Memoir Chahma Sabah (Temchemt) - PDF - Compressed PDF

République Algérienne Démocratique Et Populaire
Ministère De L’enseignement Supérieur Et De La Recherche Scientifique

UNIVERSITÉ KASDI MERBAH OUARGLA
Faculté Des Sciences Appliquées
Département De Génie Civil Et Hydraulique
Mémoire
MASTER ACADEMIQUE
Domaine : science et technologies
Filière : génie civil
Option : structures
Présenter par :
me
M CHAHMA SABAH
Thème :
Etude Des Propriétés Thermo-Mecanique Des Briques En Terre Gypse

Traditionnel ( Temchemt ) Stabilisée Par Le Ciment Ou Par La Chaux
(Cas De La Ville D’ouargla)
Soutenu publiquement :
Le : / 06/2018
Devant le jury :
 DR ELABADI SALEM Président UKM OUARGLA

 DR.SACI DAHMANI Examinateur UKM OUARGLA
* DR.CHAIB HACHEM Encadreur UKM OUARGLA
1
Chapitre I : Synthèse Bibliographique.
Je dédié ce modeste travail :
A celle qu'elle a veillée sur moi pendant toujours, ma chère mère,
A mon très cher père,
A mon très cher mari
A toute ma famille, mes frères, mes sœurs,
A tous mes amis
A tous les enseignants du département de génie civil.
2
Remerciements
Au terme de ce travail, je tiens à remercier en premier lieu DIEU
Miséricordieux qui m’a donné la volonté et la patience pour achever ce mémoire.
J ' adresse ma profonde et respectueuse gratitude à Monsieur CHAIB Hachem directeur de ce
mémoire, qui a dirigé ce travail de recherche attentivement et efficacement l'évolution de ce travail.
Je remercie à messieurs FARHAT Hmida, GOUAL enseignants à l'institut de génie civil au
l'université Amar Thlidji de Laghouat pour ses conseils et sec directives.
Je remercie vivement Monsieur Elabadi Salem, Maitre de conférences à l’Université de Ouargla
pour l’honneur qu’il m’a fait présider en acceptent de présider le jury d’examen de ce mémoire.
Je tiens à exprimer ma profonde gratitude à messieurs A. KRIKER, Professeur à l’Université de
Ouargla et Monsieur SACI Dahmani Maitre de conférences à l’Université de Ouargla pour l’intérêt
qu’ils ont porté à ce travail en acceptant d’en être examinateurs.
A tout le personnel de :
 Laboratoire de travaux publics sud (Ouargla),
 Laboratoire de recherche de Génie Civil de L’Université d’Ouargla
 Laboratoire de recherche de Génie Civil
De l’Université de Laghouat,
 Laboratoire physico chimie de matériaux de l’Université
De Laghouat
Enfin, Que tous les enseignants qui ont contribués
À ma formation trouveront ici ma profonde reconnaissance
3
SOMMAIRE
Dédicace
Remerciement
Sommaire
Liste des figures
Liste des tableaux
Liste des photos
Liste des notations
Résumé
Introduction
CHAPITRE I : Synthèse Bibliographique

I. Généralités sur les Techniques de Production des Briques et leurs
Propriétés Thermomécaniques
I.2 Histoire de la construction en brique de terre ………………………………….….…….01

I.3. Les Différentes Techniques de Construction……………………………………..……..02
I.4. Briques de terre crue ……………………………………………. …………. ……...…..03
I.4.1Composition de la brique terre crue ……………………………………..……….. 03
I.4.2.Fabrication de la brique terre crue…………………………………..…………….03
I.4.3. Les types de constructions en terre …………………………………...…………..04
I.4.3.1 L'adobe …………………………………………………………...……….05
I.4.3.2 Le pisé…………………………………………………………...………...08
I.4.3.3 La bauge………………………………………………………..…………10
I.4.3.4 Le torchis………………………...………..………………………………11
I.4.3.5.Terre Coulée………………………………………..………………….….12
I.4.3.6 La brique de terre crue compressée (BTC)………...…………………….. 13
I.4.3.7. Les sacs de terre……………………………………..……………………16
I.4.3.8. Terre Excavée……………………………...……………………………..17
I.4.3.9. Mottes De Terre……………………………………………...…………...17
I.4.3.10.Terre Façonnée………………………………………………..………....18
I.4.3.11. Blocs Découpés………………………………………………..…….….18
I.4.4.Les Caractéristiques de brique terre crue (adobe, pisé, Brique de terre comprimée)
I.5. Briques en terre cuite…………………….…………………………...………………….19
I.5.1.Composition de la brique terre cuite ……..……………………...……………...…19
4
I.5.2.Produits de brique en terre cuite…………………………………………...………22
I.5.2.1.Briques ordinaires………………………………………...……………..….22
I.5.2.2.Briques creuses de terre cuite à perforation horizontale……….……...…...23
I.5.2.3.Brique de terre cuite à perforation verticales (blocs perforés)……………..24
I.5.3. Propriété et caractéristique des briques de terre cuite…………………………….24
I.6. Brique silico-calcaires………………………………...…………………………………25
I.6.1.produits Brique silico-calcaires………………...…………………………………25
I.6.2.Les phénomènes physiques de processus d’autoclave………...….……………….26
I.6.3.La Fabrication ………………………………………….…...…………………….27
1.6.4. Les propriétés de brique silico-calcaire ………...….…………………………….28
1.6.5.Les avantages des briques silico-calcaires……….………………...……………..28
I.7.Conclusion……………………………………………………………...……...…………28
CHAPITRE II :A) Transfert thermique et méthodes de mesure de la

conductivité thermique
II.1. Introduction :……………………………………………………………………………28
II.2. Modes de transfert de chaleur…………………………………………………………..28
II.2.1.Conduction……………………………………………………………………….28
II.2.2. Convection……………………………………………………………………….29
II.2.3. Rayonnement…………………………………………………………………….29
II.3. Quelques définitions énergétiques………………..……………………………………....30
II.3.1. La chaleur…………………………………..…………………………….………30
II.3.2.La température……………………………………………………………….……30
II.3.3. La conservation de la chaleur…………………………………………………….30
II.3.5. Densité de flux thermique…………………………..……………………………30
II.3.6.Conductivité thermique (λ)…………………………………….………………….30
II.3.7. Résistance thermique…………………………………...………………………...32
II.3.8. Diffusivité thermique ………………………………………………...………….33
II.3.9.Effusivité thermique (E)…………………………………………………………..33
II.3.10.Le coefficient de transmission calorifique (U)…………………………………..33
II.3. 11.La Chaleur Spécifique…………………………………………………………..33
II.3.12. L’Inertie Thermique…………………………………………………………….34
II.3.14. Capacité thermique (C)…………………………………………………………34
5
II.3.15. Chaleur latente………………………………………………………………….34
II.3.16.Loi de Fourier……………………………………………...……………………35
II.3.17. Équation de la chaleur…………………………………………………...……..35
II.5.Transfert de chaleur à travers d’un mur………….……………….……………...…..…36
II.5.1.Transfert de chaleur à travers une paroi opaque…………….…………………..36
II.5.2.Transfert de chaleur à travers d’un mur composite………….….…...…………..37
II.6. Méthodes de mesures de la conductivité thermique…………….………………..38
II.6.1. Méthode Flash…………………………………………………………….…....38
II.6.2. Méthodes à sondes……………..………………………………………………39
II.6.3. Méthode de la plaque chaude gardée………….……………………………….41
II.1. Introduction……………………………………………………………………….…..42
II.2.Région d'étude ……………………………………………..…………………………42
II.3. Les matériaux de construction locaux ………………………………………..………43
a. La Pierres………………………...……………………………………..………….44
la brique de terre……………………………………………………………..………..44
c.Enduit……………………………………………………………………….……….44
d.temchemt……………………………………………………………………………44
g.Le palmier …………………………………………………………………………..45
II.4. Technique de construction en pierre dans le ksar…………………………………….45
II.4.1.Les éléments porteurs……………………………………………………..……46
II.4.2. Les éléments de couverture………………………………………...………….47
II.5.Conclusion……………………………………………………………………….49
CHPITRE III : Caractérisation des Matériaux Utilisés.
B) Quelques données sur les matériaux de constructions utilisé dans l’étude
III.1.Introduction …………..………………………………………………………………50
III.2.Les matériaux utilise………………………………………………………………….50
III.2.1.le gypse et les encroutements gypseux……………………………………..…50
III.2.1.Formation du gypse……………………………………………………………50
III.2.2.Répartition des sols gypseu……………………………………………………51
III.2.2.1.Dans le monde…………………………………………………………51
III.2.2.2.En Algérie …………………………………………………………….52
III.2.2.3.Dans la région de Ouargla……………………………………………52
III.2.3. Les principales propriétés du gypse………………………………….….……53
6
III.2.4.Les différents types de gypse: ……………………………………………...……53
III.2.4.1.Le gypse naturel…………………………………………………………53
III.2.4.2.Le gypse de synthèse …………………………………………...………54
III.2.5.Timchent…..………………………………………………………………………..…55
III.2.5.1.Définition de Timchent (mortier traditionnel) ………………………………55
III.2.5.2.Période d’apparition de temchemt ………………………………...……….55
III.2.5.4.Fabrication de Temchemt ………………………………………………..….56

III.2.5.6.Pathologie de vieillissement …………………………………………..….…57
III.3- Stabilisation………………………………...…………………………………………..57
III.3.1. Ajout de ciment………………………………………………………………...58
III.3.1.1.Définition du ciment…………………………………………………...58
III.3.1.2.Principe de fabrication des ciments courants…………………………..58
III.3.1.3.Les Constituants du ciment…………………………………………….58
III.3.1.4.Classification des ciments courants………………………………...….59
III.3.1.5. Propriétés des ciments ………………………………………………..61
III.4.La Chaux ……………………………………………………………………………….63
III.4.1.Définition de la chaux ………………….………………………………………..63
III.4.2.Fabrication de la chaux ………………………………………………………….63
III.4.2.1-Préparation du calcaire ………………………………………………….63
II.4.2.2.Cuisson………….…………………..…………………………………………..64
III.4.3.Cycle de la chaux ………………………………………………………………...65
III.4.4.Type de chaux…………………………………………………………………….65
III.5.Conclusion ……………………………………………………………………………..66
B) Les Essais Sur Des Matériaux Utilisés……………………………………..….………..…67
III.1. Introduction ……………………………………………..…….……………………….67

III.2. Essais d’identification à la nature de la terre……………...…………………………...67
III.2.1 Les caractéristiques du Timchent ……………………………………………….68
III.2.1.1. Masses Volumiques : NFP18-558 …………………………...…………..68
III.2.1.2. Densité naturelle : NF P 94-064…………………………...……………..71
. III.2.1.3. Essai D'équivalent De Sable : NFP 18-598……………...………….......72
III.2.1.4.Analyse granulométrique ………………………………..…..………….72
7
III.2.1.5. Sédimentométrie [NF P 94-057 ]……………………………………….74
III.2.1.6. Limites d’Atterberg [NFP 94-051]... ………………................................77
III.2.1.7. Analyse chimique ……………….………………...………......…………81
III.2.1.8. Essai au bleu de méthylène [NF P 94-068] ……………………..............84
III.2.1.9. Analyse minéralogique………………….….…………………................85
a- Observations microscopiques par MEB ………….……….……...............85
b- La technique de la diffraction X (DR-X)…………...………………….....87
d-Spectroscopie infrarouge ………………………….……………..……......89
III.3.Ciment ………………………………………………………………….....….……........90
III.4.Propriété de la chaux …………………………………………………..………….........92
III.4.1.Les caractéristiques physiques ………………………………….......………….92
III.4.2.Résistance …………………………………………………………….……......92
III.4.3. Indice d’hydraulicité …………………………………………………………..92
III.4.4.Indice de clarté …………………………………………………………………92
III.4.5. Résistance au feu ………………………………………………………………92
III.4.6. Retrait …………………………………………………………………………93
III.4.7.Composition chimique de chaux ………………………………………………93
III.5.Eau de gâchage ……………………………………………………………………..…95
III.6. Conclusion : ……………………………………………………………………….95

CHPITRE IV : Résultats et Interprétations.
IV.1. Introduction ………………………………………………………………………….96
IV.2.Préparation et confection des briques ………………………………………………..96
IV.2.1.Etapes de préparation ………………………………………………………….96
IV.2.3. préparation des éprouvettes …….…………………………………………….97

IV.3.Résultats obtenus et discussion ………………………………………………..100
IV.3.1. Masse Volumique …………………………………………………………..100
8
IV.3.2. Résultat de mesure des propriétés mécaniques……………………….102

IV.3.2.1.Essai de la résistance de traction par flexion………………………..102
IV.3.2.3 Résistance à la compression ………………………………………...105
IV.3.2.4.Essai ultrasonique……………………………………………………………….108
IV.3.3. Essais Thermiques ………………………………………………………………..111

IV.3.3.1 Caractéristiques thermiques ……………………………………………111
IV.3.3.2 Technique de la Source Plane TPS …………………………………….112
IV.3.3.3. Démarche expérimentale ………………………………………………112
IV.3.3.4.Etude des caractéristiques thermiques ………………………………….113
la conductivité thermique λ du Temchemt stabilisé par ciment …………………113
Résistance thermique (Rth)………………………………………………………..114
La chaleur spécifique massique……………………………………………………115
Résultats de la diffusivité thermique ……………….……………………………..116
La conductivité thermique λ du temchemt stabilisé par la chaux …………………118
Résistance thermique (Rth) ……………………………………………………….118
La chaleur spécifique massique…………………………………..………………………119
Résultats de la diffusivité thermique ……………………..…...……………….120
IV.4.Conclusion ………………………………………………………….…………….. 122
Conclusion et Recommandations ……………………………………………………
Annexes Ix
9
Liste Des Figures
Chapitre I : Synthèse Bibliographique

A) Généralités sur les Techniques de Production des Briques et leurs
Propriétés Thermo-mécaniques.
Figure (I.1) "Roue" des techniques de construction en terre 2
Figure (I.2) Fabrication de la brique terre crue 4
Figure (I.3) Fabrication des produits de terre cuite 22
Figure (I.4) Brique pleines et perforées 23
Figure (I.5) Briques perforées 23
Figure (II.1) transfert de chaleur par conduction 28
Figure (II.2) transfert de chaleur par convection 29
Figure (II.3) Transfert de chaleur rayonnement 29
Figure (II.4) Représentation de flux thermique 31
Figure (II.5) Quelques ordres de grandeur de diffusivité thermique 32
Figure (II.6) Quelques ordres de grandeur d’effusivité thermique 33
Figure (II.7) Transfert de chaleur à travers une paroi opaque 36
Figure (II.8) Schémas analogue électrique d'une paroi opaque 36
Figure (II.9) Schémas d’un mur composite 37
Figure (II.10) Schémas électrique d'un mur composite. 37
Figure (II.11) Schéma de principe de la méthode Flash 39
Figure (II.12) Schéma de principe de la méthode du fil chaud 40
Figure (II.13) Schéma des transferts autour du fil chaud 41
Figure (II.14) Schéma de principe de la méthode de la plaque chaude gardée 41
Figure (II.15) Carte géographique de la cuvette D’ouargla 43
Figure (II.16) les matériaux de constructions source palmier 45
Figure (II.17) Les fondations traditionnelles 45
Figure (II.18) Mur de pierre. 46
Figure (II.19) Plancher en troncs d’arbres et pierres plates 48
Figure (III.1) Mécanisme de formation de gypse au milieu marin lagunaire 51
Figure (III.2): Distribution des sols gypseux dans le monde (F.A.O., 1993). 51
Figure (III.3) Carte des états de surface des sols de la cuvette de Ouargla 52
Figure(III.4) Diagramme de Productionde Temchemt 56
Figure (III.5) Fabrication du ciment. 58
Figure (III.6) Microphotographie d’un clinker. 59
Figure (III.7) Cycle de la chaux 65
10
Figure (III.1) Définition de l'équivalent de sable 72
Figure (III.2) Courbe granulométrique de Temchemt 76
Figure( III.3) fuseau de référence recommandé par la norme 77
Figure(III.4) Présentation des limites d'Atterberg 78
Figure (III.5) Abaques de CAZAGRANDE 80
Figure (III.6) présentation graphique 83
Figure (III.8) MEB VEGA3 TESCAN 85
Figure (III.9) Diffractomètre x 88
Figure (III.9) Mécanisme de la diffraction RX 88
Figure III.11 Schéma de principe de l’analyse par spectroscopie d’absorption 89
infrarouge
Figure III.12 Spectre infrarouge de temchemt traité(annex N) 90
Figure III.13 Diffractogramme aux rayons X du ciment. 91
Figure III.14 Diffractogramme de la poudre de la chaux par les rayons X. 94
Figure IV.1 Schéma montrant les étapes et le procédé de formulation du mélange 99
Variation de la masse volumique en fonction de des pourcentages de 100
Figure IV.2
ciment
Variation de la masse volumique en fonction de des pourcentages de la 101
Figure IV.3
chaux
Figure IV.4 résistance à la traction par flexion en fonction du dosage en ciment 103
Figure IV.5 résistance à la traction par flexion en fonction du dosage de la chaux 104
Figure IV.6 Dispositif pour l'essai de traction par flexion (3 points) 106
Figure IV.7 résistance à la compression en fonction du dosage de la chaux 107
Figure IV.8 Vitesse de son en fonction du dosage en ciment 109
Figure IV.9 Vitesse de son en fonction du dosage en chaux 110
Figure. IV.10 Conductivité Thermique en fonction de pourcentage de ciment 114
Figure. IV.11 Résistance Thermique en fonction de pourcentage de ciment 115
Figure. IV.12 La chaleur spécifique massique en fonction de pourcentage de ciment 116
Figure IV.13 La diffusivité thermique en fonction de pourcentage de ciment 117
Figure. IV.14 Conductivité Thermique en fonction de pourcentage de la chaux 118
Figure. IV.15 Résistance Thermique en fonction de pourcentage de la chaux 119
Figure. IV.16 La chaleur spécifique massique en fonction de pourcentage de la chaux 120
Figure IV.17 La diffusivité thermique en fonction de pourcentage de la chaux 121
11
Liste Des Tableaux

