Contribution à la diminution des casses dans la production des briques de terre cuite à la PROMOBAT

III-2 : LES MÉTHODES EXPÉRIMENTALES

111-2-1 : Caractérisation des matériaux argileux

Les matériaux argileux AE et AN ont fait l'objet d'une caractérisation préliminaire : l'analyse granulométrique (tamisage humide et sédimentométrie), et la détermination des limites d'Atterberg.

III-2-1-1 : Analyse granulométrique par tamisage humide

Elle consiste à séparer les différentes fractions et à les évaluer en pourcentage pondéraux de l'ensemble de l'échantillon [15].Chaque matériau argileux est d'abord séché dans l'air atmosphérique, puis étuvé à 105°C pendant 24h. Par la suite, 500g de matériau sont pesés, trempés dans l'eau pendant 24h, puis passés à travers une colonne de tamis : 2 et 1,6 mm, puis 500,400,200,125,et 100 um. Après plusieurs lavages, les tamis, contenant les refus sont séchés à l'étuve pendant 24h à 105°C. Les différentes fractions sont calculées par pesée. Pour finir, la proportion de particules inférieures à 100 um est retenue pour effectuer l'analyse granulométrique par sédimentométrie.

III-2-1-2 : Analyse granulométrique par sédimentométrie

Cette analyse permet de déterminer le pourcentage de particules argileuses dans un matériau. Dans l'étude des sols, on désigne par argile la fraction de matériau comprenant des éléments de diamètres inférieurs à 2 um, et séparés au cours de l'analyse mécanique [16].

a) Principe

Le principe de la sédimentométrie est basé sur la loi de Stockes qui mesure la vitesse (v) de décantation des particules sphériques dans un milieu visqueux sous l'influence de la force de gravitation et de la résistance du milieu [17,18]. Cette vitesse est donnée par la relation :

V =

d ²(ñ s-ñL)

n

18

d = diamètre des particules(um),

Ps= masse volumique des particules (g/cm³),

PL= masse volumique du milieu visqueux (g/cm³), n = viscosité (poise),

19

v = vitesse (m/s).

Si pendant un temps t(seconde) les particules ont sédimenté d'une hauteur Ht(cm), la vitesse de ce mouvement est égale à Ht/t

b) Mode opératoire

20,0g de matériau sec sont pesés et introduits dans une éprouvette A. Par la suite, 30cm³ de solution d'hexamétaphosphate de sodium à 5% et 200 cm³ d'eau déminéralisée sont ajoutés, puis le tout est agité manuellement. Après un repos de 24 h, on agite à nouveau pendant 10 minutes et le volume de la solution de l'éprouvette A est complété à 1000 cm³ avec l'eau déminéralisée. De la même manière, on prépare une autre solution dans l'éprouvette B : 30 cm³ de solution d'hexamétaphosphate de sodium à 5%, complété à 1000 cm³ avec l'eau déminéralisée. Les éprouvettes A et B sont placées dans un bain d'eau froide afin d'uniformiser la température. Le densimètre est d'abord introduit dans l'éprouvette B, et, concomitamment on agite vigoureusement la solution de l'éprouvette A. Aux différents instants, après avoir effectué la lecture de B, le densimètre est enlevé et introduit doucement dans l'éprouvette A et la lecture est à nouveau effectuée. A chaque lecture du densimètre, la température est aussi mesurée dans le bain d'eau froide.

c) Calculs
· Calcul des diamètres équivalents (dy)

La loi de Stockes étant établie pour les grains sphériques, le résultat de la mesure ne peut correspondre qu'aux diamètres équivalents. En prenant le temps en minutes, dy en micromètre et ñ_s en g/cm³, nous avons :

2

) dy

d'où dy=

10⁸

3 . 1 0 ⁷nHt

g( ñ s -1)t

H t = g( ñs -1

60 t 18nx

La masse volumique du matériau n'étant pas connue, nous avons pris ñ_s = 2,65 g/cm3 qui est celle du quartz [ 17,18].

A 25°C n = 0,0090 poises g=981 cm/s²

H _t = H 0 - D(A + C_m)-¹ ,C

_L e

H0 = distance du centre de gravité du volume du bulbe du densimètre à la division 1000 ;

20

D = longueur d'une division,

C_m = hauteur du ménisque en fraction de division, mesurée sur l'éprouvette due à l'introduction du densimètre.

· Calcul des pourcentages cumulés (Y%)

A l'instant t(min) et à la profondeur Ht(cm), on ne trouve que des particules de dimensions inférieures ou égales à dy. Le pourcentage de ces particules s'obtient suivant la formule

0 _Vñs × R

0-- -1 1 0

Pñs

Y

R = lecture de A -lecture de B (en nombre de divisions),

V = volume de la suspension (cm³),

P = masse sèche des grains contenus dans la suspension (g).

La lecture dans A ou B est effectuée après 0.5, 2,5,10,30 minutes et 1,2,3,5, 24 heures.