straw and 6% decoction) shows that the composite has a better behaviour in time. Two types of hollow blocks were manufactured with the optimised composite, namely 40 cm and 50 cm, and all the hollow blocks obtained could be classed as semi-resistant according to EN 15037-3+A1. The study of wood/earth adhesion was carried out on cubic test specimens, each consisting of an embedded wood reinforcement. This study showed that the anatomy of the roast wood allows its good adhesion to the clay matrix compared to pine wood and that the holes shaped on the pine wood increase its adhesion stress. The 4-point bending was performed on differents beams. In this part of our study, decoction was substituted by sodium hexametaphosphate (HMP). It was observed that HMP has a positive effect on the bending strength of earth concrete. Moreover, the bending strength of the beams increased with the addition of pine or roast wood reinforcements. The results also showed that the good adhesion of the reinforcement to the clay matrix leads to the improvement of the bending strength of the beams.