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MINISTERE DE L'HABITAT ET DE L'URBANISME Centre National d'Etudes et de Recherc

MINISTERE DE L'HABITAT ET DE L'URBANISME Centre National d'Etudes et de Recherches Intégrées du Bâtiment RECOMMANDATIONS POUR LA PRODUCTION ET LA MISE EN OEUVRE DES BETONS DE TERRE STABILISEE Cité Nouvelle El-Mokrani - SOUIDANIA - ALGER 021 37 03 68 Fax : 021 37 04 31 Site : www.cnerib.edu.dz E-mail : cnerib@wissal.dz MINISTERE DE L'HABITAT ET DE L'URBANISME Centre National d'Etudes et de Recherches Intégrées du Bâtiment RECOMMANDATIONS POUR LA PRODUCTION ET LA MISE EN OEUVRE DES BETONS DE TERRE STABILISEE PREAMBULE La décision du Conseil des Ministres du 12 septembre 1984 portant développement des filières de constructions à base de matériaux locaux implique la mise en place du cadre normatif et réglementaire. Aussi, les présentes recommandations élaborées sur la base des essais en laboratoire et tenant compte de systèmes constructifs utilisés sur des opérations expérimentales, serviront-ils de support réglementaire aux constructions en B.T.S SOMMAIRE I - PRODUCTION DES BLOCS BTS.....................................................................5 1 - Introduction............................................................................................5 1.1 - Définition.........................................................................................6 1.2 - Avantages............................................................................................7 2 - Caractérisation des sols.........................................................................7 2.1 - Essais sur chantier.............................................................................8 2.2 - Essais de laboratoire..........................................................................9 3 - Technologie de production.....................................................................12 3.1 - Technique traditionnelle..................................................................12 3.2 - Technique améliorée........................................................................13 3.3 - Processus et matériel de production...............................................13 3.4 - La stabilisation................................................................................16 3.5 - Essais de contrôle.............................................................................18 II - MISE EN OEUVRE DES BLOCS BTS.............................................................20 1. Domaine d’application.....................................................................20 2. Conditions générales de conception..................................................20 3. Mortier de hourdage..........................................................................21 4. Montages des murs courants..............................................................22 5. Fondations......................................................................................25 6. Planchers........................................................................................26 7. Murs...............................................................................................27 8. Chaînages et linteaux.......................................................................29 9. Dispositions diverses.......................................................................32 ANNEXE....................................................................................................33 PRODUCTION DES BLOCS BTS I. INTRODUCTION Sa disponibilité, son faible coût ont fait de la terre dans la plupart des régions du globe, un des matériaux de construction les plus répandus et les plus anciens : plus de 6 millénaires attesté. Du point de vue technique, les constructions en terre traditionnelles présentent cependant deux caractéristiques particulièrement défavorables : 9 d’une part, la terre ne résiste pas à l’érosion dûe aux précipitations atmosphériques, 9 d’autre part, la terre tend à gonfler ou se rétracter en fonction des variations d’hygrométrie de l’air ambiant, ce qui peut mener à sa désagrégation après un certain nombre de cycles d’humidification, séchage. Le problème, que pose l’utilisation traditionnelle de la terre, est donc un problème de DURABILITE du matériau lui même, ou de son enduit de protection : il tend à se fissurer et à se décoller en raison de la mauvaise stabilité dimensionnelle du support dûe au comportement de l’argile plastique contenue dans la terre. En effet, deux caractéristiques de l’argile sont essentielles : La COHESION La cohésion est la force d’attraction moléculaire qui se développe entre les surfaces des particules argileuses qui sont en contact. La cohésion dépend donc de la teneur en argile du sol, elle dépend d’autre part, de la teneur en eau. La PLASTICITE et l’ECOULEMENT C’est un phénomène de déformation sans fissures ni changement de volume à teneur en eau fixée, qui permet la mise en forme. Par contre, la variation de la teneur en eau change le volume ainsi que la résistance à la compression. C’est ce problème de non « DURABILITE » qui explique en grande partie la désaffection actuelle des constructions traditionnelles en terre, malgré leur « qualité thermique » En Algérie, particulièrement, les blocs de « TOUB » plus fréquents que le pisé, font aujourd’hui figure de matériau « pauvre » en raison de leur mauvais comportement en présence d’eau (nécessité de réfection des toitures ou des enduits après chaque période de pluie), de leur résistance mécanique médiocre et de leur forme et aspect irréguliers. C’est pourquoi de nombreuses études ont été menées pour améliorer ce comportement de la terre en gardant ses qualités intrinsèques. 