Tableau (I.1) les caractéristiques des briques de terre crue (adobe, pisé et BTC) 19
Tableau (I.2) Propriétés des briques pleins et perforé 24
Tableau (I.3) La résistance thermique des briques pleins et perforés 25
Tableau(I.4) Propriétés de la brique creuse 25
Tableau (I.5) la résistance thermique des Brique creuses 25
Tableau (I.6) Propriétés de brique silico-calcaire : 28
Tableau. II.1 conductivité thermique de quelques matériaux 30
Tableau (II.2) les différents types de ciment courants 59
Tableau III.1 Masses volumiques apparentes et spécifiques de Temchemt utilisés. 70
expose les résultats de l’équivalent de sable obtenus et la qualité
Tableau III.2 correspondante respective de matériau 72
Tableau III.3 Les résultats d'analyse granulométrique par tamisage de Temchemt 74

Résultats d’analyse granulométrique par sédimentométrie du
Tableau III.4 75
temchemt
Tableau III.5 Classification des argiles selon Burmister. 79
Tableau III.6 Classification des argiles selon Atterberg. 79
Tableau III.7 Les résultats obtenus sont reportés dans le tableau 79
Tableau III.8 Résultats d’analyse chimique de Temchemt 83
Tableau III.9 Caractéristiques physiques du ciment utilisé. • 90
Tableau III.10 Composition chimique du ciment utilisé. 91
Tableau III.11 Composition minéralogique du ciment utilisé. 91
Tableau III.12 Fiche technique des propriétés physique et chimiques 94
Composition chimique de l’eau (la concentration est donnée en (mg /
Tableau III.13 95
l))
CHPITRE IV : Résultats et Interprétations
Tableau IV.1 Composition utilisées (Temchemt (%) + Ciment (%) ) 98
Tableau IV.2.. Composition utilisées (Temchemt (%) + la chaux (%) ) 98
résultats de la variation de la masse volumique des briques de
Tableau IV.3 100
Temchemt en fonction des pourcentages de ciment :
12
résultats de la variation de la masse volumique des briques de
Tableau IV.4 101
Temchemt en fonction des pourcentages de la chaux:
résultats de la résistance à la flexion des briques de temchemt en
Tableau IV.5 103
fonction des pourcentages de ciment
résultats de la résistance à la flexion des briques de Temchemt en
Tableau IV.6 104
fonction des pourcentages de chaux
résultats de la résistance à la compression des briques de Temchemt
Tableau IV.7 106
en fonction des pourcentages de ciment
résultats de la résistance à la compression des briques de temchemt en
Tableau IV.8 106
fonction des pourcentages de la chaux
résultats de Vitesse des ondes ultrasoniques en fonction de dosage de
Tableau IV.9 109
ciment
résultats de Vitesse des ondes ultrasoniques en fonction de dosage de la
Tableau IV.10 110
chaux
Les valeurs de la conductivité thermique λ du temchemt stabiliser par
Tableau IV.11 113
ciment
les valeurs de la résistance thermique Rth du temchemt stabiliser par
Tableau IV.12 115
ciment
Tableau IV.13 Les valeurs de La chaleur spécifique du temchemt stabiliser par ciment 116
Tableau IV.14 Les valeurs de diffusivité thermique du temchemt stabiliser par ciment 117
Les valeurs de la conductivité thermique λ du temchemt stabiliser par
Tableau IV.15 118
la chaux
Les valeurs de la résistance thermique Rth du temchemt stabiliser par
Tableau IV.16 118
la chaux
Les valeurs de La chaleur spécifique du temchemt stabiliser par la
Tableau IV.17 119
chaux :
Les valeurs de diffusivité thermique du temchemt stabiliser par la
Tableau IV.18 120
chaux :
le meilleur résultat des caractéristiques thermiques et mécaniques des
Tableau IV.19 122
briques
13
Liste Des photos

Photo (I.1) 05
Brique Adobe
Photo (I.2) Moule De L’adobe 06
Photo (I.3) (A) Maison Traditionnelle En Adobe 07
Photo (I.4) Les Etapes De Construire Un Mur En Pisé 08
Photo (I.5) Composition De Pisé
Photo (I.6) Patrimoine En Pisé 10
Photo (I.7) Construction En Bauge 10
Photo (I.8) Technique De Construction En Torchis Alsace France 11
Photo (I.9) Exemple De Mur En Terre Coulée 12
Photo (I.10) Une Presse Manuelle Et Hydraulique 13
Photo (I.11) Brique Pleine En Terre Crue 14
Photo (I.12) Les Blocs Parasismiques En Terre Crue 15
Photo (I.13) Les Différents Types De La Brique De Terre Crue. 16
Photo (I.14) Habitat Troglodytique Habitation De Matmata, Tunisie 17
Photo (I.15) Maisons Islandaises Médiévales, En Bois, Incrustées Dans Des Mottes De 17
Terre
Photo (I.16) Construction En Terre Façonnée 18
Photo (I.17) BLT Et Construction En BLT, Burkina Faso 19
Photo (I.18) Briques Creuses De Terre Cuite A Perforation Horizontale 24
Photo (I.19) Briques Creuses De Terre Cuite A Perforation Verticale Type G 24
Photo (I.20) 27
Produit En Briques Silico-Calcaire, Mur En Brique Silico-Calcaire, Gites
:
Artificiel En Briques Plâtrière Creuses
Photo (I.2) Mur De Pierre. 43

Photo (I.2) Poutre En Tronc De Palmier 46
Photo (I.3) Les Piliers En Pierre. 46
Photo (I.4) Coupole De Forme Carrée Dans Une Habitation Traditionnelle 47
48
Photo (I.5) Utilisation De Troncs D’arbres Pour Supporter L’escalier
14
Photo (III.1) Photo-Les Différents Types De Gypse: 53
Temchemt
Photo (III.1) 68
Photo (III.2) Essai Masse Volumique 69
Photo (III.3) Essai Densité Naturelle 71
Photo(III.4) Essai Analyse Granulométrique Et Sédimentométrie De Temchemt. 73
Photo (III.5) Manipulation De L’essai De Limites d’Atterberg 78
Photo (III.6) Analyse Chimique 82
Photo (III.7) Essai De Bleu De Méthylène 84
Photo III.8 Observations Des Grains De Temchemt Au MEB . 86
CHPITRE IV : Résultats et Interprétations

Photo IV.1 Moulage Des Briques 97
Photo IV.2 Démoulage Et Séchage Des Briques 97
Photo IV.3 Dispositif Pour L'essai De Traction Par Flexion (3 Points) 103
Photo IV.4 Dispositif De Rupture En Compression 105
Photo IV.5 Essai Ultrasonique 108
Photo IV.6 Les Echantillon 4x4x2 Ciment + La Chaux 112
Photo IV.7 La Sonde Hot Disk 112

Photo IV.8 Dispositif De Serrage 112
Photo IV.9 Mesure De Propriétés Thermique A L’aide Du System «Hot Disk». 112
15
Liste Des Abréviations
 Alphabétiques :
a : dimension ………………………………………………….…………………(cm)
b : dimension ………………………………….…………………………………(cm)
C : capacité thermique ………………………………………….……………… ..(J/K)
CP : Chaleur spécifique ………………………………………...………………. (j/kg.C°)
d : diamètre ………………………………………..………………………………(mm)
D : diffusivité thermique …………………………………………………………(m2/s)
Di : dilatation thermique…………………………………………………….. (mm/m.k)
e : épaisseur d‘éprouvette….……………………………………………………..(cm)
E : effusivité thermique …………...…………………………………….(W/m2.K.s-0,5)
IP : indice de plasticité ………………………………………………………….….(%)
h : Hauteur ………………………………………………………………………..(cm)
K : La constante de Boltzmann = 1,38 10−23JK−1
L : chaleur latente ……………………..……………………………………. …..(J/kg)
m: masse ………………………………………………………………….……. …(kg)
MF : module de finesse …………………..…………………………………………(%)
P : densité sèche ………………………………………………………………..(g/cm3)
Q , ΔQ: quantité d‘énergie ……………………………………………………...(J, cal)
Rt : résistance à la traction……......…………………………………………….. (MPa)
Rc : résistance à la compression….…………………………………………….. (MPa)
R, Rth : Résistance thermique ……………………………………………...…(m2.k/w)
T, température …………………………………………………………………..(°C,K)
U : coefficient de transmission calorifique ……………………………….…(W/m2.K)
V : Volume ……………………………………………………………….……… (m3)
W : Taux d‘humidité ……………………...…………………………………………(%)
WL : limite de liquidité …………………….……………………………………….(%)
Wp : limite de plasticité ……………………….…………………………………….(%)
16
Romains :
λ : Conductivité thermique …………………………………………………...(w/m.k)
Φ : flux de chaleur ………………………………………………..……………(W/m2)
φ : flux thermique ………………………………………………..…………..(W/cal.s)
ρ : masse volumique …..……………………………………………………….(kg/m3)
ε : déformation ……………………………………………………………………..(%)
FTIR: spectromètre à transformation de fourrier

MEB : microscope électronique à balayage
DRX: diffraction des rayons X
17
:‫ملخص‬
‫ من المساحة االجمالية لحوض ورقلة و من جهة أخرى نرى نقص في مصادر‬%19 ‫تتواجد كمية الترب الجبسية بنسبة‬
‫الركام و من اجل تجنب هذا المشكل وجب تعويض هذه المواد بمادة أخرى تعطي مقاومة ميكانيكية كبيرة و عزل حراري جيد و‬
‫الذي سينتج عنه فائدة اقتصادية كبيرة‬
‫و في هذا العمل نسعى للبحث عن حل يسمح لنا بتثمين هذه المادة المتواجدة محليا و بكميات كبيرة من خالل تحسين أدائها في‬
‫مجال مقاومة الضغط و الشد و العزل الحراري و محاولة استغاللها في مختلف مجاالت البناء و ألجل ذلك قمنا بصناعة طوب‬
، ‫ واضافة نسب صغيرة متفاوتة من الرابط ( االسمنت‬، ‫بقاعدة الجبس التقليدي (تمشمت) الذي جعلنا منه العنصر األساسي‬
‫الجير) نتائج هذه التجارب أوضحت ان زيادة نسبة رابط االسمنت ساهم في تحسين المقاومة الميكانيكية بخصائص حرارية‬
.‫ضعيفة مقارنة بالنموذج الشاهد عكس الجير الذي حسن الخصائص الحرارية بمقاومة ميكانيكية مقبولة نوعا ما‬
‫الخصائص‬، ‫الطوب‬، ‫ الخصائص الميكانيكية‬، ‫ الخصائص الفيزيائية‬، ‫االسمنت‬، ‫ الجير‬، ‫ تمشمنت‬،‫ الجبس‬:‫كلمات مفتاحية‬
‫الحرارية‬
Résumé :
Les sols gypseux représentent 19 % de la cuvette d’Ouargla. En revanche, les ressources en
granulats sont rares dans la majorité des régions, ce qui nous pousse à chercher des solutions
permettant de valoriser ce matériau disponible localement en abondance et d’essayer de l’intégrer
d’une façon rationnelle dans le domaine de construction
Dans notre étude nous allons essayer de confectionner des briques à base de temchemt, dont il
serait le principal constituant, et par conséquent d’un grand intérêt économique pour la région sud
de pays. La méthode expérimentale de formulation de cette brique est basée principalement sur
l’optimisation des proportions des différentes constituants (liant, temchemt).Ceci dans le but
d'obtenir une brique à caractéristiques convenables (résistance mécanique, l'isolation thermique,
phonique et autres …). Les résultats de ces essais nous a montré que l‘augmentation en pourcentage
de ciment est bénéfique pour l‘amélioration des résistances mécaniques avec des propriétés
thermiques faibles para port au prototype témoin.et le contraire pour la chaux .
Mots clés: Gypse; Temchemt ; La Chaux ; Propriétés Physique ;Propriétés Mécanique

;Brique Ciment ;propriété thermique
Abstract:
The sol gypsum represented 19% of the bowl of Ouargla on the other hand the resources in
granulate are rare in most of the regions witch pushes us to look for solutions making it possible
to value this locally available material in abundance and to try and find to integrate rationally into
the field of construction
In our study we Will try to make time-based of witch it would be the main constituent and
consequently of great economic interest for the southern region of the country
The experimental method of formulation of this brick is mainly based on the optimization of
the proportions of the different constituent (binder,timchemt),This in order to obtain a brick with
suitable characteristics (mechanical resistance, thermal insulation, phonic and other….),The results
of these tests showed us that the increase in percentage of cement is beneficial for the improvement
of the mechanical resistances with low thermal properties in comparison with the witness prototype,
and the opposite for the lime.Keywords: gypseux, Temchemt ,lime physical property,
mechanical property, brick, cement , Thermal property,
18
INTRODUCTION GENERALE
La région d’Ouargla (Algérie) est réputée pour avoir de grandes réserves en matériaux dits
locaux tel que le sable de dune, le gravier roulé et le gypse, mais malheureusement sont
insuffisamment ou pas du tout exploitées.
Les matériaux composites sont anciens, il y a plusieurs millénaires, les artisans de l’Egypte
ancienne augmentaient les propriétés mécaniques des briques par adjonction de paille courte à l’argile
fraîche. La brique est l'élément le plus utilisé dans la construction, mais sa fragilité (surtout celles
fabriquées dans notre région) reste un handicap de son comportement mécanique. Aussi sa résistance
thermique faible donne un mouvais confort thermique aux usagers des bâtiments.
L’objectif de ce travail consiste à apporter notre contribution à la valorisation du gypse
traditionnel (Temchemt) qui se trouve dans notre région, et de l’intégrer d’une façon rationnelle dans
le domaine de la construction.
Le présent travail s’attache, donc, à l’étude des briques à base de Temchemt stabilisée par le
ciment ou par la chaux.
Ce travail se divise en quatre chapitres :
 Le premier chapitre est consacré à une recherche bibliographique présentant les notions
fondamentales sur les différents types des briques de terres, à savoir leur composition, leur
fabrication, leurs caractéristiques mécaniques et ces propriétés physiques.
 Le deuxième chapitre est propre à une recherche bibliographique qui est composé de deux
parties : La partie A présente des notions de transfert thermique et méthodes de mesure de la
conductivité thermique.
La partie B est consacrée à un aperçu et une présentation sur la zone d’étude avec une
généralité sur les matériaux de construction locaux de la région.
 Le troisième chapitre traite les caractéristiques des différents matériaux utilisés dans notre étude,
pour la composition des briques de Temchemt stabilisée, à savoir, la composition chimique et
minéralogique ainsi que les propriétés physiques.
 Le quatrième chapitre est consacré à l’étude des comportements mécaniques et thermique
Des brique de Temchemt stabilisée au ciment ou à la chaux, onfait varié le dosage de ces derniers.
Nous présentons une conclusion générale sur le Temchemt stabilisée au ciment et celle stabilisée à
la chaux en se basant sur les résultats obtenus, et nous donnons quelques recommandations.
Enfin, nous espérons que ce travail apportera une contribution modeste au développement et à
l’exploitation des briques de Temchemt stabilisée.
19
Chapitre I
Synthèse Bibliographique
20
I) Généralités sur les Techniques de Production des Briques et leurs

