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COURS DE MATERIAUX DE CONSTRUCTION Par NDAYISHEMEZE Brice - Simplice, Maître As

COURS DE MATERIAUX DE CONSTRUCTION Par NDAYISHEMEZE Brice - Simplice, Maître Assistant UNIVERSITE SAGESSE D’AFRIQUE (USA) BAC II - GENIE CIVIL USA Construisons avec des Matériaux de Construction étudiés GC II Par Msc. Ir. NDAYISHEMEZE Brice-Simplice 1 COURS DE MATERIAUX DE CONSTRUCTION CHARPENTE DU COURS CHAP I : GENERALITES SUR LES MATERIAUX DE CONSTUCTION CHAP II : LES MATERIAUX DE CONSTRUCTION EN PIERRES NATURELLES CHAP III : LES MATERIAUX DE CONSTRUCTION EN PIERRES ARTIFICIELLES CHAP VI : LES MORTIERS ET LES BETONS CHAP V : LES MATERIAUX METALLIQUES CHAP VI : LES MATERIAUX CERAMIQUES CHAP VI : LES MATERIAUX CALORIFIQUES ET PHONIQUES CHAP VII : LES LIANTS ORGANIQUES CHAP IX : LE BOIS CHAP X : LES PEINTURES «Construisons avec des Matériaux de Construction étudiés» USA Construisons avec des Matériaux de Construction étudiés GC II Par Msc. Ir. NDAYISHEMEZE Brice-Simplice 2 Préambule Parmi les dix chapitres proposés, on va faire ensemble huit chapitres et les deux autres seront exposés par les étudiants qui seront répartis en groupe : CHAP III : LES MATERIAUX DE CONSTRUCTION EN PIERRES ARTIFICIELLES CHAP VI : LES MATERIAUX CERAMIQUES Chaque étudiant sera appelé à faire un résumé de ces deux chapitres exposés par ses collègues afin de concevoir son propre syllabus. Remarque : Le chapitre I, GENERALITES SUR LES MATERIAUX DE CONSTUCTION, il faudra consulter les notes prises en classe. USA Construisons avec des Matériaux de Construction étudiés GC II Par Msc. Ir. NDAYISHEMEZE Brice-Simplice 3 CHAP II : MATERIAUX DE CONSTRUCTION EN PIERRES NATURELLES 2.1. Classification  Voir le cours de Géologie de l’Ingénieur (Type de roches) 2.2. Les pierres 2.2.1. Exploitation Les pierres sont exploitées en carrières et l’exploitation est faite selon la dureté de la pierre et selon que le gisement se trouve à la surface ou en profondeur. On distingue : • La carrière à ciel ouvert • La carrière souterraine On peut dire en général que les carrières souterraines ne sont ouvertes que dans les bancs de pierres tendres Pour les pierres tendres, l’exploitation à ciel ouvert se fait en dégageant la masse de la pierre à l’aide de la pioche et par après en introduisant les coins en acier dans les lits horizontaux. Pour la pierre dure, l’exploitation à ciel ouvert se fait de la manière suivante : On enlève la découverte et on arrive à la bonne pierre de construction qui sera extraite selon la méthode de gradins. Ce mode d’extraction comporte les opérations suivantes : • On profite de l’existence de failles verticales ou de stratification horizontale pour décoller les masses de pierre ; • Le tranchage : L’opération consiste à débiter en blocs facilement transportables les masses décollées par l’opération précédente. • Equarrissage : L’opération consiste à donner sur chantier la forme définitive aux blocs de pierre. L’exploitation souterraine se fait soit par attaque de la masse au moyen des galeries (chemin ou passage souterrain), soit par l’intermédiaire des puits verticaux à l’intérieur desquels rayonnent des galeries horizontales. Pour extraire un bloc, on retranche verticalement et horizontalement au moyen de lames de carrières et de haveuses. 2.3. Essais chimiques, physiques et mécaniques 2.3.1. Essais chimiques Ces essais se bornent en général à déterminer si la pierre est attaquée ou pas par l’acide chlorhydrique à froid (HCl). Les pierres sont ainsi Classées en 3 catégories : • Pierres attaquées par l’HCl Ex : Calcaire, dolomite, travertin et toutes les roches carbonatées USA Construisons avec des Matériaux de Construction étudiés GC II Par Msc. Ir. NDAYISHEMEZE Brice-Simplice 4 • Pierres peu attaquées par l’HCl Ex : Grès • Roches inattaquables : près que toutes les roches volcaniques Ces essais se font surtout lorsque ces matériaux sont appelés à être exposés dans des atmosphères pollués ou les grandes villes industrielles. L’un des matériaux de construction qui est très attaqué par les eaux agressives est l’ardoise. La qualité de l’ardoise est déterminée en versant dessus quelques gouttes de HCl : • S’il n’y a pas d’effervescence (montée des bulles), c’est que la pierre est entièrement schisteuse. • Si l’effervescence est lente, cela montre qu’il y a une présence de carbonate de magnésium. • S’il y a une vive effervescence, la pierre a une teneur élevée en carbonate de calcium et c’est une mauvaise ardoise pour la couverture. 2.3.2. Essais physiques Pour plusieurs matériaux, il est important à déterminer : • La densité • Volume • Perméabilité • La porosité • Poids spécifique Les pierres qui ne répondent pas aux essais physiques peuvent présenter des défauts suivants : 1. Fils ou poils : Le fil est une matière sous forme de terre entrée dans la pierre et qui fait que la pierre absorbe de l’eau et la fissure peut conduire à l’éclatement de la pierre. 