ÉTUDE DES MÉCANISMES INTERNES LIES A LA STABILISATION DES SOLS FINS ARGILEUX A L’AIDE DE LA MÉLASSE DE CANNE A SUCRE.

Résumé

La mélasse de canne à sucre est souvent déversée sur les routes en terres dans le but de stopper le dégagement de la poussière. Elle a fait preuve d’un comportement cohésif remarquable sur les agrégats (particules fines) du sol de la ville de Nkayi (République du Congo). Cependant, les interactions entre le sol fin argileux et la mélasse de canne à sucre lié à la stabilisation du sol à l’aide de la mélasse de canne à sucre n’avaient pas encore fait l’objet d’une étude. Le but de notre étude étant la compréhension des interactions entre le sol fin argileux et la mélasse de canne à sucre au niveau de la microstructure, les bétons en terre stabilisés à 8%, 12% et 16% de mélasse de canne à sucre et un échantillon témoin sans mélasse de canne à sucre (0%) ont été soumis à plusieurs analyses. Les analyses macroscopiques nous ont permis de constater que la mélasse de canne à sucre est responsable de l’apparition des moisissures et des pré- cipités sur les galettes d’argile stabilisées. Elle ralentit et empêche la fissuration, elle augmente donc la cohésion granulaire du sol fin argileux. Elle a permis de réduire le co- efficient d’adsorption d’eau de 25% à 16%. Les résultats d’analyse MEB ont montré que la mélasse de canne à sucre agit sur la structure du sol fin argileux en faisant évoluer sa microstructure d’une microstructure de type matricielle aéré (échantillon sans mélasse de canne à sucre (0%)) à une microstructure de type agrégé (échantillon stabilisé à 8%, 12%, 16% de mélasse de canne à sucre). Les résultats d’analyse posimétriques par ad- sorption physique d’azote ont montré que la mélasse de canne à sucre réduit la porosité de diamètre <à 2 nm (micropore) et les mésopores de diamètre <à 12 nm. Cependant, elle semble avoir aucun effet sur les mésopores de diamètre > 12 nm. L’adsorption phy- sique d’azote a permis aussi de constater que la quantité de mélasse de canne à sucre dans les bétons en terre ne modifie pas l’allure de l’isotherme d’adsorption d’azote qui reste de type IV et une boucle d’hystérésis de type H 4 dans tous les bétons, ce qui justifie le mécanisme d’adsorption monocouche-multicouche avec condensation capil- laire et la présence des mésopores dans la structure des sols stabilisés. Les constituants organiques de la mélasse de canne à sucre occupent la surface externe accessible de l’argile du sol. Près de 53.10 8 molécules constituant la mélasse de canne à sucre occupent cette surface externe. La modélisation des déformations microstructurales des sols fins argileux non saturés, stabilisés à l’aide de la mélasse de canne à sucre, nous a permis d’obtenir le point de rupture, point minimal au-delà duquel les forces d’adhésion dans l’agrégat et entre les agrégats dans le sol ou matériau en terre deviennent faible pour assurer longtemps la cohésion entre les agrégats dans le matériau : P r (H r = 35,768%, e iag = 0,5262, e ag = 0,078, e ag/S = 0,0005262), et S = 146MPa, valeur de la succion définie par le point de rupture au-dessous de laquelle la cohésion des agrégats dans le matériau en terre est trop faible. Les analyses thermique ont montré que la dégradation thermique du sol stabilisé à l’aide de la mélasse de canne se déroule suivant cinq pics thermiques : 150◦C, 300◦C, 480-500◦C, 680◦C et 700◦C. La mélasse de canne à sucre n’apporte aucun changement à la structure de la kaolinite, car seuls les pics attribués à la kaolinite sont apparus dans les spectres DRX et infrarouge. Ce qui nous a conduit à suggérer que l’interaction entre les constituants de la mélasse de canne à sucre et le sol fin argileux est simplement physique. En somme, la mélasse de canne à sucre agit sur la microstructure du sol fin argileux en occupant les micropores et les mésopores. Elle interagit avec les particules du sol par mécanisme physique, avec pour conséquence l’amélioration des propriétés physiques et mécaniques du sol.

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