I.1. Introduction :
Les briques, depuis longtemps, sont considérées parmi les éléments les plus importants
Dans le domaine de la construction. La fabrication des briques est passée par plusieurs étapes
De développement dont la première est la brique crue, puis la brique cuite,
Enfin La brique stabilisée. La technologie actuelle permet de réaliser plusieurs types de briques avec
des Performances supplémentaires pour différentes destinations (Brique de verre, brique cellulaire,
brique monobloc …etc.).
Dans ce chapitre, nous allons exposer les étapes de progression de la technologie de confection
des briques.
I-2-Histoire :
L'origine de la brique remonterait à sept mille ans avant J-C, dans la région du Tigre et de
l'Euphrate. Son utilisation se généralisa au IIIe millénaire, comme matériau de construction, lors de
l'ère de sédentarisation de l'homme. La nécessité de se protéger de façon durable des intempéries et
des prédateurs imposa à l'Homme de trouver un matériau dur et résistant. De plus, la brique est
facilement réalisable à partir d'argile ou de terre. Les premières maisons en brique ont été découvertes
en Irak, puis en Mésopotamie, et son usage s'étendit rapidement dans tout le Moyen-Orient.
Pendant longtemps, la brique (appelée « adobe ») était simplement moulée puis séchée au soleil,
pour la rendre plus résistante. La brique crue permettait de monter des habitations ou des monuments
comme la pyramide d'Amenemhat III, mais restait fragile et résistait mal aux intempéries. La cuisson
de la brique fut expérimentée 2500 avant J.-C., en Mésopotamie et dans la vallée de l'Indus.
La cuisson permit de réaliser des constructions plus imposantes. En Assyrie et en Grèce, la

cuisson de l'argile permit de créer des frises et de réaliser des briques émaillées. Au XVe siècle, le
nord de l'Italie devint maitre dans cet art pour la décoration des habitations et des monuments avec
des frises, des guirlandes et des festons.
21
I.3. Les Différentes Techniques de Construction :
Il existe différents modes de mise en œuvre de la terre crue. Chacune de ces techniques est née
de contextes géographiques différents, de modes de vie particuliers, de coutumes différentes, de
climats variés ou encore selon les matériaux disponibles. Les cinq techniques de construction les plus
répandues sont les suivantes : le pisé, l’adobe, le torchis, la bauge et les briques de terre comprimée
(BTC) mais il en existe de nombreuses autres. Chaque technique a ses spécificités et utilise une terre
bien précise. En effet, chacune d’elle demande une courbe granulométrique différente ainsi que des
états hydriques et hygrométriques différents. H. Guillaud et h. Houben (1995) ont schématiquement
répertorié les douze techniques principales dans une « roue » des technique (Figure I.1 ), mais ils
précisent tout de même qu’il en existe environ une centaine dans la réalité. En plus d’être
simplificateur, ce tableau circulaire ne fait pas non plus la distinction entre les techniques
traditionnelles et les techniques nouvelles.
Figure (I.1): "Roue" des techniques de construction en terre
(Anger & Fontaine, 2009; Guillaud & Houben, 1995).
22
I.4. Briques de terre crue :
Banco ou adobe sont les termes utilisés pour désigner la terre, utilisée avec le moins de
transformations possibles en tant que matériau de construction. Le terme terre crue permet
surtout de marquer la différence avec la terre cuite : en effet, le matériau terre se trouve
aujourd'hui le plus couramment sous sa forme cuite (briques, tuiles).
I.4.1.Composition de la brique terre crue :
La terre crue est un matériau minéral granulaire, composé de matière solide, liquide et gazeuse
 Matière solide : La fraction solide est constituée de grains, cailloux (taille exprimée
en centimètres), de graviers (de 20 mm à 5 mm), de sables (5 mm à 0,06mm), de silts
(0,06 mm à 2 µm), d'argiles, qui sont des plaquettes plutôt que des grains (taille inférieure
à 2 µm) et d'oxydes métalliques qui ont des propriétés colorantes (taille également
inférieure à 2 µm).
 Matière liquide : La fraction liquide est constituée d'eau et de corps organiques et
minéraux dissous dans cette eau.
 Matière gazeuse : La fraction gazeuse est constituée d'azote, d'oxygène, de
Gaz carbonique, ainsi que de gaz issus de la vie présente dans la terre.
I.4.2.Fabrication de la brique terre crue :
La fabrication d'une brique terre crue passe par les grandes étapes suivantes :
a-Creuser une fosse dans le terrain qui servira de récipient pour mélanger la terre avec la paille
et l'eau. Mélanger les ingrédients avec une pelle et laisser reposer deux jours.
b-Remuer le mélange une fois durant les deux jours, en marchant les pieds nus sur la pâte
obtenue.
c- Fabriquer des moules en bois.
d- Verser la pâte préparée dans chaque compartiment, secouer les moules pour aider à
compacter la pâte. Le moule doit être propre et préalablement mouillé pour faciliter le
démoulage. À la fin, niveler la surface avec une truelle. Les briques présentent un retrait assez
important et leur qualité doit être soignée.
5. Laisser bien sécher durant 5 à 10 jours.
23
6. Renverser les moules sur la terre pour libérer les briques. Taper sur le dos des moules si
nécessaire.
Figure (I.2): Fabrication de la brique terre crue
 La terre crue c’est le premier type de brique confectionné par l’homme. Cela suite à
plusieurs avantages :
 La terre absorbe et restitue l'humidité.
 La terre régule la température par inertie thermique.
 La terre est un très bon isolant phonique et acoustique.
 La terre utilise peu d'eau en phase de transformation
 La terre est une ressource locale abondante et renouvelable.
 La terre a des vertus thérapeutiques, soigne les affections de la peau, détruit les bactéries et
les acariens.
 La construction en terre crue n'utilise que 3% de l'énergie employée dans une construction en
béton.
Néanmoins les briques en terre crue présentent un inconvénient principal qui est la main d'œuvre
nécessaire à toute construction en terre est souvent importante :
même une petite structure représente 15 tonnes de terre à travailler.et ces constructions nécessite des
travaux d’entretien annuels
I.4.3. Les types de constructions en terre crue :
I.4.3.1. L’adobe :
a. Définition :
L’adobe est un matériau de construction fait d’un mélange de sol, d’eau et de chaume. Le
sol utilisé doit contenir une proportion déterminée d’argile et de sable. Chaque élément du
mélange joue son rôle. Le sable réduit la probabilité de microfissures dans le bloc de terre,
24
l’argile agglutine les particules et le chaume de blé, quant à lui, donne un certain grade de
flexibilité à l’ensemble.
Il existe aujourd’hui des unités de production industrialisées qui produisent jusqu’à 20000 blocs
par jour.
Photo (I.1) : Brique adobe
b- Modes de production de l'adobe :
La production des blocs d’adobe doit prendre en compte des étapes successives depuis
l’extraction de la terre jusqu'à stockage final du matériau prêt à être utilisé en construction.
On distingue deux principaux modes de production des adobes, l'un manuel et l'autre mécanisé
traduisant un mode de production traditionnel et un mode de production modernisé
b.1. Le mode de production manuel :
• Moules simples :
II correspond à un moulage traditionnel soit par façonnage manuel ou à l'aide d'un moule
Façonnée à la main , la terre est généralement utilisée à l'état de pâte plastique mi-ferme.
La terre peut être employée à deux états hydriques différents, soit sous forme de pâte mi-
molle et selon une méthode dite du "coup d'eau" (moule préalablement nettoyé et mouillé pour
faciliter le démoulage), soit sous forme de pâte mi-ferme et selon une méthode dite du "coup
de sable" (le moule préalablement nettoyé et mouillé est sou-poudré de sable pour faciliter le
démoulage). Dans ces deux techniques de moulage manuelles rendements moyens de
production se situent de 400 à 600 blocs par jour pour deux ouvriers.
25
• Moules multiples :
II associe l'utilisation de grands moules à compartiments multiples, généralement en forme

d'échelles ou de forme carrée subdivisée en petits compartiments et la livraison de la terre, à
l'état assez liquide par brouettes, dumpers ou bulldozers à godet. Parfois la terre est directement
déversée depuis le malaxeur qui est alors mobile et tracté par ou sur un camion.
Les moules doivent être manipulés facilement par deux ouvriers (pas trop lourds) et doivent
être propres et mouillés avant d'y déverser la terre. Compte tenu de l'état hydrique plus liquide
de la terre, les adobes produites de cette façon présentent un risque de retrait et donc de
fissuration plus importante.
Il convient donc de compenser ce risque en utilisant une terre dont la texture est riche en
gros sables et petits graviers. L'organisation de la production mécanisée se fait autour de deux
principaux postes qui sont le malaxage et le moulage et mobilise 5 à 6 ouvriers selon la taille
des unités, La production moyenne pour ce type d'organisation est de l'ordre de 8000 à 10 000
blocs par jour
photo (I.2) :moule de l’adobe
b.2. Le mode de production mécanisé :
La production mécanisée de blocs d'adobe a été développée dès la fin du XIX siècle, aux
Etats Unis d'Amérique, notamment par un fabricant californien, Hans Sumpf. Celui-ci mettait
au point une machine tractée par un animal domestique dans un premier temps puis motorisée
et munie de pneus, dotée d'un système de trémie mobile au-dessus d'un moule à compartiments
multiples (25 moules) recevant directement la terre et déposant au sol les 25
blocs successivement moulés. Ce type de machine permet une production pouvant aller de 20
à 30 000 blocs par jour.
26
c. Les produits :
Les produits de la fabrication des adobes, manuelle ou mécanisée, sont extrêmement variés.
Ils sont le plus souvent directement tributaires des savoir-faire traditionnels et varient quant au
type de terre utilisée, au mode de moulage, aux dimensions des blocs (très changeantes) et aux
destinations d'emploi plus ou moins spécifiques (blocs spéciaux). Les moules utilisés sont
généralement en acier ou en bois (le plus souvent) et de forme très variée. Les dimensions
les plus fréquentes de 40 x40x15 cm ou 40x30x15 cm, ou 40x20x10 cm…). On distingue

globalement trois principaux types de produits : Produits classique, produits spéciaux, produits
antisismiques
d. Les avantages de l’adobe :
L’adobe possède plusieurs avantages par rapport aux matériaux industriels qui se résume en
 Il a la capacité de régulariser l’humidité de l’air.

 D’emmagasiner la chaleur
 Réduire la consommation d’énergie.
 De ne produire virtuellement aucune pollution.
 Construction peu couteuse.
 N’entraine pas la production de gaz
e. Les inconvénients de l’adobe :
 Fragile.
 Nécessite des travaux d’entretien.
(a) (b)
photo (I.3) : (a) Maison traditionnelle en Adobe ,(c) Mosquée Cité de Ghadamès en Libye
27
I.4.3.2. Les pisés (Terre Comprimée ) :
a. Définition :
Le pisé, technique séculaire de mise en œuvre de terre crue, offre des qualités d'habitabilité
et d'adaptation exceptionnelles mais nécessite une attention et un suivi régulier. Bien protégé
et construit, la construction en pisé traverse les siècles et s'adapte tout naturellement aux divers
besoins des hommes
Traditionnellement, les bâtiments en pisé portent de « bonnes bottes » et un « bon chapeau ».

C'est à dire que le soubassement est traité de manière à éviter les remontées capillaires, (Le
plus souvent en galets, en pierre ou en briques de terre cuites maçonnées) et le débord de toiture
est suffisant pour éviter le ruissellement de l'eau sur la façade.
Le pisé, quant à lui, est en fait la compaction d’un volume de terre à l’intérieur d’un
coffrage de façon manuelle en utilisant un pilon ou à l’aide de machinerie spécialisée. (Figure
I.4) montre un exemple de coffrage qui peut être utilisé pour la fabrication de murs en pisé
photo (I.4) :Les Etapes De Construire Un Mur En Pisé
(source : maison suindara.wordpress.com )
28
b. Technique de production :
Le pisé est une technique particulière pour monter un mur en terre crue : celle-ci est
compactée (à l'aide d'un pilon) dans des coffrages (appelés banches) de grande largeur qui se
superposent pour constituer la hauteur des murs (figure I.4)
Cette technique permet d'utiliser la terre généralement directement issue du site de la

construction, et ne nécessite pas de transformation (pas d'utilisation d'énergie pour Altérer ses
propriétés basiques) Des ≪ lits de chaux ≫ ou ≪ cordons de chaux ≫ font souvent office de
liant entre les différentes ≪ banchée ≫ (hauteur de coffrage). En revanche, cette technique n'est
pas applicable avec toutes les terres. En effet, la terre à pisé doit avoir une granulométrie variée
: graviers, sables, limons et argiles dans des proportions bien définies, même si selon les lieux
d'extraction, la matière se comportera différemment (couleur, tenue aux intempéries,) (Figure
I.5)
c. Les produits : différents types de pisé :

L'aspect général du matériau pisé, une fois compacté et décoffré est celui d'un "béton
maigre de terre", variable selon le type de terre (apparence de graviers et cailloux ou texture
plus fine), selon le type de coffrage utilisé et les principes constructifs adoptés pour édifier la
maçonnerie de terre en "banchées" successives (en progression horizontale ou verticale avec
des coffrages traditionnels)
d. Les avantages de pisé :

La terre possède de multiples qualités dans le domaine du bâti :
 Régulateur d’humidité : capacité à laisser transiter la vapeur d’eau.
 Durée de vie : patrimoine de bâtiments centenaires très présents.
 Déphasant : il ralenti le transfert de chaleur (et permet un confort d’été indéniable).
 Élément de forte inertie, c'est-à-dire qu’il a une bonne capacité de stocker la chaleur et de
la restituer par rayonnement.
 Bonne isolation phonique et qualité acoustique. – Reprise aisée, mais nécessitant un
savoir-faire
e. Les inconvénients de pisé :
 Travaux d’entretien annuels.
29
photo (I.6) : Patrimoine en pisé : (a) la grande muraille de Chine, Les Vestiges de El-Mahalla El-
Mançoura, « Le camp Victorieux ». Tlemcen
I.4.3.3. La bauge (terre-paille) :

Un mur de bauge se façonne en déposant de la terre crue mêlée à de la paille, cette dernière
permettant d'améliorer sa cohésion et sa résistance. C'est un mur porteur.
photo (I.7) : Construction en bauge : (a) Maison à Sa’dah Yémen, (b) Bourrine de Vendée ; (c)
Mosquée de Bobo Dioulasso
(Sources : fr.db-city.com ; www.saint-jean-de-monts.com )
a. Technique de constructions :Piqueter la surface du mur (extérieure), incrusté des éclats de

pierre, permettra une meilleure adhérence de l'enduit
. b. Avantage :
 Qualité plastique du matériau
 Pas besoin de coffrage (pisé), ni d'armature (torchis)
30
c.Inconvénients :
 Nécessite beaucoup de main d'œuvre
 Installation des murs très longue
I.4.3.4. Le torchis :
C'est un mélange terre-paille ou terre-chanvre coulé entre des banches. La pâte obtenue doit
être montée entre les éléments d'une structure en bois ou en brique (à la main ou à la truelle) et
doté d'une armature interne (planchettes, branches).
a. Technique de constructions :
 Pour fabriquer des grandes quantités de torchis, utilisez une bétonneuse. On fait d'abord un
mélange argile + eau pour obtenir une bouillie liquide, on ajoute ensuite de la paille ou du
chanvre afin de ramollir le tout, puis de la terre et de la chaux pour le durcissement.
 Il est préférable de consolider l'assise du mur notamment pour limiter les infiltrations :
installez donc des pierres, galets, ou morceaux de briques dans la partie basse.
b. Avantage :
 Plus solide que la terre crue seule
 Séchage rapide
 Financièrement plus économe que les autres types de terre crue
c. Inconvénients :
 Le chantier peut demander plus d’efforts qui sont proportionnels à la taille du projet.
 Les normes de construction n’ayant pas encore été établies
photo (I.8) : Technique De Construction En Torchis Alsace France
31
I.4.3.5 .Terre Coulée :

La technique de la terre coulée peut être comparée à la technique du béton maigre coulé. Elle
met en œuvre la terre à l’état de boue liquide dont la granularité est de préférence sableuse ou
graveleuse. Les avantages de cette technique sont multiples : préparation aisée du matériau,
facilité de mise en œuvre et large registre d’applications, mais elle comporte également un gros
désavantage : le retrait au séchage est important. La stabilisation peut néanmoins résoudre ce
problème. (Fig. I.9).On peut également compartimenter les constructions afin de réduire le
retrait ou alors simplement boucher les fissures après séchage lorsque celles-ci ne posent pas
de problèmes structurels. Les outils utilisés pour cette technique sont les mêmes que ceux
utilisés couramment pour le béton .La terre coulée permet de fabriquer des briques, des pavés
et des murs, armés ou non (Guillaud & Houben, 1995) Coulée, Un Béton De Terre.
photo (I.9) : Exemple de Mur En Terre Coulée

(source : http://www.avenirbati.fr/mur-terre-coulee/
I.4.3.6. La brique de terre crue compressée (BTC) :

La brique de terre compressée est un béton de terre composé de graviers, sables, et
d'éléments fins (limons et argiles). On utilise ensuite des presses pour comprimer la brique :
manuelles ou motorisées, à transmission mécanique, hydraulique ou pneumatique. Le joint que
l'on utilise pour assembler les briques est généralement constitué d'un mortier de chaux, sable
et terre (argile). La capacité de charge de ce type de mur est d'environ 700 psi (48 bars) lorsqu'il
est juste fini, peut atteindre 1000 psi (68 bars) une fois séché, et entre 2500 à 3900 psi (172 à
268 bars) mélangé à du ciment, sachant que les normes recommandent une capacité de charge
de 300 psi (20,6 bars).
32
a. Production des blocs de terre comprimée :

La production des blocs de terre comprimée peut être assimilée à celle des blocs de terre
cuite produits pas compactage, exception faite de la phase de cuisson. L’organisation de la
production sera selon qu’elle est réalisée dans le cadre de petites unités de production artisanales
(ou briqueteries) ou bien dans le cadre d’unités de production semi-industrielles
ou industrielles. Les aires de production, de séchage et des stockages varient également selon
les modes de production adoptés et les conditions de production issues de l’environnement
climatique, social, technique et économique
photo (I.10) : une presse manuelle et Hydraulique.
b. Techniques de constructions :
Pour la fabrication des BTC , divers types de presses sont disponibles à l'achat ou à la
location : De la presse manuelle qui convient pour un usage personnel et pour autoconstructeurs,
jusqu'à la presse motorisée, à transmission mécanique, hydraulique ou pneumatique pour un
usage professionnel intensif.
• Il est indispensable de mouiller chaque brique avant de l'installer.
• N'empilez trop de rangées, préférez l'installation d'un rang ou deux sur une plus grande
longueur. En effet, sous le poids des briques le mur est très instable, en tous cas jusqu'au séchage
du mortier. L’utilisation du ciment comme additif peut réduire le temps de séchage.
c.Avantage :
 La BTC est un matériau écologique : composée essentiellement d’argile, sable et
gravillons et d’un peu de ciment, fabriquée sans cuisson.
33
 La BTC procure un confort thermique et phonique excellent : de part son inertie

thermique et sa masse, un mur en BTC apporte confort thermique et isolation
phonique
 La BTC offre une grande résistance : la résistance à la compression d’une BTC
dépasse les 60 bars (60kg/cm²)
 La BTC présente un intérêt architectural et esthétique : en cloison, en mur porteur,
la BTC permet une richesse de formes, et de motifs variés dans son utilisation
* La BTC est simple à mettre en œuvre : la BTC se monte avec un mortier de terre amendé.
Les règles de construction sont simples à suivre.
d. Inconvénients :
 Fabrication des briques longue et fatigante
 Fragilité : au moindre choc la brique se brise ou s'effrite
 Se détériore sous l'effet du gel
Types De Blocs :
Diversités des produits de blocs de terre comprimée Aujourd’hui, le marché accueille une large
gamme de produits de terre comprimée (Houben, 2006)
a. Blocs pleins :
Ils sont principalement de forme prismatique (parallélépipèdes, cubes,
hexagonesmultiples, etc.). Leur usage est très varié.
photo (I.11) : Brique pleine en terre crue
b. Blocs creux :
On observe normalement de 15 % de creux, 30 % avec des procédés sophistiqués. Les
évidements creés au sein des blocs améliorent l'adhérence du mortier et allègent les blocs.
Certains blocs évidés permettent la réalisation de chaînages (coffrage perdu).
34
c. Blocs alvéolaires :
Ils présentent l'avantage d'être légers mais exigent des moules assez sophistiqués ainsi
que des pressions de compression plus forte que la normale.
d. Blocs à emboitements :
Ils peuvent éventuellement permettre de se passer de mortier mais exigent des moules
assez sophistiqués et en général des pressions de compression plus ou moins élevées.
e. Blocs parasismiques :
Leur forme améliore leur comportement parasismique ou permet une meilleur intégration de
systèmes structuraux parasismiques : chainage par exemple
. photo (I.12) : Les Blocs Parasismiques En Terre Crue

http://construire-en-btc.blogspot.com/
d. Blocs spéciaux :
fabriqués exceptionnellement pour des applications particulières. (Figure I.13 ) Des moules
spécifiques permettent également la réalisation de motifs sur les faces des blocs qui seront
visibles afin d’obtenir un effet décoratif du bloc sans avoir recours à un traitement de finition
35
photo (I.13) : Les différents Types De La Brique De Terre Crue.

