ÉTUDE EXPÉRIMENTALE ET MODÉLISATION THÉORIQUE DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE D'UN MORTIER INCORPORÉ DE FIBRES DE PSEUDO TRONC DE BANANIER.

Résumé

Les enjeux économiques liés à la hausse des coûts des ressources fossiles, leur raréfaction, et les impacts environnementaux inhérents à leur fabrication et à leur utilisation, conduisent les acteurs de la construction à s’orienter vers des matériaux biosourcés. Les ressources issues de la biomasse sont alors au premier plan, celles agricoles notamment, dont les fibres provenant des tiges des plantes. Parmi ces fibres, celles de pseudo tronc de bananier se démarquent en raison de leurs propriétés mécaniques élevées et leur faible densité, ainsi que leur disponibilité au grand sud du Cameroun. L’objectif de cette étude est de développer un matériau composite innovant par l’association des fibres de pseudo tronc de bananier à une matrice cimentaire, qui sera utilisé comme bloc de maçonnerie et/ou enduit pour la construction. Après la caractérisation des fibres de pseudo tronc de bananier, nous avons d’abord décrit en détail l’élaboration des mortiers bio fibrés avec un focus sur la méthodologie de formulation. Puis nous avons analysé l’influence de l’incorporation des fibres de pseudo tronc de bananier sur les propriétés rhéologiques (air occlus, consistance) et physico mécaniques. Les propriétés physiques (porosité, densité, conductivité thermique, absorption capillaire) et mécaniques (contraintes à la rupture, module d’élasticité, adhérence) ont été mesurées par des essais de flexion, de compression et d’adhérence à l’état durci. Ces résultats montrent nettement que la présence des fibres de pseudo tronc de bananier réduit de façon importante les propriétés technologiques des pâtes cimentaires, du fait de la sensibilité des fibres au milieu très alcalin et de leur caractère fortement hydrophile. Bien que la présence des fibres dans le mortier ait permis d’améliorer certaines propriétés des mortiers notamment les propriétés thermiques, ils n’ont pas permis d’améliorer considérablement les propriétés mécaniques et même physiques. Il apparaît donc nécessaire de recourir à d’autres méthodes d’extraction afin d’améliorer les caractéristiques de ces mortiers. Ainsi, de nouvelles formulations de mortiers sont proposées, dans lesquelles les fibres ont été traitées au NaOH, ce qui a permis d’améliorer considérablement les propriétés des mortiers. Étant donné l’absence de normes dans la formulation de tels mortiers, des modèles prédictifs ont été mis sur pied afin de prédire le comportement thermique et mécanique des mortiers en fonction de la formulation et du taux de fibres dans le mortier. Ces modèles ont montré des résultats proches de ceux obtenus aux laboratoires et les résultats donnés par les modèles établis étaient de plus en plus proche de ceux du laboratoire au fur et à mesure que le teneur en fibres dans le mortier était croissant ; ce qui est encourageant pour les travaux futurs liés aux mortiers cimentaires contenant les fibres de pseudo tronc de bananier.

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