II.1 Module de rupture en flexion
Les résultats de l'essai de flexion trois points pour
les trois formulations sont présentés dans le Tableau 3.3.
Tableau 3.3: résultats
mécaniques des trois formulations de composites argile-Sissongo
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Formulation
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MRF (MPa)
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Déf. flexion (-)
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Ef (MPa)
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Dureté Shore D
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AS0 (0 % fibres)
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0,953
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0,014
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66,37
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47,69
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AS10f (10 % fines)
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1,485
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0,017
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80,83
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36,00
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AS10g (10 % grossières)
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1,772
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0,017
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57,54
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31,44
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L'incorporation de 10% de fibres de Sissongo améliore
très significativement le module de rupture en flexion des composites.
Par rapport à la matrice argileuse pure (MRF = 0,953 MPa), on observe un
gain de +55,8 % pour les fibres fines (MRF = 1,485 MPa) et de +85,9 % pour les
fibres grossières (MRF = 1,772 MPa). Ce résultat confirme
l'hypothèse H2 et démontre l'efficacité des fibres de
Sissongo comme renfort mécanique dans la matrice argileuse.
Le fait que les fibres grossières ([0,7-20 mm])
améliorent davantage le MRF que les fibres fines ([0-0,7 mm]) peut
être expliqué par deux mécanismes : (1) les fibres longues
présentent un facteur de forme (L/D) plus élevé,
favorisant un meilleur ancrage mécanique dans la matrice et un transfert
de charge plus efficace ; (2) les fibres longues jouent un rôle de
pontage de fissures (crack bridging) plus efficace, s'opposant à la
propagation des fissures de séchage et de flexion. Ce mécanisme
est bien documenté dans la littérature pour les composites
à base de terre crue [10, 21].
Du point de vue de l'application en tuile de toiture, le
résultat le plus important est que le composite AS10g atteint un MRF de
1,772 MPa, qui dépasse le seuil minimal de la norme NF
EN 1304 (> 1,50 MPa) pour les tuiles en terre cuite. Le
composite AS10f, avec un MRF de 1,485 MPa, est très proche de ce seuil.
Ces résultats sont donc encourageants quant à la
faisabilité de tuiles argile-Sissongo mécaniquement conformes aux
exigences normatives.
Comparés aux travaux de la littérature, les MRF
obtenus sont dans la gamme des composites argile-fibre développés
en Afrique. Agbossou [20] rapporte des MRF de 1,2 à 2,4 MPa pour des BTC
renforcées de fibres de sisal au Bénin, et Sawadogo et al. [31]
obtiennent des résistances de 1,5 à 2,0 MPa pour des composites
ciment-Cenchrus purpureus au Burkina Faso. Les résultats de la
présente étude sont cohérents avec ces
références africaines.
II.2 Déformation en flexion et module
d'élasticité
La déformation à la rupture en flexion augmente
légèrement de 0,014 (matrice pure) à 0,017 (composites
à 10% de fibres des deux fractions), indiquant que les fibres
améliorent légèrement la ductilité du
matériau. Cette augmentation de ductilité est attendue pour des
composites à fibres courtes dans une matrice fragile : les fibres, en
pontant les microfissures, permettent au matériau de se déformer
davantage avant rupture catastrophique.
Le module d'élasticité en flexion
présente une évolution non monotone : il augmente de 66,37 MPa
(AS0) à 80,83 MPa (+21,8 %) pour les fibres fines (AS10f), puis diminue
à 57,54 MPa (-13,3 %) pour les fibres grossières (AS10g). Ce
comportement peut s'expliquer par les effets antagonistes de l'incorporation de
fibres sur la rigidité : d'un côté, les fibres rigides (Ef
= 3 757 MPa) augmentent la rigidité de la matrice par effet de renfort ;
de l'autre, l'augmentation de la porosité (voir section 3.3.1) avec les
fibres grossières diminue la densité et la rigidité du
matériau. Pour AS10g, l'effet de porosification l'emporte sur l'effet de
renfort.
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