http://ciadastelhas.com.br/tijolo-aparente
I.4.3.7. Les sacs de terre :
La construction en sacs de terre s'inspire de la construction en pisé : on remplit de terre
compactée, des sacs de polyéthylène ou polypropylène (utilisés notamment pour le
conditionnement des grains). Le mélange peut être constitué de divers matériaux comme de
l'argile, du sable, du béton etc.
On obtient ainsi une structure porteuse où les rangées de sacs sont fixées entre elles grâce à du
fil barbelé, et à laquelle on applique n'importe quelle type d'enduit. Cette technique a été
développée par un architecte américain, Nader Khalili.
a.Techniques de constructions : Ce type de construction convient mieux pour des régions à

climat chaud. En effet, dans le contexte canadien, il est préférable d'utiliser cette technique pour
des locaux non chauffés du type garage ou atelier.
• Il est souvent conseillé d'utiliser un enduit de ciment, renforcé de fibres cellulosiques (papier,
carton, …). On obtiendra une excellente protection contre les rayons du soleil (qui détériorent
les sacs) et le temps tout en laissant le mur respirer.
• En remplissant les sacs de roche volcanique écrasée on obtient un mur dont les qualités
isolantes équivalent à une construction en ballots de paille.
b. Avantage :
 Résiste à toutes sortes de temps, intempéries
 Mur massif très solide
c. Inconvénient :
 Peu recommandé pour des régions froides
36
I.4.3.8. Terre Excavée :

Cette technique donne naissance à des habitats de type troglodytique qui s’adaptent au climat
et à la géographie. Il s’agit de creuser (verticalement ou horizontalement) le sol argilo-sableux
afin d’y faire apparaître des logements. Par exemple la ville de Matmata en Tunisie (Figure I.14
);
photo (I.14) : Habitat Troglodytique Habitation De Matmata, Tunisie

(source : https://maison-monde.com/les-maisons-troglodytes-de-matmata/)
I.4.3.9. Mottes De Terre :

Cette technique est très ancienne et se retrouve principalement dans les régions des grandes
plaines. Il s’agit de construire avec la terre de surface des sols, c’est-à-dire avec des mottes de
gazon (Figure I.15). La terre contient donc de nombreuses racines et plantes herbacées. Les
racines lui confèrent une résistance due à leur entrelacement. Les avantages de cette technique
sont la mise en œuvre rapide et plutôt simple
photo (I.15) :Maisons Islandaises Médiévales, En Bois, Incrustées Dans Des Mottes De Terre.
(source : https://maison-monde.com/maisons-de-gazon-traditionnelles-islande/)
37
I.4.3.10.Terre Façonnée :
La technique de la terre façonnée se met en œuvre avec de la terre à l’état plastique, sans
moule ni coffrage. Cette façon de faire permet d’obtenir une large gamme de formes
architecturales souvent très riches tout en réduisant la main d’œuvre et les coûts de
construction. (Figure I.16 )
photo (I.16) : Construction En Terre Façonnée

(source : L’architecture en terre construction nouvelle et conservation du patrimoine historique . Teresa
Diaz Gonçalves ; Maria Idália Gomes)
I.4.3.11. Blocs Découpés :

La taille des blocs découpés se réalise en carrière. L’extraction de ces blocs est semblable
à celle de la pierre traditionnelle, c’est-à-dire qu’elle se réalise à l’aide de pioches, burins,
coins et scies. Ces carrières présentent une terre suffisamment cohérente et d’une dureté telle
qu’on peut directement y tailler des blocs utilisables pour la construction. La terre de ces
carrières est généralement riche en éléments carbonatés ou résultants d’une induration
latéritique. Les blocs découpés se mettent en œuvre comme des blocs classiques. Selon les
régions, cette technique est connue sous différents noms : « tepate » au Mexique, « caliche »
aux U.S.A., « mergel » en Hollande, « marl » en Angleterre et « tuf » dans les pays
méditerranéens. Les sols du Burkina Faso et de la Libye contiennent de la plinthite (variété de
latérite en induration) qui, lorsqu’elle est en contact avec l’air durant quelques mois, devient
dure comme la roche et imperméable à l’eau. On retrouve donc dans ces pays de nombreuses
constructions en blocs découpés, comme les bâtiments en BLT (blocs latéritiques taillés) au
Burkina Faso (photo 1.17)
38
photo (I.17) : BLT et Construction en BLT, Burkina Faso

source : L’architecture en terre construction nouvelle et conservation du patrimoine historique .
Teresa Diaz Gonçalves ; Maria Idália Gomes)
I.4.4.Les Caractéristiques des briques en terre crue :
Les caractéristiques des briques de terre crue sont représentées dans le tableau suivant :
Tableau 1.1: les caractéristiques des briques de terre crue (adobe, pisé et BTC)
Types de briques de terre crue
Caractéristiques
Adobe Pisé BTC
Masse volumique (kg/m3) 1200 – 1700 – 2200
1700 – 2200
1700
Résistance à la compression 2–5
< 2,4 < 2,4
(MPa)
Résistance à la traction -
0,5 – 1 -
(MPa)
Conductivité thermique 0,46 – 0,81 0,81 – 1,04
0,81 – 0,93
λ (W/m°C)
Chaleur spécifique (J/Kg°C) 900 850
Capacité thermique 1350
510
(KJ/m3°C)
Absorption d’eau (%) 5 10 – 20 10 – 20
Isolation acoustique (dB) 50 dB pour 40cm 50 dB pour 40cm
40 dB pour 20cm 40 dB pour 20cm
Retrait au séchage (mm/m) 1 1–2 0,2 – 1
39
1.5. La brique terre cuite :

I.5.1.Composition de la brique terre cuite :
Matériau intemporel en constante évolution, occupe une place prépondérante au cœur de
l'habitat. Tuiles, briques, carreaux et revêtements de sol apportent une réponse conjuguant esthétique,
performance technique, bien-être, confort, isolation, respect de l'environnement et économie aux
bâtisseurs et occupants de logements individuels ou collectifs et de bâtiments non résidentiels du
secteur tertiaire ou dépendants de collectivités. Naturelle par essence, la terre cuite est empreinte de
modernité. Les procédés et techniques de fabrication ont considérablement évolué ces 20 dernières
années. De nombreux programmes d'investissements lourds ont été consentis par les industriels, pour
transformer totalement leur outil de production et introduire une plus grande industrialisation dans
les processus de fabrication, désormais entièrement automatisés et robotisés.
Matière première utilisée : les argiles
* Origine :
La décomposition des roches primaires (éruptives) tel que granite, causé par action
chimique (oxydation, carbonations…), action physique (variation de température, l’action
d’eau, de gel, érosion)
a.Processus de production :
a.1.extraction :
L’extraction peut se faire par des engins mécaniques : décapeuse, pelles chargeuses …etc.
La matière première extraite, acheminée à l’usine par camions, voies ferrée, bandes
transporteuses.
a.2.Façonnage :
Le façonnage des produits (pleins, perforés et creux), est réalisé par deux procédures :
étirage et pressage .
a.3.Séchage :
Les produits sont façonnés avec une teneur en eau de 15 à 30% (les chiffres exprimés en
pourcentage par rapport au poids sec). Il est nécessaire avant la cuisson d’éliminer la plus
grande partie de cette eau, par des séchoirs bien réglés. L’énergie consommée varie de 3.5x106
à 4.10x106 J/Kg d’eau évacuée, le séchage d’une tonne de produit nécessite une consommation
d’énergie électrique de 6 à 13 Kwh.
40
a.4.Cuisson :
C'est la dernière opération que doit subir le bloc d'argile façonné et séché pour devenir ensuite
une brique de terre cuite. C'est donc une phase extrêmement importante qui doit se dérouler très
progressivement, c’est à dire. que la fournée est soumise à un échauffement régulièrement
croissant jusqu'à la température de cuisson (comprise entre 850° et 1200°C selon l'espèce
d'argile utilisée), ensuite elle doit refroidir aussi graduellement.
Il existe une très grande variété de fours, qui peuvent être classer en deux catégories
-principales : les fours à fonctionnement discontinu et les fours à fonctionnement continu
Dans le premier cas, le mode opératoire comprend le chargement du four, sa mise à feu, son
extinction et refroidissement lorsque la cuisson est terminée. Dans un four du type continu, le
feu ne s'éteint jamais, et c'est le chargement qui est introduit et extrait du four suivant un cycle
régulier
Concernent la réaction des matières premières à la cuisson, la chaleur provoque des
modifications de masse volumique, de porosité, de dureté, dimensions. Elle provoque
également des déshydratations, des décompositions et des combinaisons qui modifient les
propriétés comme suit :
-jusqu'à 200° C environ, évacuation de l'eau résiduelle courant le séchage ;
-de 200 à 450° C, décomposition de matière organique;
-de 450à 650° C, décomposition des minéraux argileux avec départ de l'eau de
constitution ;
-de 650 à 750° C, décomposition du carbonate de chaux (cas des argiles calcaires);
41
Figure (I.3): Fabrication des produits de terre cuite
I.5.2.Produits de brique en terre cuite :

I.5.2.1.Briques ordinaires :
Les briques de terre ordinaire se présentent sous la forme de parallélépipèdes des rectangles
obtenus par extrusion « filage » ou éventuellement par pressage lorsqu‘il s‘agit de brique
pleines .Selon la norme XP P13 305 la brique plein ordinaire se compose en deux catégories
pleins ou perforés en terre cuite .
 Brique plein : brique ne comprend aucune perforation et dont le format d‘appellation
le plus courant est dimensions: 250 x 120 x 55 mm.
 Brique perforée : Les briques perforées qui comportent au moins quatre conduits non
débouchant sont fabriqués par voie demi-sèche. Ces briques doivent avoir les dimensions
suivants 250x120x88-55mm.
On fabrique les briques à 8 et 18 conduits dont les diamètres sont de 35-45 mm et de 17-18 mm.
42
Les trous de la perforation sont faits soit verticalement dans la proportion de 60 % de la section
totale, soit horizontalement avec alvéoles parallèles au lit de pose dans la proportion de 40 %
de la section totale.
Selon la technologie de fabrication des briques traditionnelles, il est difficile d'obtenir des
briques ayant des dimensions exactement précises, à cause du retrait à l'air et retrait de cuisson.
Selon la Norme, les tolérances sur les briques peuvent être calibrées de la manière suivante: ±6
mm sur la longueur; ± 4 mm sur la largeur et ±3 mm sur l'épaisseur.
Figure (I.4):Brique pleines et perforées
Figure (I.5):Briques perforées.
I.5.2.2.Briques creuses de terre cuite à perforation horizontale :

Selon la norme NF P 13-301. Les briques creuses à perforation horizontale sont des produits
comportent des perforations sont parallèles au plan de pose et dont la section totale dépasse 40
% de la section du produit . Briques plâtrières : d‘épaisseur de 3.5 à7.5 cm Les briques creuses
sont classées :
 D‘après la forme :
type C: à faces de pose continue,
type R.J. : à rupture de joint (coupure de joint horizontal).
 D‘après la résistance : On distingue les briques ordinaires et les briques à résistance
garantie.
43
photo (I.18) : Briques creuses de terre cuite à perforation horizontale
I.5.2.3.Brique de terre cuite à perforation verticales (blocs perforés)

Les blocs perforés sont des produits permettant d‘une paroi réaliser toute l‘épaisseur d‘avec
un seul élément, et comportant des perforations perpendiculaires à la face de pose. Leur largeur
est au moins de 14 cm, et la somme des perforations est égale ou inférieure à 60% de la section
totale. Selon leurs caractéristiques thermique, ces blocs peuvent être soit des blocs normaux
soit des blocs de type G (figure I.19)
photo (I.19) : Briques creuses de terre cuite à perforation verticale type G
I.5.3. Propriété et caractéristique des briques de terre cuite :

Les propriétés et les caractéristiques des briques de terre cuite sont indiquées dans les tableaux
suivants :
Tableau (I.2) : Propriétés des briques pleins et perforés
Poids spécifique (kg/m3) Environ 1800
Résistance Compression (MPa) De 5 à 80
Mécanique Traction(MPa) De 0 à 2
Dilatation thermique(mm/m.k) 0.005
Gonflement à l‘humidité (mm/m) 0.1
Retrait au durcissement (mm/m) 0.2 à 1.1
Porosité (%) 5 à 18
Réaction au feu Très élever
La conductivité w/m.°C 1.15
44
Tableau (I.3) : La résistance thermique des briques pleins et perforés
Pleines Perforés
Epaisseur (cm) R(m².°C/W) Epaisseur (cm) R(m².°C/W)
5.5 0.05 20 0.52
10.5 0.09 30 1.00
22 0.20 35 1.21
Tableau(I.4) : Propriétés de la brique creuse

Masse volumique(kg/m) 1750-2050
Résistance à la compression MPa 4-8
Dilatation conventionnelle à l‘humidité 0.60 -1.6
mm/m
L‘absorption d‘eau % ≤15
Résistance au gel %1
Isolation acoustique Db 41-58
Tableau (I.5) : la résistance thermique des Brique creuses
E : épaisseur en cm 5 10 20 25
R(m².°C/W) 0.10 0.20 0.39 0.55
Ses propriétés changent par rapport au type d‘argile utilisé

I.6. Brique silico-calcaires :
Les briques silico-calcaires sont essentiellement formés d’un mélange de matériaux siliceux
finement broyés et de chaux hydratée Ca(OH)2 appelée chaux grasse (ou ciment portland) soumis
Généralement à un traitement à l’autoclave. Deux catégories de produits sont fabriquées et utilisées
comme matériaux de construction
I.6.1.produits Brique silico-calcaires :
a.Silico- calcaires denses :
Le mélange de silice et de chaux ne constitue généralement pas un liant hydraulique à la
température ambiante (la combinaison n’a lieu que si la silice est vitreuse et pouzzolanique),
mais il n’en est pas de même en présence de vapeur d’eau sous pression. Les premiers brevets,
qui furent pris en 1880 par l’Allemand Michaelis, en 1886 par l’Anglais VAN Derburgh, étaient
relatifs à la fabrication de briques silico-calcaire obtenues par un mélange
45
Soigneusement dosé de chaux et de silice, broyé puis moulé par pression et traité à la vapeur.
La première application industrielle a été faite en Allemagne vers 1894. Les pays qui ont les
plus fortes productions de produits silico-calcaires denses sont : La Russie, l’Allemagne et la
France.
b.Silico- calcaires légers :
Les briques silico-calcaires légers sont fabriqée à partir des mêmes matériaux que les silico-
calcaires denses, mais avec ajout d’un constituant produisant des vides artificiels fermés, sous
forme de bulles gazeuses obtenues par réaction chimique. Ils appartiennent à la classe des
matériaux appelée Improprement béton cellulaire ou béton gaz.
Les premiers brevets datent de 1890, mais on considère souvent le Suédois J. A Eriksson
comme le père de ces produits ; ses brevets datent de1923 et il utilisa en 1929 le traitement à
l’autoclave. Ces produits furent d’abord commercialisés en Suède en 1924 Danemark en 1928
et URSS en 1930. Les principes producteurs sont la Russie, le Japon, l’Allemagne, la Grande-
Bretagne
I.6.2.Les phénomènes physiques de processus d’autoclave :
En conditions normales, la chaux mélangée avec le sable durcit très lentement. Les
éléments obtenus après durcissement sont de résistance mécanique (de 1-2 MPa) et sont
facilement détrempes en présence d’eau. Mais en présence d’une vapeur saturée (100% d’humidité)
à une température de 170°C et plus la silice du sable devient chimiquement active et commence à
réagir rapidement avec la chaux, suivant la réaction (I .1), formant un hydrosilicate de calcium :
un produit solide et résistant à l’eau. Ca (OH) 2 + SiO2 + (n-1) H2O x CaO + y SiO2
+ n H2O (I. 1)
Au fur et à mesure que la température s’élever la vitesse de réaction (I. 1) croit. Ce
processus a lieu dans les autoclaves sous pression de la vapeur saturée (0.8 - 1.2 MPa) L’augmentation
de température et de pression de vapeur est suivie par la dissolution des
composants initiaux. La solubilité des constituants varie avec la température c’est à dire, la
dissolubilité de Ca (OH )2 diminue avec l’augmentation de la température et celle du Sio2,
H2O ( H4 Sio4 ) augmente .
46
I.6.3.La Fabrication :
• Silico-calcaire denses Le mélange (5-12%) chaux vive (CaO) et sable propre de 0/5 mm et
l’eau de l’ordre de (4 à 8 %) de la masse des matières sèches. Généralement des mélangeurs
continus alimentent d’une façon régulière la matière comprimée ou comprimée – vibrée suivant
les modèles de presses, sous des pressions variant de 15 à 45 MPa, exceptionnellement 60
MPa, après démoulage les produit sont traités dans des autoclaves durant de 6 à 14 h et la
pression varie de 0,8 à 1,2 MPa (à 170 - 190°C environ)
• Silico-calcaire léger :
Ces matériaux sont obtenus par traitement à l’autoclave d’un mélange de sable siliceux (60à
65%), de chaux et de ciment (35 à 40% pour l’ensemble), une multitude de petites cellules étant
créés dans une mélange par dégagement gazeux résultant de l’addition, au moment du gâchage,
de poudre d’aluminium
(a) (b) (c)

photo (I.20) : Produit en briques silico-calcaire, Mur en brique silico-calcaire, Gites artificiel en
briques plâtrière creuses
1.6.4. Les propriétés de brique silico-calcaire :