2. Arêtes irrégulières : la pierre est dite graveleuse et éclate à l’humidité ou sous le choc d’un outil 3. Fissures : une pierre fissurée est à rejeter sur un chantier de construction 4. Clous : Ce sont des parties très dures, disséminées (éparpillées) dans la pierre et qui conduisent au refus de la pierre sur un chantier de construction parce qu’elle est très difficile à tailler ou risque d’éclater au contact d’un outil La pierre est dite hygroscopique lorsqu’elle absorbe de l’eau par capillarité et qu’elle se désagrège sous l’influence de la gelée. Une pierre difficile à travailler, dure et cassante est dite pierre fière 2.3.3. Essais mécaniques Ces essais se font sous des éprouvettes présentant des degrés d’imbibition (teneur en eau) bien déterminés. • Saturation naturelle : Lorsque après deux pesés effectués sur la pierre 24h) on a la même valeur, on dit que la roche a atteint son degré de saturation naturelle ; USA Construisons avec des Matériaux de Construction étudiés GC II Par Msc. Ir. NDAYISHEMEZE Brice-Simplice 5 • Ecrasement : L’essai de l’écrasement est important parce qu’il donne une indication que l’on peut attendre d’une pierre. Le taux de travail admis est généralement égal à 1/10 de la résistance à l’écrasement. Une pierre dure se rompt suivant une série de plans parallèles à la direction de l’effort exercé sur l’éprouvette. Une pierre tendre se rompt suivant des plans obliques qui déterminent à un moment donné dans la masse 2 troncs de prisme opposés dans la petite face. • Poinçonnement : C’est un phénomène de compression localisé et qui se réalise à l’aide des poinçons. La résistance au poinçonnement pour une pierre est différente de la résistance à la compression. Celle du poinçonnement est beaucoup plus grande que la résistance à la rupture par compression. • Adhérence : Le pouvoir adhérent d’une pierre s’exprime par l’effort qu’il faut exercer pour séparer la face de la pierre de la force de ciment apportée en unités de surface. • Essai à l’usure : L’essai se pratique sur les pierres susceptibles d’être utilisées en revêtement du sol : dallage, pavage, carrelage, revêtement routier, etc. On soumet les éprouvettes à des épreuves d’usure par flottement, par choc ou par écrasement. 2.4. Utilisation de la pierre naturelle La pierre est plus que tout autre le matériau dans le temps. Elle offre cette particularité grâce à ses qualités, possibilités variées d’emploi qui permettent de l’adapter aux différentes formes d’architecture, de lui faire suivre l’évolution des techniques, les conditions économiques des époques si variables dans le temps. Elle constitue des éléments porteurs comme les murs, les piliers, les arcs, les voûtes. Avec l’emploi du BA, la pierre a subi quelque peu une éclipse passagère qui a fait que son emploi s’est développé beaucoup plus au matériau d’habillage que comme un matériau porteur. Le Burundi possède pas mal de gisement. On peut dire que seule la pierre est un matériau de construction qui ne nécessite aucune utilisation de combustibles pour sa préparation. 2.5. Pierre comme matériau dans la construction des murs et dans les fondations Pour les fondations et les murs des parties souterraines des bâtiments, on utilise des pierres brutes, concassées, sillées dans les roches éruptives, sédimentaires ou métamorphiques mais de haute densité. Le coefficient de ramollissement de la pierre utilisée dans ce cas, il doit être ≥0.7. Pour les fondations et les murs souterrains, les pierres doivent être homogènes, sans trace d’altération d’argile et sans fissure, ni stratification. Ce sont les moellons de rivière qui sont recommandés pour ce travail. Les calcaires employés dans la fabrication des pierres murailles sont caractérisées par le poids volumétrique autour de 900-2200Kgf/m3, une résistance à la rupture par compression à 500Kgf/cm2 et un coefficient de ramollissement assez élevé ≥0.6. 2.6. Pierre comme élément d’architecture Les plaques et les pierres de parement, les éléments d’escalier, etc sont confectionnés à l’aide des blocs en pierres naturelles, concassées ou sciées et travaillées ensuite grâce aux différents mécanismes. Les pierres employées pour la fabrication des blocs doivent avoir une résistance à la rupture par compression élevée et un coefficient de rupture très élevé. USA Construisons avec des Matériaux de Construction étudiés GC II Par Msc. Ir. NDAYISHEMEZE Brice-Simplice 6 2.7. Pierre comme élément matériau destiné à la construction des routes On utilise le pavé, cailloux roulés, uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-de-maco.pdf