III.1.
Porosité et masse volumique
Le tableau 3.4 présente les propriétés
physiques du composite.
Tableau 3.4:
propriétés physiques des composites argile-Sissongo
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Formulation
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Porosité (%)
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ñ réelle (g/cm)
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ñ apparente (g/cm)
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AS0 (0 % fibres)
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13,97
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1,883
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1,62
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AS10f (10 % fines)
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29,78
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1,659
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1,17
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AS10g (10 % grossières)
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20,41
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1,651
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1,31
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L'incorporation de fibres augmente significativement la
porosité des composites : de 13,97 % (AS0) à 29,78 % (AS10f) et
20,41 % (AS10g). Cette augmentation de porosité est attendue pour deux
raisons : (1) les fibres végétales, en s'incorporant dans la
matrice argileuse, créent des interfaces et des vides qui augmentent la
porosité globale ; (2) les fibres hygroscopiques absorbent l'eau lors du
malaxage, puis libèrent cette eau lors du séchage, créant
des pores supplémentaires.
La porosité plus élevée de AS10f par
rapport à AS10g est surprenante et mérite une analyse
approfondie. Les fibres fines, en raison de leur surface spécifique plus
élevée, absorbent proportionnellement plus d'eau lors du
malaxage, ce qui génère davantage de pores lors du
séchage. De plus, les fibres fines peuvent former des agglomérats
plus difficiles à disperser homogènement, créant des zones
locales de forte porosité.
Du point de vue des exigences pour les tuiles de toiture, la
porosité de AS10f (29,78 %) dépasse le seuil maximal de 25 %
souvent retenu pour les tuiles en terre cuite. La porosité de AS10g
(20,41 %) est dans la gamme acceptable. La porosité de AS0 (13,97 %) est
la plus faible et la plus favorable, mais le MRF insuffisant de cette
formulation sans fibres en limite l'intérêt. Ces résultats
indiquent que l'optimisation de la formulation (taux de fibres,
granulométrie, procédé) est nécessaire pour
satisfaire simultanément les exigences de résistance
mécanique et de porosité limitée.
III.2 Retrait au séchage
Le tableau 3.5 présente les résultats du retrait
au séchage du composite.
Tableau 3.5: retrait au
séchage des composites argile-Sissongo
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Formulation
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Retrait radial (%)
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Retrait longitudinal (%)
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AS0 (0 % fibres)
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18,67
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13,23
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AS10f (10 % fines)
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15,78
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4,97
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AS10g (10 % grossières)
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23,19
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9,10
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Les résultats de retrait montrent des tendances
complexes. Pour le retrait longitudinal, l'incorporation de fibres est
bénéfique : il diminue de 13,23 % (AS0) à 4,97 % (AS10f)
et 9,10 % (AS10g). Les fibres de Sissongo jouent ici leur rôle classique
de limiteur de retrait : en s'opposant mécaniquement au retrait de la
matrice argileuse, elles réduisent les contraintes de traction internes
qui génèrent les fissures longitudinales.
En revanche, le retrait radial augmente pour AS10g (23,19 %
contre 18,67 % pour AS0), ce qui est contre-intuitif. Cet effet pourrait
être lié à l'anisotropie d'orientation des fibres
grossières dans les éprouvettes : les fibres s'alignant
préférentiellement selon l'axe longitudinal lors du coulage,
elles bloquent davantage le retrait longitudinal que radial, transférant
les contraintes de retrait vers la direction radiale. Ce
phénomène d'anisotropie de retrait a été
documenté par Laborel-Préneron et al. [24] pour des composites
argile-paille.
Les valeurs de retrait obtenues (4,97 à 23,19 % selon
la direction et la formulation) sont généralement
élevées, ce qui s'explique par la très haute
plasticité de l'argile grise (IP = 125 %). Une argile moins plastique
(IP 20-40 %), ou une stabilisation partielle à la chaux ou au ciment,
permettrait de réduire significativement ces retraits et
d'améliorer la stabilité dimensionnelle des tuiles.
Nous avons présenté le récapitulatif des
propriétés mécaniques et physiques étudiés
dans le tableau en (annexe B).
Figure 3.3: porosité et masse volumique
apparente des composites(b); retrait radial des composites(c); retrait
longitudinal des composites(d)
IV. PROPRIETES THERMOPHYSIQUES DES COMPOSITES
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