Les propriétés de brique silico-calcaire sont indiquées dans le tableau suivant :
47
 Tableau (I.6) : Propriétés de brique silico-calcaire :
Type de brique SC Brique silico-calcaire dense Brique silico-calcaire

léger
Masse volumique (kg/m3) 600 – 2200 300 – 800
Résistance à la compression (Mpa) 6 – 60 1.5 – 7
Conductibilité thermique λ Pour une masse volumique entre Pour une masse volumique
(w/m. °c) 1700-2100 (Kg/m3) 1.16-1.63 entre 0.08 -300 (Kg /m3)
Absorption d'eau 4 à 8 % -
Isolation acoustique 48 B -
1.6.5. Les avantages des briques silico-calcaires :

Les briques silico-calcaires en général ont un très bon comportement au gel, leur non gélivité
leur permet de bien résister à des températures pouvant atteindre 550°C.
➢ Les briques silico-calcaires ainsi que les briques cuites sont des matériaux de construction
non inflammable.
➢ Les briques silico-calcaires sont en générale de même usage que les briques de terre cuite,
mais avec certaine restriction, Il est interdit d'utiliser les briques silico-calcaires pour la pose des
fondations et des socles parce qu'elles sont moins résistantes à l'eau que les briques de terre cuite
. La norme utilisée pour les briques silico-calcaire est (DIN 106), et la norme France (NF P 14 –
302).
I.7.Conclusion :
La construction en terre crue représente une réponse pertinente aux enjeux actuels et futurs du
secteur du bâtiment tant sur le plan environnemental que sanitaire. Il convient donc aujourd’hui de
tout mettre en œuvre pour que la filière terre crue algérienne se structure et puisse apporter ses
réponses au marché de la construction dans de bonnes conditions et ainsi se développer. Dans le
monde, plus d’un milliard d’individus, surtout dans les pays en voie de développement, sont
concernés par la crise mondiale de l’habitat. La terre est un matériau qui apporte des réponses
intéressantes à cette crise ; ainsi qu’aux préoccupations liées à la recherche de l’équilibre écologique
de l’environnement et au développement durable. Outre ses aspects esthétiques d’une matière brute
et pure, la terre présente en effet des avantages évidents de faible consommation d’énergie grise
(énergie de production). Elle contribue aussi à la construction de maisons à faible consommation
d’énergie et même passives par leur apport de masse thermique, de régulation de l’hygrométrie et
d’utilisation de murs chauffants (et refroidissants) avec des briques et des enduits en terre pour
transfert d’énergie solaire et d’autres énergies renouvelables plus efficaces à basse température.
48
Chapitre II
a) Transfert thermique et méthodes

De mesure de la conductivité thermique
b) quelques donnés sur les matériaux

Locaux utilisées
49
CHAPITRE
Chapitre I :II : lesSynthèse
propriétésBibliographique.
thermiques
A)- généralités sur les propriétés thermiques
II.1. Introduction :
La thermodynamique permet de prévoir la quantité totale d’énergie qu’un système doit échanger
avec l’extérieur pour passer d’un état d’équilibre à un autre.
La thermique (ou thermocinétique) se propose de décrire quantitativement (dans l’espace et dans le
temps). L’évolution des grandeurs caractéristiques du système, en particulier la température, entre
l’état d’équilibre initial et l’état d’équilibre final.
Les deux notions fondamentales en transferts thermiques sont la température et la chaleur. La
température caractérise l’état d’un corps ; la chaleur exprime un échange énergie.
Lorsque deux points dans l’espace sont à des températures différentes, il y a systématiquement
transfert de chaleur toujours du corps “chaud” vers le corps “froid”. C’est une conséquence directe
du deuxième principe de la thermodynamique
II.2. Modes de transfert de chaleur :
▪ Les lois régissant les trois modes de Transfert Les trois modes de transfert de chaleur sont
régis par trois lois de transport. Ainsi :
a- La conduction est régie par la loi de Fourier
b- La convection est régie par la loi de Newton
c- Le rayonnement est régi par la loi de Stefan-Boltzmann.
II.2.1.Conduction:
C’est le mode de transfert qui apparaît toujours dans un fluide ou un solide dès qu’il y a un
gradient de température. Il s’agit d’un transfert thermique de proche en proche par chocs
microscopiques entre particules d’énergie différente, les particules les plus énergétiques
transmettant de l’énergie cinétique à celles qui en ont moins. D’un point de vue
phénoménologique elle est décrite par la loi de Fourier (figure.II.1)
(a).La Conduction (b). La propagation de la chaleur

Dans Une paroi
Figure (II.1) : transfert de chaleur par conduction
50
CHAPITRE
thermiques
II.2.2. Convection :
La convection est un mode de transfert d’énergie qui implique un déplacement de matière dans
le milieu, par opposition à la conduction thermique (diffusion de la matière). La matière est
advectée (transportée-conduite) par au moins un fluide. (Figure. II.2).
Ainsi durant la cuisson des pâtes, l'eau se met en mouvement spontanément : les groupes de
particules de fluide proches du fond de la casserole sont chauffés, se dilatent donc deviennent
moins denses et montent ; ceux de la surface de la casserole sont refroidis par le contact de la
surface avec un milieu moins chaud, se contactent donc gagnent en densité et plongent. Le
transfert thermique est alors plus efficace que dans le cas de la conduction thermique.
(a).La convection (b).refroidissement d’un bâtiment sous l’effet du vent

Figure (II.2) : transfert de chaleur par convection
II.2.3. Rayonnement :
Les transferts thermiques par rayonnement diffèrent des autres transferts par le fait qu’ils
ne nécessitent pas de support matériel pour se propager contrairement à la conduction (support
solide) ou à la Convection (support liquide ou gazeux). Tout corps dont la température est
supérieure au zéro absolu contient et émet en permanence de L’énergie sous forme de
rayonnement
(a).Le rayonnement. (b). Le corps (1) chaud émet des radiations vers
l le corps plus froid et le réchauffe.
Figure (II.3) : Transfert de chaleur rayonnement
51
CHAPITRE
thermiques
II.3. Quelques définitions énergétiques:

II.3.1. La chaleur :
Forme d'énergie correspondant à l'agitation aléatoire des molécules de la matière, lorsqu'on
introduit une quantité de chaleur dans un corps, la température de ce dernier augmente. Dans le
cas d'un changement de phase, une partie de cette chaleur est utilisée pour satisfaire les besoins
thermiques liés à ce phénomène (fusion, évaporation, etc.…).
II.3.2.La température :
C’est la manifestation mesurable de la chaleur stockée. On dit aussi que la température est
liée à la moyenne d’énergie cinétique due au mouvement des atomes et molécules du corps par
la relation :
1/ 2 mv2 = 3/2 KT
II.3.3. La conservation de la chaleur :

Une fois que l'énergie a été transformée en chaleur, cette dernière se "conserve" lors des
différents transferts qu'elle subit.
Q + ΔQ = Q'
II.3.5. Densité de flux thermique :

La densité de flux thermique (ou flux thermique surfacique), c'est le flux thermique par unité
de surface. La densité de flux thermique s'exprime en watt par mètre carré (W.m-2)
𝒅𝑻
Փ = −𝝀
𝒅𝒙
Si la densité de flux est uniforme sur la surface considérée :
𝝋
Փ=
𝑺
II.3.6.Conductivité thermique (λ) :

C‘est la propriété des corps de transmettre la chaleur par conduction .Chaque matériau
possède une conductivité thermique propre Pour classer les matériaux selon ce critère, on
utilise le coefficient lambda (λ) .Il s‘exprime en watts par mètre kelvin (W/m.K) ou parfois en
W/m.°C) et représente la quantité de chaleur traversant un mètre carré de matériau d‘une
épaisseur d‘un mètre, C‘est une caractéristique constante et propre à chaque matériau Plus la
aleur de ce coefficient est faible, plus le matériau est isolant
52
CHAPITRE
thermiques
Figure (II.4) : Représentation de flux thermique
L’inverse de la conductivité thermique (1/ λ) est nommé la résistivité thermique, elle représente
le paramètre qui décrit la résistance des matériaux et les espaces d'air pour le transfert de
chaleur.
La conductivité thermique est aussi obtenue par une formule empirique qui dépend de la vitesse
de propagation de son, la densité sèche et la porosité. La formule s’établis comme suite :
V : vitesse de propagation de son ;

ρ: la densité sèche ;
η: la porosité ;
α0 = 0,64 ; α1 = 0,371 ; α2 = 0,209 ; α3 = - 2,82 ;
Tableau. II.1: conductivité thermique de quelques matériaux
Matériaux Conductivité λ Matériaux Conductivité λ

(W/m.K) (W/m.K)
Ciment portland 0,29 Caoutchouc 0,16
Béton 1,7 Eau 0,6
Air 0,025 Verre 1,1
Bois 0,04 – 0,4 Brique plein 1,16
Alcool, huile 0,1 – 0,21 Liège 0,046
Sol 1,5 Polystyrène 0,209
Mercure 8,47
53
CHAPITRE
thermiques
II.3.7. Résistance thermique :

La résistance thermique représente la résistance de l'élément à la transmission de chaleur à
travers son épaisseur, elle est généralement connue sous le terme de « isolation thermique ».
L’augmentation de la résistance thermique implique que l’élément est isolant. Elle s’exprime
en m2.K1.W-1.
𝒆
𝑹=
𝝀
Où : e : l’épaisseur de l’élément
λ: la conductivité de l’élément
II.3.8. Diffusivité thermique :
Représente la vitesse de pénétration et atténuation d‘une onde thermique dans un milieu,
Plus La diffusivité thermique est petite, plus grande sera la capacité thermique et meilleur sera
le Confort d‘été. La diffusivité thermique est une propriété dynamique du matériau car elle
Intervient dans les transferts en régime transitoire de température.
Elle s‘exprime en (m2·s–1)
𝝀
𝑫=
𝝆. 𝑪𝒑
Figure (II.5) : Quelques ordres de grandeur de diffusivité thermique

II.3.9.Effusivité thermique (E) :
L'effusivité thermique d'un matériau caractérise sa capacité à échanger de l'énergie
thermique avec son environnement. Elle indique la capacité des matériaux à absorber (ou
restituer) plus ou moins rapidement un apport de chaleur. L'effusivité caractérise la sensation
de «chaud» ou de «froid» que donne un matériau [36]. Elle est donnée par :
54
CHAPITRE
thermiques
𝑬 = √𝝀. 𝝆. 𝑪𝒑
λ: est la conductivité thermique du matériau (en [W·m-1·K-1])

ρ :la masse volumique du matériau (en [kg.m-3])
c :la capacité thermique massique du matériau (en [J.kg-1.K-1])
Elle s'exprime donc en J.K-1.m-2.s-1/2
.
Figure (II.6) : Quelques ordres de grandeur d’effusivité thermique
II.3.10.Le coefficient de transmission calorifique (U) :

Le coefficient de transmission calorifique U caractérise les déperditions thermiques d'un
matériau ou d'une paroi. C‘est l‘inverse de la résistance thermique (R). Plus U est faible, plus
la paroi est isolante. Il est exprimé en watt par mètre carré degré
W.m-².°C-1 ou Kelvin W.m-2.K-1
𝟏
𝑼=
𝑹
II.3. 11.La Chaleur Spécifique :

ΔQ = m. Cp. ΔT
La Relation Fondamentale
Exprime que, si un corps de masse m stocke ΔQ (j), sa température s'élèvera de ΔT.
Cp, la chaleur spécifique (en J/ (kg K)) est une propriété physique des matériaux et elle dépend
généralement de la température. Elle caractérise sa capacité à emmagasiner de la chaleur. La
chaleur spécifique d'une substance est fonction de sa structure moléculaire et de sa phase.
55
CHAPITRE
thermiques
II.3.12. L’Inertie Thermique :

Est la capacité d’un matériau à stocker l’énergie, traduite par sa capacité thermique. Plus
l’inertie est élevée et plus le matériau restitue des quantités importantes de chaleur (ou de
fraîcheur), en décalage par rapport aux variations thermiques extérieures (le matériau mettant
plus de temps à s’échauffer ou à se refroidir). En général plus un matériau est lourd et plus il a
d’inertie.
L’inertie thermique est utilisée en construction pour atténuer les variations de température
extérieure, et permet de limiter un refroidissement ou une surchauffe trop importante l’intérieur.
Elle n’est à toutefois pas toujours adaptée aux locaux occupés et chauffés de manière
intermittente.
Pour bien utiliser l’inertie d’un bâtiment, il faut considérer la vitesse de réponse des
matériaux pour transmettre une variation de température, traduite par la diffusivité thermique.
En effet, l’inertie permet de tempérer les amplitudes journalières de températures intérieures
face aux variations de températures extérieures, ce qui est générateur de confort et d’économie
pour les locaux chauffés en permanence.
II.3.13 Capacité thermique massique (chaleur spécifique ; chaleur massique) (cP)

On appelle capacité thermique massique la quantité de chaleur qu‘il faut appliquer à 1kg de
Matière pour élever sa température de1K. Elle s‘exprime en (J.kg-1.K-1) ou (cal.kg-1.K-1)
II.3.14. Capacité thermique (C) :
La capacité thermique est l‘énergie qu‘il faut apporter à un corps pour augmenter sa
température de un kelvin (1K). Elle s‘exprime en (J/K). C‘est une grandeur extensive : plus la
Quantité de matière est importante plus la capacité thermique est grande.
𝑪 = 𝑪𝒑 ∗ 𝒎
Où : C : est la capacité thermique ;
Cp : est la chaleur spécifique ;
m : est la masse.
II.3.15. Chaleur latente :

Chaleur latente de changement d‘état est la chaleur absorbée par le corps (matériau) sans
Changement de température qu‘il faut fournir à l‘unité de masse pour changer sa phase d‘un
État à un autre aux conditions d‘équilibre à la température considérée. Elle s‘exprime en J/Kg
Ou cal/g. ainsi il existe des chaleurs latentes de sublimation, de fusion et de vaporisation.
56
CHAPITRE
thermiques
𝜟𝝔
𝑳=
𝒎
Ou : ΔQ : est l‘énergie (Joules ou calories)

m : est la masse (Kg)
II.3.16.Loi de Fourier :
La conduction thermique est un transfert thermique spontané d'une région de température
Élevée vers une région de température plus basse, et obéit à la loi dite de Fourier établie
Mathématiquement par Jean-Baptiste Biot en 1804 puis expérimentalement par Fourier en
1822. La densité de flux de chaleur est proportionnelle au gradient de température. (La loi de
Fourier est une loi semi-empirique)
II.3.17. Équation de la chaleur :

Un bilan d'énergie et l'expression de la loi de Fourier conduit à l'équation générale de
conduction de la chaleur dans un corps homogène [33]:
λ : est la conductivité thermique du matériau en W.m-1.K-1

:désigne le laplacien de la température.
Pi : est l'énergie produite au sein même du matériau en W.m-3
. Elle est souvent nul (cas des dépôts de chaleur en surface de murs, par exemple).
ρ : est la masse volumique du matériau en kg.m-3
cp : est la chaleur spécifique massique du matériau en J.kg-1.K-1
Sous forme unidimensionnelle et dans le cas où P est nul, on obtient :
II.5.Transfert de chaleur à travers d’un mur :

II.5.1.Transfert de chaleur à travers une paroi opaque :
Les interactions continuelles des facteurs climatiques sur l‘enveloppe des bâtiments
impliquent des transferts d‘énergie à travers ses parois (murs ou toiture) (figure II.8). Ces
transferts sont des processus qui se produisent simultanément dans les deux directions. C‘est
57
CHAPITRE
thermiques
Le cas des murs réels constitués de plusieurs couches de matériaux différents et où le ne

Connaît que les températures Tf1 et Tf2 des fluides en contact avec les deux faces du mur de
surface latérale S
:
Figure (II.7) : Transfert de chaleur à travers une paroi opaque
En régime permanent, le flux de chaleur se conserve lors de la traversée du mur car et s‘écrit :
D’où
Figure (II.8) : Schémas analogue électrique d'une paroi opaque.