1.1. DÉFINITION Le mélange adéquat de terres à granulométrie étudiée, permet de tirer parti des caractéristiques respectives de chacun de ses composants pour obtenir à la fois un squelette rigide et une bonne cohésion : c’est le principe du béton de terre. Le compactage du mélange gâché permet d’améliorer notablement la résistance du produit. Enfin, l’adjonction de faibles quantités de stabilisants (chaux, ciment, bitume, …) permet de remédier de manière satisfaisante aux problèmes de sensibilité à l’eau. Ce mélange, stabilisé, compacté est appelé béton de terre stabilisé. Nota : Dans beaucoup de régions, il semble que le mot « terre » utilisé pour désigner un matériau de construction, reste associé à l’idée d’un habitat primitif redevable d’un entretien continuel et non pas à l’idée d’un habitat moderne auquel aspirent les populations. Pour cette raison, certain auteurs (cf. référence 1) préfèrent employer le terme « géobéton » ou parfois « sol ciment » au lieu de terre stabilisée, afin de montrer qu’il s’agit d’un matériau « nouveau » doté de bonnes caractéristiques mécaniques et qui permet la réalisation d’habitations suffisamment esthétiques et durables sans sujétion particulièrement contraignant d’entretien, ni nécessite de réfections fréquentes. 5 6 1.2. AVANTAGES Le confort thermique et le faible coût du matériau de base constituent les deux principaux avantages de l’utilisation du B.T.S. 1.2.1. Confort thermique Le béton de terre stabilisée présente des caractéristiques thermiques bien meilleurs que celles des bétons de ciment classiques. 1.2.2. Avantages économiques ¾ Economie sur les agrégats : le sol utilisé dans la composition du béton de terre stabilisée est dans la plupart des cas disponible localement La plupart des sols sont susceptibles d’être stabilisés et dans de nombreux cas, on peut envisager d’utiliser le sol extrait des fouilles de fondations. Il importe donc de tirer parti des avantages de ce type de matériau en proposant des solutions techniques permettant de palier aux trois inconvénients cités de la forme traditionnelle d’utilisation en construction, ce qui assurera en même temps un meilleur « fini » pour revaloriser l’image de ce matériau particulièrement intéressant dans les wilayate du Sud pour le confort thermique qu’il permet d’obtenir. ¾ Economie en ciment : le dosage en ciment des blocs et mortiers en BTS est plus faible que celui utilisé pour les parpaings et mortiers en ciment classiques. 2. CARACTÉRISATION DES SOLS La connaissance des caractéristiques du sol ou de la terre à stabiliser est un facteur très important. Des essais doivent être effectués pour : - vérifier l’aptitude du sol considéré à la stabilisation - déterminer ce type de traitement le mieux adapté du double point de vue de l’économie (type de stabilisant, pourcentage) et des performances techniques (résistance mécanique, tenue à l’eau). 2.1. ESSAIS SUR CHANTIER Certains essais, ne nécessitent aucun équipement spécial, peuvent fournir des renseignements : une classification approximative des sols et une appréciation de leur possibilité d’utilisation (examens oculaires, olfactifs, toucher, morsure) • Examen oculaire à la loupe : proportion des grosses particules sur éclat coupé au couteau - cristaux de gypse blanc brillant (présence de sulfates), éclat plus ou moins brillant - sol plutôt argileux ou plutôt limoneux. • Examen olfactif : les sols organique - à proscrire - dégagent une odeur caractéristique de moisi, surtout humides ou chauds. • Toucher : malaxage et effritement manuel : l’argile humide colle aux doigts, le sable est sec et rugueux. • Morsure : les terres argileuses sont onctueuses, lisses farineuses et collantes, les sables crissent sous la dent. • Teneur en eau : pour estimer la teneur en eau optimale, on peut prendre une poignée de terre gâchée et la laisser tomber d’une hauteur de 1,10m sur une surface. Si en arrivant au sol, elle se désagrége en 4 ou 5 morceaux, la teneur en eau est correcte. Si au contraire elle s’aplatit sans se désagréger la terre contient trop d’eau. Lorsqu’elle se pulvérise, la teneur en eau est insuffisante. • Essai de sédimentation simplifié : après deux agitations espacées d’un mélange de 1 volume de terre pour 3 volumes d’eau dans un flacon cylindrique et décantation pendant huit heures, on observe trois couches superposées de sable, limon, argile dont les hauteurs respectives indiquent grossièrement la proportion dans le sol considéré. 7 8 2.2. ESSAIS DE LABORATOIRE Les essais de laboratoire sont plus précis que ceux effectués sur chantier et permettent de déterminer de manière plus précise l’aptitude du sol à l’usage pour la construction et la méthode de stabilisation appropriée. 2.2.1. Analyse granulométrie Une granulométrie étalée (et régulière), c’est à dire un sol comportant non seulement de l’argile mais aussi du sable et des gravillons, est souhaitable (ce qui élargit la gamme des sols utilisables) en raison du rôle de squelette rigide joué par les sables et graviers et de la cohésion qu’apportent les argiles au mélange. La courbe granulométrique du sol analysé doit s’inscrire à l’intérieur du fuseau donné en figure. Fuseau limite Courbe granulométrique optimal B.T.S* 2.2.2. Etats de consistances conventionnels L’état de consistance d’un sol est défini par : 9 son indice de plasticité Ip 9 sa limite de liquidité WI 9 sa limite de plasticité de Wp 9 sa teneur en eau optimale (T.E.O) Il est recommandé de respecter les fourchettes suivantes - Indice de plasticité admissible : L’indice de plasticité IP maximum admissible est de 07 à 29% et le minimum admissible est de 2,5%. - Limite de liquidité admissible : La limite de liquidité uploads/Geographie/ recommandations-bts.pdf