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Université Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou Faculté de Génie de la Construction Dé

Université Mouloud Mammeri de Tizi-Ouzou Faculté de Génie de la Construction Département De Génie Civil Mémoire de Fin D’études En vue de L’obtention du diplôme de Master en Génie Civil Option : STRUCTURE Thème : Etude comparative de l’utilisation du sable de dune en substitution du sable de rivière : cas des mortiers normalisés Réalisé par : Melle DAD Celia Dirigé par : M KHELIL. N (Promoteur) M OULD OUALI .M ( co-promoteur) Année Universitaire :2018/2019 I Remerciements Je tiens tout d’abord à remercier Dieu, le clément, le tout puissant, qui m’as mis sur le bon chemin et qui m’as donné la force et la patience d’accomplir ce Modeste travail. Je souhaite avant tout témoigner ma reconnaissance à Monsieur Khelil Nacim qui m’a fait confiance en acceptant de m’encadrer sur ce sujet. Je lui suis très reconnaissante de l’opportunité qu’il m’a donnée. Ses remarques pertinentes et son esprit de synthèse m’ont permis d’avoir une autre vision sur la problématique. J’estime avoir énormément appris à son contact. Je voudrais aussi que mon Co-encadreur Monsieur Ould Ouali Mohend, trouve ici mes meilleures salutations et ma reconnaissance pour son accueil chaleureux, son soutien, ses conseils et ses remarques importantes qui nous ont permis l’achèvement de ce travail. Je tiens à exprimer ma reconnaissance envers les membres du jury qui m’ont fait l’honneur de juger mon travail et m’ont généreusement fait part de leur remarques qui serviront à perfectionner ce travail. Mes plus sincères remerciements vont également aux responsables et personnels du Laboratoire Génie Civil, Université Mouloud MAMMERI de TIZI OUZOU, que j’ai côtoyé quotidiennement. Mes plus sincères remerciements vont également aux responsables et personnels du Laboratoire Composite et Mécanique des Matériaux-Unité de Recherche : Matériaux, Procédés et Environnement-Faculté : Sciences et Ingénieure- Université M’HAMED BOUGARA-Boumerdes Je remercie également Mr Maghelat le responsable du hall technologie et industriel d’Oued- Aissi ainsi que toute son équipe pour son accueil. Enfin, Je tiens à remercier chaleureusement ma famille et en particulier mes parents qui m’ont épaulée tout au long de mes études. II Dédicace Je dédie ce modeste travail : A ma très chère grand-mère Hammama qui n’a jamais cessé de prier pour moi. A mon très cher père que j’aime plus que tout et qui m’a toujours encouragée et qui croit en moi, merci au meilleur papa du monde. A ma très chère mère qui me soutient dans le bonheur comme dans la douleur, qui me comprend mieux que quiconque. Tous les trois ont éclairé mon chemin en me tenant la main tout au long de mes années d’étude « Que Dieu me les garde ». A ma très chère sœur Lylia et son mari Said ainsi que leurs enfants Aris et Aline. A mon très cher frère Aghilas et sa femme Lydia. A toute la famille DAD ainsi que BERROUCHE. A ma copine Lylia MEZIANE qui m’a aidée tout au long de ce travail. A mes amies : lysa Cherifi,Dylia …. A tous ceux que j’aime CELIA DAD . III Résumé Ce présent travail de recherche a consisté en l’étude du comportement mécanique des mortiers normalisés en utilisant le sable de dune en substitution du sable de rivière et qui se trouve de manière abondante dans l’Algérie (60% du territoire du pays). Ce sable présente des caractéristiques qui permettent d’entrevoir une valorisation dans le domaine de la construction sous forme de mortier pour maçonnerie. L’objectif de ce travail était d’évaluer expérimentalement l'influence du sable de dune, sur le comportement mécanique des mortiers normalisés. Un programme expérimental a été mené sur un échantillonnage de diamètres de granulats de sable de dune et de sable Alluvionnaire ([0.2-0.315SD] –[0.315-0.5SD] -[0.5-0.63SD] -[0.315-0.5SR] -[1-1.25SR] -[3.15-4SR]), à travers des essais notamment de mesures de résistance à la compression et traction par flexion à raison de trois éprouvettes par essai. Afin de valoriser l'utilisations du sable de dune du sud algérien qu'est abondant en quantité quasi-inépuisable à la place du sable de rivière peu disponible sur le marché et dont l’utilisation est un impact environnemental négatif du fait de sa surexploitation importante. Cette étude a permis de montrer les performances mécaniques quasi-similaires des mortiers normalisés à base de sable de dune à celles des mortiers à base de sable alluvionnaire. Mots-clefs: mortier normalisé, sable de dune , comportement mécanique, sable alluvionnaire, ultrason IV Abstract : The present research work consisted in the study of the mechanical behavior of standardized mortars using dune sand as a replacment to river sand, and which is found in abundance in Algeria (60% of the country). This sand has characteristics that allow a possible valorization in the construction field in the form of masonry mortar. The objective of this work was to experimentally assess the influence of dune sand, on the mechanical behavior of standardized mortars. An experimental program was carried out on a sampling of aggregate sizes of dune and alluvium sand ([0.2-0.315SD] - [0.315-0.5SD] - [0.5- 0.63SD] - [0.315-0.5SA] - [1-1.25SA] - [3.15-4SA]), particularly through tests measurements of compressive and flexural tensile on three test specimens each. In order to enhance the use of sand from the dunes of southern Algeria, which is abundant in almost inexhaustible quantities, instead of river