Tf1, Tf2 : température de fluide (ambiance).
h1, h2 : Coefficient de transfert de chaleur par convection.
58
CHAPITRE
thermiques
Le flux de chaleur devient :
II.5.2.Transfert de chaleur à travers d’un mur composite :

C‘est le cas le plus couramment rencontré dans la réalité où les parois ne sont p
isotropes. Considérons à titre d‘exemple un mur de largeur L constitué d‘d‘agglomérés creux.
Figure (II.9) : Schémas d'un mur composite.
En supposant le transfert unidirectionnel et en tenant compte des axes de symétrie, on peut

se ramener au calcul du flux à travers l‘élément isolé sur la droite de la (figure II.10) et
calculer la résistance thermique R équivalente d‘une portion de mur de largeur L et de hauteur
ℓ= ℓ1 + ℓ2 + ℓ3 en utilisant les lois d‘association des résistances en série et en parallèle par la
relation si après [29]:
Selon le schéma électrique équivalent suivant :
Figure (II.10) : Schémas électrique d'un mur composite.
avec :
59
CHAPITRE
thermiques
II.6. Méthodes de mesures de la conductivité thermique :

La connaissance des caractéristiques thermiques d’un matériau de construction est
indispensable pour permettre à l’ingénieur de juger de son application. Pour cela, dans les
laboratoires, ingénieurs et chercheurs ont recours à diverses méthodes pour évaluer les propriétés
thermiques d’un matériau en fonction de leurs besoins. Les plus classiques utilisent des capteurs de
température de contact comme la méthode Flash, celle du fil chaud, de la plaque chaude gardée, des
son des thermiques .Les plus évoluées ,sans contact ,se servent de la radiométrie infrarouge. Une
revue des principales méthodes employées par de nombreux auteurs est ici brièvement présentée.au
dessous.
Le choix d’une méthode de mesures de la conductivité thermique dépend de certains
paramètres. En effet, lorsque le choix de la combinaison matériau-précision se pose de manière
précise, de nombreux paramètres sont à prendre en compte :
Le type de produit : milieu granulaire, milieu semi-infini.
Le type de régime thermique car il peut être stationnaire, transitoire, ou quasi établi.
Le type de forme géométrique du milieu (2D, 3D, axisymétrique, …)
Les dimensions et les rapports de dimensions.
La simplicité de la méthode.
Les tolérances (ou précisions) de certains paramètres.
II.6.1. Méthode Flash :

Un échantillon à faces parallèles (figure1.9 [46]), initialement isotherme, est soumis sur
l’une de ses faces à une impulsion thermique de courte durée et uniforme. Un thermocouple en
contact avec la face opposée au flash permet d’enregistrer l’élévation de sa température à partir
de l’émission du flash sur la face avant. Une modélisation du transfert de chaleur permet
d’estimer la diffusivité thermique des matériaux
60
CHAPITRE
thermiques
Figure (II.11) : Schéma de principe de la méthode Flash

L’estimation de la diffusivité thermique a s’exécute : par la méthode de Parker, celle des
temps partiels ou des moments temporels ou bien à partir d’un modèle complet. Ces modèles
sont présentés en détail par Yves JANNOT [46]. Ils sont revisités par KOSSI [45], mettant en
œuvre une méthode inverse. Cette méthode est limitée à des matériaux peu légers et non poreux
du fait qu’elle repose sur des exigences : le flux lumineux est absorbé par la face avant sans
pénétrer dans la pièce et, la mesure exécutée sur la face arrière est une grandeur proportionnelle
à l’élévation de la température. Une variante est utilisée à l’Institut Pascal1, avec comme moyen
de mesure du champ de diffusivité thermique, une caméra thermique et un rayonnement
lumineux de l’échantillon par une lampe. La température à la face arrière est suivie jusqu’à
stabilisation. La résolution de l’équation de la chaleur permet d’estimer la diffusivité thermique
en traçant un thermogramme qui s’ajuste à la courbe des valeurs expérimentales.
1.Unité Mixte de Recherche UMR 6602 CNRS/UBP/IFMA de CLERMONT FERRAND, France.
II.6.2. Méthodes à sondes:
Les méthodes du fil chaud, de la plaque chaude, du «hot disc» et du ruban chaud sont
identifiées comme des méthodes à sondes. Elles ont pour objectif d’évaluer une aractéristique
thermique : la conductivité thermique pour le fil chaud (Norme ISO 8894), l’effusivité
thermique pour le plan chaud, etc, à partir de l’élévation en température de la sonde chaude.
Elles consistent donc, à placer une sonde chauffante entre les surfaces de deux échantillons du
matériau à caractériser, d’épaisseurs supposées infinies et initialement isothermes, à l’exemple
de la méthode du fil chaud que montre la figure]; ensuite on applique un flux de chaleur constant
à la sonde chauffante et on relève l’évolution de la température de cette sonde. On considère
que le transfert de chaleur autour de la sonde et au centre de l’échantillon est radial.
61
CHAPITRE
Chapitre I :II : les propriétés
Synthèse thermiques
Bibliographique.
Par une modélisation de l’évolution de la température à ce lieu, on estime la caractéristique
thermique du matériau. Les méthodes à sonde sont très adaptées à des matériaux très diffusifs.
Méthodes de caractérisations de la conductivité

thermique
méthode de fil chaud méthode de la sond méthode de hote disk methode de flach
mono tige (TPS)
Figure (II.12) : Schéma de principe de la méthode du fil chaud Photo (I.1) : CT-mètre
Le CT-mètre (figure1.11) est un appareillage développé par le CSTB Grenoble (Hébert Sallée)
qui utilise ce principe de mesure conformément à la norme NF EN 99315 et donne directement
la valeur de la conductivité thermique avec une précision de 5% au maximum.
62
CHAPITRE
thermiques
Figure (II.13) : Schéma des transferts autour du fil chaud

II.6.3. Méthode de la plaque chaude gardée :
Elle est conforme aux normes ISO 8302 et NF EN19462 . La plaque chaude produisant par
effet Joule une puissance de chauffe ϕ0 uniforme et constante est placée entre deux échantillons
identiques du matériau à tester (figure1.12 ). Les faces extérieures des échantillons sont chacune
en contact avec une plaque de refroidissement en matériau assez conducteur et maintenue à
température inférieure à celle de la plaque chaude. Une température de garde ϕ1 est entretenue
autour de la plaque chaude pour garantir un transfert unidirectionnel vers les matériaux à
mesurer. Les thermocouples placés sur les deux faces des échantillons détectent les variations
de température ∆T↓ et ∆T↑ et la conductivité thermique peut être estimée par l’équation 1.11
pour un volume donné e×S de la plaque chauffante.
λ =eϕ0 S (∆T↓ +∆T↑)(1.11)
Figure (II.14) : Schéma de principe de la méthode de la plaque chaude gardée
Cette méthode qui donne une précision de la mesure assez bonne ne s’applique qu’aux isolants
dont on peut négliger les résistances de contact par rapport à la résistance du matériau.
63
CHAPITRE
thermiques
B) quelques donnés sur les matériaux locaux utilisées
II.1. Introduction :
L‘utilisation optimale des ressources naturelles est l‘une des principes fondamentaux de la
construction des ksour dans le sud et spécifiquement les ressources abondantes sur le site de la
construction (aucun transport de matériaux). L‘étude des matériaux de construction revient à définir
leur niveau d‘adaptation au climat, lequel concerne la gestion des rayonnements solaire et terrestres
à travers les parois, selon les matériaux qui les composent, leur épaisseur et leur revêtement.
II.2.Région d'étude :
La région de Ouargla est située au nord-Est du Sahara septentrional. Elle s'étend sur une
superficie de 163,233 Km² (khadraoui,2006).Les communes qui font partie de la région de Ouargla
sont : Ouargla, N’goussa, Rouissat, Ain El Beida, Sidi Khouiled(D.P.A.T, 2012). Les formations
géologiques de la région de Ouargla contiennent, en plus de la nappe superficielle, deux grands
ensembles aquifères du Sahara septentrional, qui sont le continental intercalaire (CT) et le complexe
terminal (CT) (khadraoui, 2006; Idder, 2007).
Le climat du pays de Ouargla est un climat particulièrement contrasté malgré la latitude relativement
septentrionale. L'aridité s'exprime non seulement par la température élevée en été et par la faiblesse
des précipitations. Mais surtout par l'importance de l'évaporation due à la sécheresse de l'air
(Rouvillois-Brigol, 1975).
Les sols de la zone aride de l'Algérie présentent une grande hétérogénéité et ils se composent
essentiellement des sols minéraux bruts, des sols halomorphes et des sols hydromorphes (Halitim,
1988).La région de Ouargla se caractérise par des sols légers, à prédominance sableuse et une
structure particulaire. Ils sont caractérisés par un faible taux de matière organique, un pH alcalin,une
bonne aération et une forte salinité. On distingue trois types de sol qui sont les sols salsodiques, sols
hydromorphes et sols minéral brut (Halilat,1993)
64
CHAPITRE
thermiques
Figure (II.15) : Carte géographique de la cuvette D’ouargla (En carta, 2007)
La géologie de la région se caractérise par des formations sédimentaires qui se sont accumulées
dans la région avec le temps, notamment le continental intercalaire qui est constitué d'une série
gréseuse dont l'épaisseur atteint les 200m. Cette série détritique forme un important aquifère de 400
m, reposant par un substratum correspondant à la série imperméable du cénomanien anhydrique et
argileux (A.N.R.H, 2008). Le Quaternaire, se caractérise par des affleurements d'alluvions récents et
des dépôts sableux (A.N.R.H. 2008).
II.3. Les matériaux de construction locaux :

*Au paravent dans cette région ont utilisé :
a.La Pierres :
C’est une grande pierre de dimensions variables extrait du sol de la région à une profondeur
d'environ 2,5m ; qui se compose de « gypso-calcaire ». les pierres plates sont réservées au
agencement horizontaux
65
CHAPITRE
thermiques
Photo (I.2) : Mur de pierre.

b.La brique crue (ou la brique de terre) :
De la taille d’un parpaing, elle est fabriquée à partir des sols les plus argileux (le Toub) la
terre mouillée, pétrie et moullée et ensuite séchée au soleil
c)le sable : argileux, il est utilisé directement comme mortier, non argileux, il entre dans la
composition de certain liant.
c.Enduit ; fait à base de Timchemt (mélange de terre paille, l’enduit et les revêtements son
grossiers
d.Le Temchemt : sorte de plâtre traditionnel de couleur grise ou rosé (voir chapitre 3 plus
détaillé)
e. Le plâtre : il est produit industriellement celle TEMCHEMT ,On l’appelle communément
« platra » devenue terme générique ,sa prise est très rapide
f.La chaux :
La chaux est utilisé comme liant dans la construction (pierre ou brique de terre) comme
enduit et comme peinture, la chaux est obtenue à partir de carbonates extraits de chebka.
g.Le palmier :
Cet arbre est entièrement utilisable mais il n’est mis en œuvre qu’après sa mort afin de ne
pas détruire le palmier étant la rechasse principale de la ville ,la construction emploie le stipe
(tronc ), la palme et la gaine qui est la base de la nervure de palme
*Le stipe (tronc ) :
il est utilisé entier pour réaliser de Gross poutre , il peut être scité, dans le sens de la longueur ,
en 2.3 ou 4 parties. Qui donneront des poutres présentant une face plante de 20 à 30 centimètres
de coté sur 2 à 5m de long ( pour le plafond )
*palme :( touffa)
elle est d’abord séchée pour être utilisé entière ou dépouillée et réduite à la nervure
66
CHAPITRE
thermiques
*La gaine : de forme triangulaire et relativement résistance est le plus souvent utilisée comme
appui et dans le remplissage
Figure (II.16) : les matériaux de constructions source palmier
II.4. Technique de construction en pierre dans le ksar:

II.4.1.Les éléments porteurs:
a. Les fondations :
La fouille pour fondation se fait sous forme d’un longitudinal, le sable mou est extrait et
enlevé jusqu’à l’apparition du bon sol. La pose des fondations soit pour les murs à doubles
façades ou à façade unique ou pour les piliers se fait par l’intermédiaire des pierres relativement
grandes de taille, qui sont enfuis dans le mortier de chaux rugueux avec agitation. Les prières
sont posées avec précaution et de manière intersectée pour former un bloc homogène sur lequel
se répartissent les poids de façon régulière.
Figure (II.17) : Les fondations traditionnelles.
67
CHAPITRE
thermiques
b. Mur de pierre :
Ils sont composés de moellons plus ou moins gros qui forment une maçonnerie irrégulière,
Différentes façons de mettre des pierres dans différentes tailles et dimensions et l'épaisseur des
murs, il y a des murs d'une épaisseur de 15 cm, 30 cm, 40 cm et basé sur le principe d'une seule
et est l'interdépendance entre les pierres. Pouvant atteindre 1 m à la base pour se réduire sur la
terrasse à une acrotère de 15 cm comme le mur de la figure suivante
Figure (II.18) : Mur de pierre.
c. Les piliers en pierre :

Les piliers constituent un élément essentiel dans la structure de la construction du Ksar,
nous les trouvons au centre de la structure de l’habitation, elles forment ensembles des têtes de
formes carrées où se rencontres les solives principales en bois qui supportent les plafonds. Les
poids se répartissent principe ont été érigés les piliers supportant les arcades et les voutes dans
les mosquées. Ils sont de coupe rectangulaire ou circulaire, la moyenne des ses dimensions est
des 50 cm environ ils sont construits à l’aide de pierres.
d. Les poutres et linteaux :

On utilise de grosse pièces de bois taillées dans le stipe du palmier leur extrémités sont
noyées dans le Temchemt ,ces poutre qui supporte des murs , et souvent une partie des
infrastructure de l’étage sont placées le cœur en dessous
68
Chapitre I :II :
CHAPITRE lesSynthèse
thermiques
Photo (I.2) : poutre en tronc de palmier

e. Arcs :
Ils sont réalisée en moellons posés en « assises » successives, face à face suivant deux
technique : l’arc peut être défini par quelques étais durant le temps de la prise du timchemt ou
au moyen d’un coffrage perdu
Photo (I.3) : Les piliers en pierre.

f.Mortier entre les pierres :
Mortier de l'utilisateur entre les pierres est Timchent.
g. Poutres ouvertures :
Les poutres d'ouvertures des fenêtres et des portes dans des bâtiments traditionnels sont
généralement des troncs de palmier.
II.4.2. Les éléments de couverture :
a. Plafond traditionnel :
La structure porteuse des planchers est constituée de solives en stipe de palmier scié dans la
longueur, ces solives sont espacées de 30 cm en moyen, occasionnellement, on utilise des
rondins ou des tronc d’autre arbre mais la technique reste la même
69
CHAPITRE
thermiques
Les pierres sont utilisées également dans la construction des plafonds et des voutes, elle prend
parfois une forme plate étendue, et se manière alignée et proche, fixées par le liant qui est en
plâtre pour la plupart des fois, et parfois en mortier de chaux.
Figure (II.19) : a. Plancher en troncs d’arbres et pierres plates b. Plancher en troncs de palmiers et
voûtains dans une habitation du ksar
b. Les coupoles :
Les coupoles recouvrent certains espaces et palier d’escalier surtout dans les palais. Celles
des galeries sont portées en partie par ses murs et par deux arcs doubleaux qui s’accrochent aux
colonnes et aux murs de la galerie. Les coupoles des k’bous ont la même configuration que
celles de la galerie avec des dimensions plus importantes et des hauteurs plus élevées.
On les réalise en moellons et Temchemt certains sont coffrées avec un croisé de nervure de
palme qui prend appui sur les piliers
Photo (I.4) : Coupole de forme carrée dans une habitation traditionnelle

c. Les voutes :
La construction des voutes relève de la même technique que celle des arcs, pierre montées
au temchemt sur coffrage perdu de nervures de palme, ce sont des voutes de faible portées,
70
CHAPITRE
thermiques
souvent moins d’un mètre, si elles sont renforcées par des arcs doubleaux, on peut dépasser
légèrement cette limite, les berceaux sont en général un peu écrasés, en forme d’anse de panier.
d. Les escaliers :
Ils sont construits, soit sur un blocage de pierres, soit sur deux murettes, soit sur un arc, soit
encore sur des poutres de palmier. la maçonnerie est formée de moellons liés au Temchemt
additionnel ou non de sable , la cohésion et l’équilibre de l’ensemble sont assurés par la bonne
résistance et la grande adhérence du Temchemt ,les marches finies sont brutes d’enduit ou
badigeonnées
Photo (I.5) : Utilisation de troncs d’arbres pour supporter l’escalier

II.5.Conclusion :
L’étude menée dans ce chapitre vise à exposer :
Des généralités et le principe de calcul de transfert thermique (comme la conductivité, la
résistance…etc) d’un mur ou d’une paroi opaque.
Les méthodes pratiques de mesurer de la conductivité thermique par plusieurs méthodes. La méthode
dite ″in stationnaire″ est la méthode le plus simple est le plus adapté. Dans notre étude nous avons
utilisées le CT-mètre pour obtenir les caractéristiques thermiques des différents types de briques.
D‘après la conclusion de l’étude de ( PFE Hkkoum Soumia 2015) on peut dire que la ville
d‘Ouargla consomme une quantité énorme en termes d‘énergie électrique, destiné vers la
climatisation surtout dans la période estival.
- Pour consomme basse d‘énergie, utiliser l‘architecture bioclimatique des bâtiments, qui
Permet de réaliser des constructions intégrées à leur environnement et optimales pour les
Besoins énergétiques.
71
Chapitre III
Caractérisation des Matériaux

Utilisés
72
Chapitre IIII: :
Chapitre Caractérisation des Matériaux
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
A) Quelques données sur les matériaux utilisés
III.1.Introduction :
La brique de notre étude est un mélange composé de temchemt, les liant ( ciment ou la chaux) et
d’eau de gâchage. La qualité de cette brique est, sans doute, liée aux caractéristiques de ses
constituants. Dans ce chapitre nous allons présenter les caractéristiques des différents matériaux
utilisés dans la composition des briques.
I.Les matériaux utilise :
III.1.le gypse et les encroutements gypseux :
Le sulfate de calcium existe naturellement sous deux formes sable :
 Hydratée avec deux molécules d’eau par molécule de sulfate c’est le gypse (CaSO4 ,2H2O)
ce qui correspond à environ 79% de Sulfate de calcium associé à 20.93%d’eau.
 Anhydre ,appelée anhydrite naturelle (CaSO4)
Chacune de ces formes se présente sous de multiple aspects, liés à leurs condition de formation et
leur purté
Entre ces deux états stable , il existe une phase transitoire instable , obtenue facilement de facon
artificielle ,ce que l’on appelle le semi hydrate de calcium ((CaSO4 , 0.5 H2O)
III.1.1.Formation du gypse:
Le gypse est une roche sédimentaire évaporitique. Il se forme au niveau des lagunes et parfois des
lacs salés des régions semi-arides (ex : Lacs du salar d'Uyuni en Bolivie). Dans les deux cas, de l'eau
salée se retrouve piégée temporairement sans alimentation en eau douce. L'eau va alors s'évaporer
rapidement. Ceci entraîne le dépôt des sels (Ca++, sulfates) qui étaient dissous dans l'eau .On le
classe donc, d'un point de vue chimique, dans les sels.
 Le sulfate de calcium (CaSO4) s’hydrate et cristalise dans le système monoclinique pour former
le gypse (CaSO4 ,2H2O).cette hydratation ( fixation d’eau ) s’accompagne d’une augmentation
de volume et s’opére selon la relation suivante :
CaSO4 + CaSO4 CaSO42H2O
73
Chapitre
Chapitre III
I: : Caractérisation desBibliographique.
Synthèse Matériaux Utilisés
Figure (III.1) : Mécanisme de formation de gypse au milieu marin lagunaire

