Enhancing Earth Brick Performance through mineral binder and biowaste additives.

Cette thèse explore l'amélioration des performances des briques de terre faiblement compactées et stabilisées grâce à l'intégration de différents types de liants minéraux et d'additions issus de biomatériaux, en mettant l'accent sur l'optimisation des propriétés mécaniques, thermiques et de tenue à l'eau tout en prenant en compte l'impact environnemental.Différents liants, notamment le ciment Portland (CEM I 42,5 et 52,5), le ciment au laitier (CEM III/C32,5) et la chaux hydratée, ont été évalués aux côtés d'additions naturelles tels que des chènevottes de tailles variées et de la poudre de coquille d'œuf (ESP). Les études ont porté sur des terres de différentes natures ; une terre sableuse, une terre argileuse, un mélange de terre argileuse et sableuse, une argile de la famille de la kaolinite et une argile de la famille de la montmorillonite. Les propriétés macroscopiques de résistance en compression, module dynamique, porosité et tenue à l'eau ont été étudiées. L'influence de la nature et du dosage du liant en fonction du type de terre a pu être analysée à partir de caractérisations physico-chimiques réalisées par ATG, EDX et par des observations en microscopie électronique à balayage. Les principaux résultats indiquent qu'à faible dosage, les liants minéraux ont un impact favorable sur le retrait et la stabilité dimensionnelle des briques de terre argileuse mais défavorable sur les propriétés mécaniques. Pour la terre argileuse utilisée un dosage optimal de 6% a été mis en évidence. A l'inverse de la terre sableuse, dans le cas de la terre argileuse, à même dosage un liant à hydratation rapide comme le CEM I 52,5 conduit à de plus faibles performances à 28 jours que des liants à hydratation plus lente comme le CEM I 42,5 ou bien le CEM III.C 32,5. La substitution de 50% de terre argileuse par de la terre sableuse améliore la stabilité dimensionnelle mais augmente le dosage en liant nécessaire pour atteindre une résistance équivalente. L'addition seule de 2% et 4% de chaux à la terre argileuse conduit à une moins bonne tenue à l'eau que la terre argileuse seule mais l'ajout de 2% de chaux à des dosages de 2% et 4% de ciment CEM I améliore quelques propriétés. Enfin l'influence du type de famille d'argile sur l'action des liants CEM I52,5 et CEMIII/C32,5 a été mise en évidence.L'intensité carbone par rapport à la résistance en compression des briques stabilisées a été calculée dans le cas d'une terre sableuse et d'une terre argileuse. L'utilisation des liants CEM III/C et CEMI 42,5 diminue beaucoup plus l'intensité carbone dans le cas d'une terre argileuse que d'une terre sableuse par rapport au CEM I 52,5.L'ajout de fibres de chanvre, de chènevotte et de poudre de chanvre dans la composition des briques en terre argileuse a montré une influence favorable sur leur capacité isolante. De plus, l'incorporation de poudre de chanvre améliore la résistance des briques de terre argileuse vis-à-vis de l'eau. La taille des additions végétales influe sur la cohésion du matériau, sur l'intensité de la fissuration liée au retrait et par conséquents sur l'évolution des propriétés mécaniques avec la quantité ajoutée. L'étude souligne l'importance de sélectionner le pourcentage et la taille des additions en fonction de l'application souhaitée. Sur les briques de terre sableuse stabilisées au ciment, le meilleur compromis résistance/capacité d'isolation a été obtenu pour des additions massiques de 3 et 4 % de chènevottes.L'étude de la substitution du sable par de la poudre de déchets de coquille d'œuf broyée sur des briques de terre sableuse stabilisées a montré un gain optimum sur les propriétés mécaniques et sur la diminution de la porosité pour un pourcentage massique de 3%.