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Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou

Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : 2ie@2ie-edu.org - www.2ie-edu.org ETUDE COMPARATIVE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES CIMENTS UTILISES AU BURKINA FASO MEMOIRE POUR L’OBTENTION DU MASTER EN INGENIERIE DE L’EAU ET DE L’ENVIRONNEMENT OPTION : GENIE CIVIL ------------------------------------------------------------------ Présenté et soutenu publiquement le 28 octobre 2015 par Houljakbé Houlteurbe DAGOU Travaux dirigés par : Dr. Adamah MESSAN M. Agbévidé K. KOKOLE M. Edem Y. BAITE M. Arnaud OUEDRAOGO responsable du LEMC Chef des travaux Génie Civil – LEMC Doctorant/2iE Assistant d’enseignement Laboratoire Eco-Matériaux de Construction/2iE Jury d’évaluation du stage : Président : Dr. Adamah MESSAN Membres et correcteurs : M. Agbévidé K. KOKOLE M. Hema CESAIRE Mme Traore YASMINE Promotion [2014/2015] ETUDE COMPARATIVE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES CIMENTS UTILISENT AU BURKINA FASO 30/08/2015 Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : 2ie@2ie-edu.org - www.2ie-edu.org i CITATION « Beaucoup des gens ont du talent, mais seul le travail permet de faire carrière » Alice Parizeau ETUDE COMPARATIVE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES CIMENTS UTILISENT AU BURKINA FASO 30/08/2015 Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : 2ie@2ie-edu.org - www.2ie-edu.org ii REMERCIEMENTS Le présent mémoire de fin d’étude de master présenté à travers ce document a été réalisé à 2IE, au sein du Laboratoire Eco – Matériaux de Construction. De nombreuses personnes ont concouru à son achèvement et je tiens à les en remercier ici. Je remercie Dr. Adamah MESSAN, responsable du LEMC, M. Agbévidé K. KOKOLE Chef des travaux Génie Civil – LEMC, pour la proposition du thème de stage, ainsi que pour vos conseils, disponibilités et remarques qui ont contribué à l’élaboration de ce document. Je remercie M. Edem Y. BAITE, Ingénieur Génie Civil, ainsi que M. Arnaud OUEDRAOGO, Ingénieur Génie Civil d’avoir accepté de suivre et d’orienter mes travaux. Je remercie également Mme Yasmine B. TRAORE, Ingénieur Génie civil, Mme Nafissatou SAWADOGO, Ingénieur Génie Civil, M. Omar S. SORE, Ingénieur Génie Civil, ainsi que M. Salifou KABORE, pour vos instructions tout le long de mon stage. Je souhaite remercier chaleureusement mes collègues de stage : COULIBALY Maimouna, RAMADJI Christian, Tojosoa Johanesa RASOLOFONIRINA et TUYISHIME Honoré, pour votre soutien et votre aide lors des différentes expérimentations, mais aussi pour votre bonne humeur que savez partager généreusement. Pour finir, que toutes personnes qui ont contribué de près ou de loin à l’élaboration de ce document reçoivent mes sincères remerciements. ETUDE COMPARATIVE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES CIMENTS UTILISENT AU BURKINA FASO 30/08/2015 Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : 2ie@2ie-edu.org - www.2ie-edu.org iii RESUME Le présent travail porte sur l’étude comparative des caractéristiques mécaniques des ciments utilisés au Burkina Faso. La croissance socio-économique et la politique ouest africaine de libre circulation de biens et services ont favorisé la livraison d’importante quantité de ciments au Burkina Faso en 2014. Ces ciments proviennent de différentes usines, donc avec des caractéristiques diverses et non connues des usagers. Dans ce rapport, nous avons effectué plusieurs essais sur les différents types de ciments recensés aux Burkina Faso. Ces essais ont été effectués sur le béton et mortier à l’état frais et à l’état durci. Les essais à l’état frais nous ont permis de déterminer les propriétés essentielles des mortiers et bétons telles que : l’affaissement qui caractérise le comportement rhéologique des bétons et mortiers, la densité fraiche et le temps de prise sur mortier. Nous obtenons des temps de prise remarquable notamment de 1h 15 min sur CIMFASO et de 1h 40 sur CIMBURKINA. A l’état durci, nous avons obtenus les caractéristiques telles : la porosité (mortier), la densité (béton), la résistance en flexion (mortier) et les résistances en compression (béton et mortiers). Les essais sur les mortiers et bétons à l’état durci ont été effectués à 7 ; 14 ; 28 et 90 jours d’âge de maturation. A 90 jours, les résistances à la compression sur les éprouvettes de béton varient de 24 MPa (CIMAF) à 34,8 MPa (CIMFASO). Au terme de l’étude comparative, nous concluons que CIMFASO, CIMTOGO et CIMBURKINA peuvent être utilisés en structure. [Mots clés ] 1 – Ciment 2 – Compression 3 – Prise 4 – Rhéologie 5 – Viscosité ETUDE COMPARATIVE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES CIMENTS UTILISENT AU BURKINA FASO 30/08/2015 Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : 2ie@2ie-edu.org - www.2ie-edu.org iv ABSTRACT This work consists in a comparative study of the mechanical properties of cements used in Burkina Faso. The socio-economic growth and West African policy,about free traffic of goods and services, have increased the cement delivery in Burkina Faso in 2014. These cements come from different factories, thereforethey have various features unknown by users. In this report, we have done several tests on various types of cement listed in Burkina Faso. These tests were performed on concrete and mortar in a fresh and cured state. Test on fresh state allowed the determination of the essential properties of mortar and concrete, such as the slump – thatcharacterizes the rheological behavior of concrete and mortar -, the fresh density and the curing time of mortar. Thus for the curing period, we obtained 1h15min on CIMFASO and 1h40min on CIMBURKINA. In a hardened state, we found characteristics as: porosity (mortar), density (concrete), flexural strength (mortar) and compressive strength (concrete and mortars). Tests on mortars and concretes in the cured state have been performed at 7; 14; 28 and 90 days of curing age. At the age of 90 days, the compressive strength of the concrete ranged from 24 MPa (CIMAF) to 34.8 MPa (CIMFASO). After the comparative study, we conclude that CIMFASO, CIMTOGO and CIMBURKINA can be used in structures. [Key words] 1 – Cement 2 – Compression 3 – Curing 4 – Rheology 5 – Viscosity ETUDE COMPARATIVE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES CIMENTS UTILISENT AU BURKINA FASO 30/08/2015 Institut International d’Ingénierie Rue de la Science - 01 BP 594 - Ouagadougou 01 - BURKINA FASO Tél. : (+226) 50. 