III.1.2.Répartition des sols gypseu :
III.1.2.1.Dans le monde :
Les sols gypseux Sont largement répondus dans les zones arides et semi arides, leur surface
totale est estimée de 707.000 km² (Boyadgiev,1985). Ils sont localisés dans les régions des déserts,
avec une moyenne des précipitations annuelles inférieure à 250 mm (Watson,1983,1985).
Ils se rencontrent au Nord d'Afrique, Sud-Ouest de l'Asie, la partie méditerranéenne de l'Europe
(Van Alphan et Rios Romero,1971), l'Argentine, le Chili, et l'Australie (F.A.O,1990).
L'étendu des sols gypseux à travers le monde est difficile à limiter (Herrero et Porta,2000). Ces sols
occupent plus de 200 millions d'hectares (F.A.O., 1990; Nettleton, 1991; Eswaren et Gong, 1991;
Mashali, 1993;1996, Boyadgiev et Verhey, 1996). Ces résultats sont loin d'être précis (Jafarzadehet
Zinc, 2000). Car seulement des petites surfaces de sols gypseux ont été étudiée (Herrero et
Porta,2000).
Figure (III.2): Distribution des sols gypseux dans le monde (F.A.O., 1993).
74
Chapitre
Chapitre III
I: : Caractérisation desBibliographique.
III.1.2.2.En Algérie :
En Algérie, les sols gypseux occupent une superficie de 7966,3 Km² et d'un pourcentage de 3,3%
de la surface totale de pays, et 12,2% de la superficie totale des sols gypseux du monde(F.A.O,1990).
Globalement, la présence des sols gypseux en Algérie est signalée dans les régions suivantes :
Oran, Mostaganem, Saida, Tiaret, Ksar-Echellala, Djelfa, Msila, les Bordures des chotts et des
Zahrez, Boussaâda, Hodna, Mechria, El-Bayad, Khenchela, Batna, Adrar, Ouargla, Ain sefra,
Laghouat, Biskra, El-Oued et Touggourt(Ouamer,2008).
III.1.2.3.Dans la région de Ouargla :
Les sols gypseux se trouvent dans la partie Est (aux bords des chotts et des sebkhas) et sud
(plateau) de la cuvette de Ouargla. Ils s'étendent sur une superficie d'environ 4578 ha, ce qui
représente 19 % de la superficie de la cuvette (Hamdi-Aissa et Girard, 2000).
Les croûtes gypseuses sont très fréquentes dans la région de Bour El Haicha, et elles ont été
observées aussi à N'Goussa et El-Bour dans la même région par Youcef (2016) et Youcef et al.
(2014).
Figure (III.3) : Carte des états de surface des sols de la cuvette de Ouargla (Hamdi-Aïssa, 2001).
75
Chapitre IIII::
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
III.1.3. Les principales propriétés du gypse :

Le gypse est constitué essentiellement de Sulfate de Calcium à deux molécules d’eau de formules
(CaSO4, 2H2O) ce qui correspond à environ 79% de Sulfate de calcium associé à 20.93% d’eau. Le
gypse commercial cependant, atteint rarement cette composition théorique. Non seulement il
contient fréquemment des impuretés de diverses sortes telles que (calcaire, argile, sable, silice,
Magnésie,..etc.), mais sa teneur en eau peut également varier s’il a été chauffé pas des rayons du
soleil tropical.
La norme Américaine ASTM spécifie qu’aucun matériau ne peut être considéré comme gypse
s’il contient moins 64,5% en poids de (CaSO4, H2O). Quand il est suffisamment hydraté pour le
gypse est incolore ou blanc, mais les impuretés changent sa couleur en gris, brun, rouge, ou parfois
rose).
Le gypse est un peu soluble dans l’eau, sa solubilité passe par un maximum de 2.54 g/l à 35°C,
il est soluble dans l’acide Chlorhydrate HCl dilué, aux températures ambiantes il est relativement
insoluble dans l’acide sulfurique H2SO4.
Les Chlorures de Sodium NaCl et de Magnésium MgCl augmentent considérablement sa
solubilité dans l’eau. Mis à part sa relative instabilité vis-à-vis de l’eau, c’est une substance inerte
résistante aux agents chimiques précoces.
Des essais de laboratoire ont montré qu’à 50°C en atmosphère sèche, le gypse se transforme
relativement vite, en semi-hydrate. En deux ans un morceau d’un pouce d’épaisseur fut
complètement transformé en semi-hydrate.
Portés à des températures comprises entre 110et150°Cà 160°C,il perd environ 3/4de son eau de
cristallisation.
III.1.4.Les différents types de gypse:

III.1.4.1.Le gypse naturel:
Le gypse appartient à la famille des évaporites qui sont les roches sédimentaires les plus solubles
dans l'eau. On considère généralement que le gypse résulte de l'évaporation de l'eau des lagunes
marines sursaturées. Les gisements les plus importants datent de l'ère secondaire ou tertiaire. Le
gypse est présent en quantités relativement importantes dans la nature.
Le gypse cristallise dans le système monoclinique. À l'échelle moléculaire, il présente une
structure feuilletée dans laquelle alternent une couche d'eau et deux couches de sulfate de calcium.
Les principales variétés que l'on rencontre dans la nature sont :
76
Chapitre
ChapitreIII
I :: Caractérisation des Matériaux
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
- Sous forme macro-cristallisée : le gypse lamellaire, le fer de lance, le gypse lenticulaire, la rose
des sables (photo.III.1).
- Sous forme micro-cristallisée : l'albâtre, le gypse fibreux, le gypse albâtre (figureI.3), le gypse
éolien ,ou bien des sélénite (photo.III.1)
Le gypse exploité dans l'industrie plâtrière est une roche micro-cristallisée à grains généralement
fins (gypse saccharoïde). Il est rarement pur et se trouve mélangé
à des impuretés en nombre et proportion variables d'une carrière à l'autre : argile, silice, dolomie,
Anhydrite, etc
(a) :Rose des sables (b) : Albâtre (d): Sélénite

Photo (III.1) : Les différents types de gypse
III.1.4.2.Le gypse de synthèse :
Il est le résultat d’une réaction chimique industrielle, principalement à partir de la fabrication
des acides phosphorique, borique, fluorhydrique, citrique, tartrique et autres; à partir de l’oxyde de
titane et de la désulfuration des fumées dans les centrales thermiques.
III.1.5.Timchent :
L‘utilisation optimale des ressources naturelles est l‘une des principes fondamentaux de la
construction des ksour dans le sud et spécifiquement les ressources abondantes sur le site de la
construction (aucun transport de matériaux). L‘étude des matériaux de construction revient à définir
leur niveau d‘adaptation au climat, lequel concerne la gestion des rayonnements solaire et terrestres
à travers les parois, selon les matériaux qui les composent, leur épaisseur et leur revêtement
III.1.5.1.Définition de Timchent (roche gypse) :
est une roche sédimentaire évaporitique du gypse, Provenant des mêmes roches sources gypso-
calcaire situés dans les zone a climat aride et semi-aride il est constitué en majeure partie du sulfate
de calcium semi hydraté ( CaSO4 ,1/2 H2O ) selon la réaction :
77
Chapitre IIII: :
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
CaSO42H2O CaSO4 +1/2 H2O +1/2 H2O

 il est Utilisé comme un liant hydraulique pour lier les murs et les planchers sont également
utilisés dans les carreaux, le décor sculpté, enduit intérieur et extérieur ,Il prend de couleur grise
après la cuisson au four traditionnel pour une période allant de (4 à 5 h) jusqu’à plusieurs jours avant
son utilisation avec dans le processus de construction.
III.1.5.2.Période d’apparition de temchemt :

En Algérie, l'apparition de temchemt remonte au 10ème siècle (fondation de la pentapôle du M'Zab).
Son usage est contemporain.
III.1.5.3.Caracteristique de temchemt :
 c’est un matériau de construction non combustible qui ralenti de façon importante la
propagation du feu assurant un haut niveau de protection passive contre les incendies et un bon
isolant thermique et acoustique.
 La déshydratation du gypse est la base de la fabrication des temchemt. Il est connu que suivant
les conditions dans lesquelles s’opèrent cette déshydratation (le degré de température, la durée
de cuisson), les caractéristiques des Temchemt obtenus seront différentes.
 Le timchent est séparé des résidus de sa fabrication. Par rapport à la chaux, la calcination du
temchemt consomme 5 à 6 fois moins de bois, combustible rare dans certaines régions dont celle
du OUARGLA et M'Zab.
 Le temps de prise de Temchemt est très rapide : ½ à 2 jours.
 Le Temchemt est en voie de disparition car beaucoup de gisements de gypse sont aujourd'hui
épuisés. Le plâtre produit industriellement le remplace progressivement. Ce dernier est
communément appelé "PLATNA"; dénomination générique inscrite sur les sacs. Du point de
vue de ses qualités physico-chimique, il équivaut au timchent. Sa prise est aussi rapide.
 l'utilisation du plâtre industriel en remplacement du Temchemt est jugée satisfaisante du point
de vue de la conservation et du confort thermique. Sur le plan esthétique, les aspects de finition
offerts par les nouveaux outils diffèrent des textures obtenues traditionnellement mais sont
acceptables sur le bâti ancien.
78
Chapitre IIII
: : Caractérisation desBibliographique.
III.1.5.4.Fabrication de Temchemt :
Extraction du gypse
de la carrière à ciel ouvert
Séchage a l’aire libre et concassement

Manuelle (traditionnel) en moyen pierres
La Cuisson par voie sèche dans

Des fours traditionnels (180°-200°)
Par des matériaux naturels (bois, pneu..)
Four superficiel : à une hauteur de Four enterré : à une profondeur de

1m sur la terre et (2-3) m de diamètre (1-2) m sous la terre et (4) m de
avec une capacité de (1-2) camions diamètre avec une capacité de (5)
maximum pour une période de camions maximum pour une période
cuisants 8 heurs de cuisants 4 jours
Broyage et expédition
Figure (III.4) Diagramme de Productionde Temchemt
79
Chapitre
ChapitreIII
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
III.1.5.6.Pathologie de vieillissement :
 Liée au matériau et aux conditions climatiques : En Algérie, les principaux facteurs
d'altération de timchemt cités, sont :
 les infiltrations d'eau de pluie,
 les remontées capillaires dans les maçonneries, la condensation.
 De mauvaises conditions de mise en œuvre de Temchemt peuvent également être la cause de
dégradations diverses.
 Les effets observés sont le manque ou la perte d'adhérence, les gonflements, le faïençage, le
farinage, les taches brunâtres ou jaunâtres. De manière générale, le Temchemt est une technique
essentiellement d’usage dans des régions peu humides et soumises à de très faibles
précipitations.
III.2- Stabilisation :
*- Définition :
La stabilisation est un ensemble de procédés physiques ou chimiques visant à améliorer les
caractéristiques d’une brique terre, en parti au lieu sa résistante portante, sa sensibilité à l’eau et sa
durabilité, elle doit permettre :
- De réduire le volume des vides entre les particules solides. - De colmater les vides que l’on peut
supprimer. - Créer des liens ou d’améliorer les liaisons existent entre les particules (résistances
mécanique). L’amélioration de ces caractéristiques doit garder un caractère irréversible
III.2.1. Ajout de ciment :
La stabilisation au ciment a été développée dès le début du XX° siècle dans les Travaux publics
pour la construction de routes et de pistes d'aérodromes. Ce n'est que plus Récemment, soit après
la Seconde Guerre Mondiale, qu'elle a été appliquée aux travaux de Bâtiment. Les techniques sont
aujourd'hui totalement maîtrisées.
A- Mécanismes :
Ajouté à la terre, le ciment hydraté réagit de deux façons : d'une part avec lui Même en formant
un mortier de ciment pur hydraté et d'autre part avec la fraction Sableuse selon le mécanisme
classique de formation d'un mortier Mais, le ciment réagit Également avec les argiles selon trois
phases :
- l'hydratation produit des gels de ciment à la surface ;
- progression de l'hydratation les gels de ciment pénétrant en profondeur ;
- interpénétration des gels de ciment
80
Chapitre
ChapitreIII
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
B –Efficacité et dosage :
Les dosages dépendent de la texture et de la structure de la terre ainsi que du mode de production
du matériau mais l'on considère qu'il faut au moins 6% de ciment pour obtenir de bons résultats.
Au-delà de 10 %, la stabilisation au ciment n'est économiquement plus rentable
III.2.1.1.Définition du ciment :
Le ciment est un produit moulu du refroidissement du clinker qui contient un mélange de
silicates et d'aluminates de calcium porté à 1450-1550 C° , température de fusion . Le ciment usuel
est aussi appelé liant hydraulique, car il a la propriété de s'hydrater et durcir en présence d‟eau, et
par ce que cette hydratation transforme la pâte liante, qui a une consistance de départ plus ou
moins fluide, en un solide pratiquement insoluble dans l'eau. Ce durcicement est dû à l'hydratation
de certain composés minéraux, notamment des silicates et des aluminates de calcium
photo(III.2) :poudre de ciment courant

I.2.1.2.Principe de fabrication des ciments courants :
Le principe de la fabrication du ciment est le suivant : calcaires et argiles sont extraits des
carrières, puis concassés, homogénéisés, portés à haute température (1450 °C) dans un four. Le
produit obtenu après refroidissement rapide (la trempe) est le clinker.
Figure (III.5): Fabrication du ciment.

III.2.1.3.Les Constituants du ciment:
a.Clinker C'est un produit obtenu par cuisson jusqu'à fusion partielle (clinkirisation) du
mélange calcaire + argile, dosé et homogénéisé et comprenant principalement de la chaux (CaO)
81
Chapitre
ChapitreIIII : Caractérisation des Matériaux
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
de la silice (SiO2) et de l'alumine (Al2O3). Le mélange est en général constitué à l'aide de

produits naturels de carrière (calcaire, argile, marne..). C'est le clinker qui, par broyage,
En présence d'un peu de sulfate de chaux (gypse) jouant le rôle de régulateur, donne des
Portland. Les éléments simples (CaO, Si02, Al2O3 et Fe2O3) se combinent pour donner les
constituants minéraux suivants (Figure (III.6)).
aO.SiO2 (Belite).
Figure (III.6): Microphotographie d‟un clinker.
b.Le gypse(CaSO4) :
L'addition de gypse au clinker a pour but de régulariser la prise du ciment, notamment de ceux
qui contiennent des proportions importantes d'aluminate tricalcique. Grâce à ce gypse, la prise du
ciment, c'est-à-dire le début de son durcissement, s'effectue au plut tôt une demi-heure après le début
de l'hydratation. Sans gypse, la prise serait irrégulière et pourrait intervenir trop rapidement
III.2.1.4.Classification des ciments courants :
Selon que des constituants, autres que le gypse, sont ou non ajoutés au clinker lors des opérations
de fabrication, on obtient les différents types de ciments définis par la norme NF EN 197 1.
Le tableau (I.2) ci –dessous donne la liste des différents types des ciments courants normalisés avec
indication, pour chacun deux, de leur désignation propre et des pourcentages respectifs de
constituants qu’ils comportent.
82
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
 Tableau (I.2):les différents types de ciment courants

désignations Types de Teneur Teneur en% de l’un Teneur en
ciments en de constituants suivant : laitier- constituants
clinker pouzzolanes-cendres-calcaires secondaires
schistes-fumées de silice (filler)
C P A- CEM I Ciment 95à100% 0 à 5%
portland
C PJ-CEM II/A Ciment 80à 94% -de 6à20% de l‟un quelconque des 0à5%
portland constituants, sauf dans les cas ou les
CPJ-CEMII/B 65 à79%
Composé constituant est des fumées de silice
auquel cas la proportion est limitée à
10% -de 21à35%avec les mêmes 0à5%
restrictions que ci-dessus
CHF-CEM III/A Ciment de 35à64% -35à65% de laitier de haute- 0à5%
CHF-CEM III/B
haut- 20à34% fourneau -66à80% de laitier de haut 0 à5%
CLK-CEMIII/C fourneau 5à19% fourneau -81 à95% de laitier de 0à5%
hautfourneau
CPZ-CEMIV/A ciment 65 -10à35%de pouzzolanes, cendres 0à5%
CPZ-CEMIV/B
pouzzolanique à90% siliceuses ou fumées de silice, ces 0à5%
45à64% dernières étant limitées à10%. -
36à55%comme ci-dessus
CLC-CEM V/A Ciment au 40à64% -18à30% de laitier de hautfourneau 0à5%
CLC-CEM V/B
laitier et aux 20à39% et 18 à30% de cendres siliceuses ou
cendres de pouzzolanes. -31 à50%de 0à5%
chacun des 2 constituants comme
ci-dessus
En plus des ciments courants cités précédemment, il existe des ciments

