Thème :
Valorisation des co-produits végétaux de la région de Annaba dans l'élaboration de matériaux composites: Elaboration, caractérisation et durabilté.
Présentation :
Recherche de meilleures formulations sur la base des caractéristiques mécaniques, hydriques et thermiques
- Caractérisation physique, chimique, lignocellulosique et mécaniques des fibres
- Choix des meilleurs végétaux de la région recensés en tant que déchets ( paille de blé, d'orge, et de foin, tiges de diss, tiges de alfa, etc...
- Caractérisation mécanique des composites élaborés
- Incorporation des fibres dans différentes matrices :ciment, argile et/ou chaux
- Etude mécanique approfondie par l’étude du comportment mécanique, en flexion et en compression au cours du chargement par la détermination des caractéristiques mécanique en flexion et en compression des différents composites
- Elaboration de certains matériaux de construction telles briques à base des meilleures formulations choisies
- Etude de la durabilité des fibres dans différentes matrices, telles que ciment, argile et chaux et leur combinaison
- Etude de la durabilité des composites avec les mêmes matrices placées dans les mêmes conditions que les fibres.
Thème :
Amélioration des caractéristiques mécaniques, hydriques et thermiques des éléments de construction à base de fibres naturelles à différentes matrices.
Présentation :
Les fibres végétales sont largement utilisées en tant que renforts dans les composites, pouvant être constitués de différentes types de matrices (ciment, argile et/ou chaux), par substitution aux fibres synthétiques traditionnelles et granulats minéraux. Leur utilisation offre l’avantage de valoriser des ressources locales en abondance dans la région.
Par ailleurs, la prise en compte de l’impact des déchets sur l’environnement et de plus en plus présente dans l’ensemble des secteurs d’activité et particulièrement dans celui du bâtiment. Le choix des matériaux utilisés a une répercussion directe sur la consommation en matières premières et en énergie. Ainsi, l’utilisation de co-produits agricoles, comme granulats de substitution, apporte une réponse au problème d’épuisement des ressources naturelles. De plus, il est de plus en plus démontré que ces composites sont beaucoup moins gourmands en énergie fossile et leur utilisation permet de réaliser des économies substantielles en énergie.
Dans ce contexte, plusieurs types de fibres végétales se trouvent soit sous forme de déchets de l’agriculture comme la paille de blé ou, à l’état sauvage comme le diss ou d’autres co-produits végétaux. L’objectif étant de développer des matériaux et des technologies avec une prise en compte de l’impact sur l’environnement.
Les fibres végétales sont des ressources naturelles renouvelables chaque année, écologiques et aussi résistantes à la traction. Les plantes à utiliser doivent être de nature fibreuse et présentent un pourcentage important en lignines, en celluloses et en hémicelluloses. Ces constituants offrent à la plante une résistance à la traction importante.
L’incorporation de ces fibres, dans les matrices choisies, offrent aux composites un renfort qui leur permet de résister aux efforts de traction et de compression.
Nous savons au préalable que les fibres végétales contiennent aussi un pourcentage important en sucres, qui interagit défavorablement avec la pâte de ciment. Afin de pallier cet effet inhibiteur, des traitements thermiques et d’enrobage sont nécessaires pour améliorer leur compatibilité avec le liant minéral.
Les composites élaborés serviront à la confection de matériaux de construction de différentes formes et utilisations, à la fois légères et résistantes à la traction. En général, l’incorporation des fibres offre aux composites une certaine ductilité, particulièrement utiles pour les constructions soumises aux efforts sismiques. Ces briques, confectionnées à base de fibres végétales, seront étudiées en tant qu’éléments de structure, pour apprécier leur comportement ainsi que leur contribution lors de différentes sollicitations mécaniques.
Des améliorations des résistances sont faisables, soit en faisant un traitement thermique des fibres quand ils sont associées à la matrice ciment, vu leur incompatibilité, ou par enrobage par le bitume ou l’huile de lin et aussi par pré-compression, en rendant les matériaux compacts et plus résistants.
De nouveaux composites à base de matrice résineuse sont aussi envisageables, qui vont certainement donner des produits très résistant et aussi ductiles, alors que les composites à résine seule ont généralement un comportement fragile. Ces nouveaux matériaux peuvent être utilisés en bâtiment comme matériaux de remplissage et même comme éléments porteurs à comportement ductile.