sand which is very little available on the market and which use has a negative environmental impact due to its significant over-exploitation. This study allowed to show the almost similar mechanical performances of standardized mortars based on dune sand with those of mortars based on alluvium sand. Keywords : standardized mortar, dune sand, mechanical behavior, alluvium sand, ultrasound V SOMMAIRE Remerciements .................................................................................................... I Dédicace ............................................................................................................. II Résumé ............................................................................................................. III Abstract ............................................................................................................... IV Sommaire...............................................................................................................V Liste des figures ……………………………………………………………………………………………..VIII Liste des tableaux ............................................................................................... XII Abréviation..........................................................................................................XIV Introduction générale ......................................................................................... 1 Partie I : Synthèse bibliographique Chapitre I : Synthèse bibliographique I.1 Introduction ................................................................................................... 3 I. 2. Classification et types des mortiers ............................................................ 4 a. La nature………………………………………………………………………………………………………..4 b.En fonction de leur masse volumique. ............................................................. 5 c.Suivant leur emploi .......................................................................................... 6 I.3.Propriétés de mortiers ................................................................................... 7 I.3.1.La fluidité .................................................................................................... 7 I.3.2.La maniabilité ............................................................................................. 7 I.3.2.Le pouvoir de rétention d'eau ..................................................................... 7 I.3.3.La résistance mécanique d'un mortier ........................................................ 8 I.4.Composition d'un mortier .............................................................................. 8 I.4.1.Ciment ......................................................................................................... 8 I.4.1.1.Constituants principaux ........................................................................... 9 I.4.1.2.Constituants secondaires ........................................................................ 13 I.4.1.3.Principe de fabrication des ciments courants .......................................... 14 I.4.2. Différents types de ciment courants .......................................................... 20 I.4.3.Les caractéristiques physique du ciment Portland ..................................... 23 I.4.3.1.Le comportement physico-chimique de la pâte ....................................... 23 I.4.3.2. Caractéristiques chimiques du ciment .................................................... 30 I.4.3.3. Caractéristiques mécaniques des ciments courants .............................. 31 VI I.4.2.Sable .......................................................................................................... 32 I.4.3.L'eau ........................................................................................................... 32 I.4.4.Les adjuvvants ............................................................................................ 33 a.Adjuvant fonction réducteur d'eau.................................................................. 33 b.Adjuvant fonction accélérateur de prise ......................................................... 34 c.Adjuvant fonction retardateur de prise ........................................................... 35 d.Adjuvant fonction entraineur d'air .................................................................. 36 e.Adjuvant fonction hydrofuge de masse ........................................................... 36 I.5.Les techniques particulières de mise en oeuvre ............................................ 37 Chapitre II : LES GENERALITES SUR LES SABLES II.1. Introduction .................................................................................................... 39 II.2. Granulats ........................................................................................................ 39 II.2.1.Définition ..................................................................................................... 39 II.2.2.Différents types de granulats ....................................................................... 39 A. Granulats naturels courants .............................................................................. 40 B. Granulats artificiels .......................................................................................... 41 II.2.3.Les sables ..................................................................................................... 42 II.2.3.1 Classification des sables .......................................................................... 