49. 28. 00 - Fax : (+226) 50. 49. 28. 01 - Mail : 2ie@2ie-edu.org - www.2ie-edu.org v LISTE DES ABREVIATIONS 2iE : Institut International de l’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement A/C : rapport Adjuvant sur Ciment Aff : Affaissement C : compression Cc : Coefficient de courbure CPA : Ciment Portland Artificiel CEM : Ciment Portland Composé CPJ : Ciment Portland Composé Cu : Coefficient d’uniformité E/C : rapport Eau sur Ciment ESp : Equivalent de Sable au piston ESv : Equivalent de Sable à vue F : flexion Fc28 : résistance caractéristique du béton à 28 jours FCE : classe vraie de ciment G : coefficient granulaire LA : coefficient Los Angeles LEMC : Laboratoire Eco-Matériaux de Construction MPa : Méga pascal ETUDE COMPARATIVE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES CIMENTS UTILISENT AU BURKINA FASO 30/08/2015 Houljakbe H. DAGOU – Master II GC/ROA 6 SOMMAIRE Citation ........................................................................................................................................ i Remerciements ........................................................................................................................... ii Résumé ...................................................................................................................................... iii Abstract ..................................................................................................................................... iv Liste Des Abréviations ............................................................................................................... v Liste Des Tableaux .................................................................................................................... 7 Liste Des Figures ....................................................................................................................... 8 Introduction Générale ............................................................................................................... 9 Chapitre 1 : Synthèse Bibliographique ................................................................................... 11 II.1 LE CIMENT ................................................................................................................................ 11 II.2 BETON ET MORTIER ................................................................................................................. 18 II.3 LA RHEOLOGIE DES MATERIAUX CIMENTAIRES : BETON ET MORTIER ............................ 22 Chapitre 2 : Matériels Et Méthodes ........................................................................................ 24 III.1 CARACTERISATION DES MATERIAUX .................................................................................... 24 III.2 DISPOSITIFS EXPERIMENTAUX ............................................................................................... 29 Chapitre 3 : Résultats Et Discussions ..................................................................................... 39 IV.1 BETONS ET MORTIERS A L’ETAT FRAIS ............................................................................... 39 IV.2 BETONS ET MORTIERS A L’ETAT DURCIS ............................................................................ 42 IV.3 ETUDE COMPARATIVE ET CANEVAS D’ELABORATION DE LA FICHE TECHNIQUE ........... 46 Conclusion Générale ............................................................................................................... 50 Bibliographie ........................................................................................................................... 51 Annexes .................................................................................................................................... 52 ETUDE COMPARATIVE DES CARACTERISTIQUES MECANIQUES DES CIMENTS UTILISENT AU BURKINA FASO 30/08/2015 Houljakbe H. DAGOU – Master II GC/ROA 7 LISTE DES TABLEAUX Tableau 1 : les différents types de ciments (Jean FESTA, 1998)............................................. 16 Tableau 2: Eléments caractéristiques du sable et gravier ......................................................... 25 Tableau 3 : Coefficient de courbure des différentes courbes granulométriques des ciments étudiés ....................................................................................................................................... 25 Tableau 4: Caractéristiques du sable de Manga ....................................................................... 26 Tableau 5: Surface spécifique BET des ciments étudiés .......................................................... 26 Tableau 6: Coefficient Los Angeles suivant les différentes classes granulaires ...................... 27 Tableau 7: Densités apparentes sable, gravier et ciments ........................................................ 28 Tableau 8: Densité spécifique sable, gravier et ciments .......................................................... 29 Tableau 9: Dosage du mètre cube de béton et quantité uploads/Ingenierie_Lourd/ dagou-houljakbe-houlteurbe-pdf.pdf