42 II.2.3.1.1.Granulométrie ....................................................................................... 42 II.2.3.1.2.Propreté .................................................................................................. 43 II.2.3.1.3.Nature minéralogique ........................................................................... 43 II.2.3.2.Les types des sables selon leur provenances ........................................... 43 II.3.Les sables de dunes ......................................................................................... 44 II.3.1.Définition .................................................................................................... 44 II.3.2.Nature de sable de dune .............................................................................. 44 II.3.2.1.Mécanismes de formation. ........................................................................ 44 II.3.2.2.Types de dunes ......................................................................................... 44 II.3.3.Physique des dunes ..................................................................................... 45 II.3.4.Diverses utilisations ..................................................................................... 46 VII II.3.5.Critères d'acceptabilité des sables pour leur emploi en construction .......... 47 II.4.Caractéristiques principales des sables. .......................................................... 48 A. Caractéristiques géométriques ........................................................................ 48 B. Caractéristique physiques ................................................................................ 52 Partie II : Volet Expérimental Chapitre III : Techniques Expérimentales III.1. Introduction .................................................................................................. 58 III.2. Matériaux utilisés ......................................................................................... 59 III 2.1. Le ciment (C E M II /B –L 42 ,5N) ........................................................... 59 III.2.2 Le Sable ..................................................................................................... 60 III.2.2.1. Masse volumique absolue ...................................................................... 61 III.2.2.2. Masse volumique apparente ................................................................... 61 III.2.2.3. Equivalent de sable ................................................................................. 62 III.2.2.4. Analyse granulométrique par tamisage ................................................. 66 III.2.3. Eau de gâchage .......................................................................................... 69 III.3. Formulation et conservation des éprouvettes .............................................. 69 III.3.1 Formulation ............................................................................................... 69 III.3.2. Le malaxage .............................................................................................. 71 III.3.3. Procédure expérimentale ........................................................................... 72 III.3.3.1 Préparation des éprouvettes et déroulement des essais ........................... 72 III.3.3.2 Confection des éprouvettes ..................................................................... 72 III.3.3.2.1. Malaxage du mortier ........................................................................... 72 III.3.3.2.2. Remplissage et conservation des moules ........................................... 73 III.3.3.3. Caractérisation des différentes compositions ........................................ 75 III.3.3.3.1. Essai non destructif ............................................................................. 75 III.3.3.3.2. Essais de caractérisation du BFUP à l’état durci ............................... 77 III.3.3.3.2.1. Résistance à la flexion ..................................................................... 77 VIII III.3.3.3.2.2. Résistance mécanique à la compression .......................................... 79 III.4. Conclusion .................................................................................................... 81 Chapitre IV : Résultats et analyses IV.1. Introduction .................................................................................................. 82 IV.2. Les propriétés physico-mécaniques ............................................................ 82 IV.2.1. Résultats des masses des bétons durcis .................................................... 82 IV.2.2. Contrôle non destructif .............................................................................. 85 IV.2.2.1 Résultats des essais d’auscultation sonore ............................................. 85 IV.2.3. Essais à l’état durci ................................................................................... 89 IV.2.3.1Résultats des résistances à la compression à 60 jours ............................ 89 IV.2.3.2 Résistance à la flexion 3 Pts .................................................................... 92 IV.2.3.3. Résultats des essais de Flexion 4 point .................................................. 98 Conclusion générale ............................................................................................ 102 Références bibliographiques………………………………………...…………103 uploads/Geographie/ dad-celia-pdf 1 .pdf