Courants à caractéristiques complémentaires comme le cas des ciments résistant
aux sulfates (CRS), ciments pour travaux à la mer, ciments pour travaux au
contact d’eaux très pures….. .
83
Chapitre III I: :
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
III.2.1.5. Propriétés des ciments :

a. Caractéristique physiques :
a.1.Comportement physico –chimique de la pâte :
Le ciment est essentiellement constitué de :
-: C3A
Une fois la poudre de ciment mélangée à l‟eau, les réactions d‟hydratation se développent, il se
produit alors une cristallisation qui aboutit à un nouveau système de constituants hydratés stables
avec formation de cristaux en aiguilles plus ou moins enchevêtrées produisant la prise. Cette
réaction chimique accompagne d‟un dégagement de chaleur plus ou moins important selon les
ciments et la rapidité de prise.
a.2.Prise :
La prise du ciment c'est-à-dire le passage de la pâte de ciment (ciment + eau) d'une consistance
fluide à un état solide est une phase essentielle dans la fabrication du béton ou mortier puisqu'elle
donne sa cohésion au matériau. La norme spécifie, suivant les ciments, un temps de prise minimal
de : 1h30 pour les ciments des classes 32,5 et 32.5R. 1h pour les ciments des classes 42,5-42,5R-
52,5-52 ,5R. D‟une façon générale les temps de prise sont supérieurs à ces valeurs minimales,
l‟ordre de grandeur étant de 2h 30 à 3h30 pour la grande majorité des ciments, ces valeurs
s‟entendant pour une température ambiante de 20°C.
a.3.Durcissement :
Une fois la prise amorcée, le phénomène d‟hydratation se poursuit, c‟est la période de
durcissement rapide qui se poursuit pendant des mois voire des années au cours desquelles les
résistances mécaniques continuent de croître. Lorsqu‟on désire un durcissement rapide, on
choisit des ciments de classe élevé et de préférence de classe « R » c'est-à-dire ayant la
caractéristique complémentaire. « Rapide ».il est également possible d‟utiliser du ciment
alumineux fondu CA, qui après quelques jours a atteint la quasi-totalité de sa résistances .
a.4.Chaleur d’hydratation :
La dissolution des différents constituants est exothermique et, selon leurs pourcentages relatifs, le
dégagement de chaleur est donc plus ou moins important, c‟est le cas par exemple des ciments
84
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
riches en C3A que l‟on intérêt à les temps chaud. Suivant les ciments, cette chaleur est comprise
à 12 heures, approximativement, entre 65 j/g par exemple pour certains CHF-CEM ІІІ/B et 300
j/g pour certains CPA-CEM І.
a.5.Finesse de mouture : La finesse de mouture, également appelée finesse Blaine, exprimée en
cm2/g, représente la surface spécifique ou surface développée d‟une masse de 1kg de ciment
.elle est, d‟une façon générale, comprise entre 3000 et 3500 cm2/g, certains ciments prompts
naturels « CNP » ont un Blaine supérieure à 4500 cm2/g [3]. Plus la finesse est grande, plus les
résistances sont précoces et élevées, mais par contre, plus les risques de retrait et par conséquent
de fissuration ainsi que d‟éventement du Ciment sont accrus.
a.6.Retrait :
Lorsque l‟élément du béton ou mortier se trouvera dans une atmosphère ayant une humidité
relative inférieure à celle d‟équilibre de l‟élément, les dimensions de ce dernier diminuent ; c‟est
le retrait. On mesure le retrait sur des éprouvettes prismatiques de mortier de 16 cm de longueur
et d‟une section droite de 4×4cm, conservées dans l‟air à une température de 20°C et une
hygrométrie de 50% . La norme impose les valeurs limites, à 28 jours, de :
-CEM l ET CPJ-CEMII de classe 32 ,5R.
-42,5 et 42,5R.
Les principaux paramètres agissant sur le retrait sont :
dosage en eau ;
a.7.Gonflement :
Si l‟élément se trouve dans une atmosphère à humidité relative supérieure à celle d‟équilibre de
l„élément, les dimensions de ce dernier augmentent ; c‟est le gonflement. Ce qui entraîne
l‟apparition des tensions internes.
III-Ajout de la chaux :
La stabilisation des terres à la chaux a été développée grâce aux travaux routiers dès le début du
XX° siècle et suscite un intérêt croissant dans le domaine du bâtiment.
A - Mécanismes :
- L'absorption d'eau : dans une terre humide, la chaux vive subit une réaction d'hydratation qui
s'accompagne d'un important dégagement de chaleur
- La carbonatation qui résulte d'une réaction de la chaux avec le dioxyde de carbone de l'air contenu
dans la terre et qui forme des ciments carbonates ;
85
Chapitre
Chapitre III
I: : Caractérisation des Bibliographique.
- La réaction pouzzolanique que l'on considère être mécanisme le plus important. Il contribue à une
dissolution des minéraux argileux en milieu alkalin suivi d'une création de silicates et de l'aluminium
et de calcium (recombinaison de la silice et de l'alumine des minéraux argileux) qui cimente les
grains entre eux .
B - Efficacité et dosage :
la réaction exothermique d'hydratation de la chaux contribue à assécher la terre.
Pour 2 à 3% de chaux ajoutée, on observe une diminution de la plasticité, On pratique en
général des dosages en chaux de l'ordre de 6 à 12 %.
III-La Chaux :
III-1-Définition de la chaux :
La chaux est une matière généralement poudreuse et de couleur blanche, obtenue par décomposition
thermique (pyrolyse) du calcaire. Elle est utilisée depuis l'Antiquité, notamment dans la
construction.
Chimiquement, c'est un oxyde de calcium avec plus ou moins d'oxyde de magnésium mais la
désignation usuelle de chaux peut englober différents états chimiques de ce produit.
III-2-Fabrication de la chaux :
III-2-1-Préparation du calcaire :
Avant d'être cuit, le calcaire doit être préparé. La première opération consiste à forer des trous à
intervalles réguliers. Ces trous sont ensuite remplis d’explosif, puis on procède au tir de mine Une
fois le tir effectué, il subsiste au pied du front de taille des pierres d'une grosseur allant de quelque
centimètre à un mètre cube.
Le calcaire est déposé dans des bennes par des pelles mécaniques ou des chargeuses puis transporté
vers un concasseur qui réduit sa granulométrie. Il est ensuite criblé. Il en résulte alors trois produits
de granulométries différentes.
 Les 0 à 30 mm pouvant être commercialisés en l'état ou réduit en poudre
pour des applications spécifiques. Ils sont destinés à être cuits dans des fours rotatifs.
 Les 30 à 60 mm pour un traitement similaire ou pour leur cuisson en Four vertical.
 Les 60 à 200 mm également pour cuisson en four vertical.
III-2-2-Cuisson :
Combustibles :
Il est nécessaire de porter le calcaire à une température suffisamment élevée pour le transformer en
chaux vive. Pour ce faire, tout type de combustible peut être utilisé.
86
Chapitre
ChapitreIII
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
• Le gaz naturel (méthane), c'est le plus commode et le plus utilisé.

• Le plus ancien, le bois. Il est employé en buches mélangées à la pierre, ou réduit en sciure, dans
les fours modernes.
• Le fuel lourd et ses résidus plus épais, également pour les fours modernes. Le
Charbon, qui a pleinement participé à la révolution industrielle, est mélangé au calcaire ou injecté
sous forme pulvérulente. Les fours : il y a plusieurs type des fours, en détermine deux type :
1- Four à cycles alternés :
Ce type de four est constitué de deux cuves métalliques reliées à leurs bases par un tunnel. Le
combustible est injecté au sommet d'une cuve, les gaz issus de la combustion descendent à travers
la masse de calcaire, traversent le tunnel puis viennent chauffer la masse de l'autre cuve.
A intervalles réguliers, le cycle s'inverse. Combustion dans la deuxième cuve et réchauffage de la

première Pendant l'inversion, une nouvelle charge de calcaire est introduite dans une
cuve, l'équivalent en chaux en est retiré à la base.
Ces fours, de conception récente, ont des capacités de production variant de 100 à 300 tonnes par
jour, voire 500 tonnes. Ils acceptent indifféremment des combustibles liquides, solides ou gazeux.
2- Four rotatif :
Le four rotatif est assez peu employé du fait de sa forte consommation énergétique, cependant il
reste indispensable pour la cuisson des petites granulométries. Il est constitué d'un tube présentant
une légère pente et tournant lentement sur son axe. Le calcaire est introduit par l'orifice le plus élevé.
Dans le même temps, un bruleur injecte le combustible à l'autre extrémité. La chaux est
évacuée en continu par ce même côté. Ces fours acceptent également tout type de combustible et
sont très souples en débit.
III-3-Cycle de la chaux :
Reprendre leur forme originale. Le cycle de la chaux consiste à cuire le calcaire pour former la
chaux vive (CaO). La chaux éteinte (Ca(OH) 2) peut alors être produite en ajoutant de l’eau à la
chaux vive. Dans le diagramme ci-dessous, on peut remarquer que le dioxyde de carbone contenu
dans Les produits dérivés du calcaire (CaCO3) possèdent la capacité unique d’être transformés et
de l’atmosphère peut alors réagir avec la chaux éteinte pour la reconvertir en calcaire. Cette réaction
représente la première réaction de durcissement des mortiers historiques. Ce cycle de continuité
s’appelle le cycle de la chaux :
87
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Figure (III.7): Cycle de la chaux
III-4-Type de chaux :
Selon la nature du calcaire utilisé, la cuisson permet la fabrication de plusieurs types de chaux.
III-4-1-Chaux aériennes :
La chaux aérienne, que l’on trouve sous l’appellation standard CAEB (chaux aérienne éteinte
pour le bâtiment) est déterminée par la norme NFP 15510.elle correspond à la chaux aérienne, très
pure
III-4-1-1-Chaux vive :
CaCO3 ---- CaO + CO2 (chaux vive).
CaO + H2O ---- Ca(OH)2+ Q (chaux hydratée-ou Éteinte).
III-4-2-Chaux magnésiennes :
On distingue 3 types de chaux aériennes selon le % de calcaire ou d'oxyde de Magnésium
 Chaux calcique (CL) : MgO < 5% Chaux fabriquée à partir d'un calcaire Ca CO3 pur ou
contenant moins de 5% d'oxyde de magnésium MgO. définie par Vicat .alors de chaux
calcique. CL (calcique lime).
 Chaux magnésienne : 5 % < MgO < 34 %. Chaux fabriquée à partir d'un calcaire Ca
CO3 contenant de 5% à 34% d'oxyde de magnésium.
 Chaux dolomitique (DL) : 34% < MgO < 41.6 % Chaux contenant de l'oxyde de
calcium et de 34% à 41% d'oxyde de magnésium. "DL" (Dolomite Lime)
Ces chaux contiennent MgO ou Mg(OH)2 après hydratation.
88
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
III-4-3-Chaux hydraulique :
Provenant d’un calcaire argileux, riche en fer, alumine et surtout en silice (provenant des marnes
ou argiles) environ 15 à 20 %. A température entre 800 et 1500°C, le CaO du calcaire se combine
avec ces éléments et forme des silicates de calcium, des aluminates et des Ferro-aluminates de
calcium que l’on trouve sous l’appellation standard XHN (chaux X Hydraulique Naturelle)
c’est déterminée par la norme NFP15310dans la nouvelle norme on parle de chaux hydraulique
naturelle .NHL ( en anglais Naturel Hydraulique--lime ).
III.5.Conclusion :
Dans cette étude bibliographique, on étudier les propriétés des matériaux utilisé dans notre étude
, et on a choisi l’ajout de ciment ou la chaux comme une mode de stabilisation pour confectionner
Une brique à base de sol temchemt
89
Chapitre
ChapitreIIII :: Caractérisation des Matériaux
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
B) Les Essais Sur Des Matériaux Utilisés.

III.1. Introduction :
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 (résistances mécaniques et thermique).
La brique à base de Temchemt est un mélange composé de Temchemt, et de liant (ciment, chaux
hydraulique) et d’eau de gâchage. La qualité de cette brique est, sans doute, liée aux caractéristiques
de ses constituants.
III.2. Essais d’identification à la nature de la terre (Essais au laboratoire)
Dans ce chapitre nous allons étudiés les caractéristiques des différents matériaux utilisés dans la
composition des briques à savoir :
- La masse volumique absolue.
- La masse volumique apparente.
- Densité naturelle
- Equivalent de sable. ;
- la granulométrie ;
- limite Atterbergue
- la composition chimique ;
- bleu de méthylène
- Analyse minéralogique ;
Tous ces essais cités dans cette partie ont été réalisés au sein du laboratoire des travaux publics
L.T.P.S Sud OUARGLA, selon les normes européennes (en particulier française) sauf les essais
minéralogiques et thermiques a été faites au niveau de laboratoire d’universitaire de Laghouat.
Ensuite nous allons donner le principe des méthodes utilisé dans la détermination des
caractéristiques thermiques et mécaniques étudiés.
90
Chapitre III I: :
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
III.2.1 Les caractéristiques du Timchent (gypse traditionnel) :

Le Temchemt c’est un gypse traditionnel de couleur grise sa matière primaire d’origine est le
gypse qui contient du sulfate de calcium hydraté de formule chimique CaSo4 ,2H2O, il appartient à la
classe chimique des sulfate, et de la sous classe des hydratés sans anions, et de la famille des
évaporites.
Dans le but de valoriser les matériaux locaux et leur utilisation le Temchemt utilisé dans notre
recherche provient de la région d’OUARGLA dit (HAJRAT Ouargla) et il est de nature granuleuse
(bloc) Provenant des mêmes roches sources gypso-calcaire, cuite au four traditionnel (200° -150°)
pour une période allant de (4 à 5 h) jusqu’ a des jours avant de l'utiliser avec des pierres dans le
processus de construction.
photo (III.1) : Temchemt
Afin de le mieux définir les essais suivants ont été réalisé sur un échantillon broyé pour certain et en
bloc pour d’autres.
III.2.1.1. Masses Volumiques : NFP18-558
a- Masses Volumiques Apparente :

 Définition :
La masse volumique apparente d'un matériau est la masse volumique d'un mètre cube du
matériau pris en tas, comprenant à la fois des vides perméables et imperméables de
la particule ainsi que les vides entre particules. La masse volumique apparente d'un
matériau pourra avoir une valeur différente suivant qu'elle sera déterminée à partir d'un
matériau compacté ou non compacté.
Est donnée par la formule suivent :
𝐌𝟏 − 𝐌𝟐
𝜸 𝐚𝐩𝐩 =
𝐕
91
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Avec :
γ app : Masse volumique apparente.
M1: Masse de matériau.
M2: Masse de la mesure vide.
V: Volume total du matériau.
- L’essai est répété 4 fois pour un volume de 1 litre et la moyenne de ces essais donne
la valeur de la masse volumique apparente.
b-Masses Volumiques Absolues :
 Définition :
La masse volumique absolue γs est la masse par unité de volume de la matière qui
constitue le granulat, sans tenir compte des vides pouvant exister dans ou entre des grains.
Méthode de pycnomètre Cette méthode est très simple et très rapide. Toutefois sa précision est
faible. Les résulta donné par :
𝐌
𝜸𝐬 =
𝐕𝟐 − 𝐕𝟏
Avec :
γs : Masse volumique spécifique ;

M : Masse d’échantillon
V=V1-V2 : Volume absolu.
a : masse volumique Absolu b : masse volumique Apparent
photo (III.2) : Essai masse volumique
92
Chapitre III I: :
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Les résultats des essais de la masse volumique apparente et la masse volumique absolu de sable sont
Tableau III.1: Masses volumiques apparentes et spécifiques de Temchemt utilisés.
Masse volumique γ app (g/cm3) γ s (g/cm3)
Gypse traditionnel (Temchemt) 1.39 2.18
III.2.1.2. Densité naturelle : NF P 94-064
La Définition de la densité naturelle est la même que celle de la densité apparente, la première
nomination est attribuée aux sols pulvérulents, la seconde au sol cohésifs
 But de l’essai :
L’essai vise l’objectif de déterminer la masse volumique d’un sol fin par le bais de pesées
hydrostatique
 Principe d’essai :
L’essai consiste à suivre les étapes ci-dessous :
Peser un échantillon de sol cohésif et enregistrer sa masse (M1).
 Envelopper, selon un protocole expérimental particulier, l’échantillon en question par de la
paraffine l’ensemble est repese, sa masse de la paraffine est donc déduite (M1-M2) et son
volume (VP) aussi, connaissant sa masse volumique
 L’échantillon paraffiné est plongé dan un volume V1d’eau pour déduire son
propre volume (V1 –V2 )
 Le volume de l’échantillon de sol est déduit par soustraction du volume de la
paraffine du volume total de l’échantillon paraffine ;
Vech= (V2-V1) – VP
 la masse volumique de l’échantillon testé est donc :
𝑴𝟏
𝝆𝒏 =
𝑽𝒆𝒄𝒉
Et enfin la densité naturelle :

𝝆𝒏
𝒅𝒏 =
𝝆𝝎
93
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
photo (III.3) : Essai densité naturelle
Le résultat de la densité est mesuré : P =1.51 g/cm3

Le résultat est appartient a l’intervalle 1.4 a 1.8 selon lérau (2006), ce matériau est classe lâche
malgré la distinction observée entre eux.
III.2.1.3. Essai D'équivalent De Sable : NFP 18-598

 But :
Léssai d´équivalent de sable, permettant de mesurer la propreté du Temchemt , est effectué sur
la fraction dún granulat passant au tamis à mailles carrées de 5 mm. Il rend compte globalement
de la quantité et de la qualité des éléments fins, en exprimant un rapport conventionnel
volumétrique entre les éléments sableux qui sédimentent et les éléments fins qui floculent.
 Exécution de léssai :
La solution lavant ayant été siphonnée dans l´éprouvette cylindrique, jusquáu trait
repère inférieur, la prise déssai humide, correspondant à une masse sèche de 120 g ± 1 g de
matériau, est versée soigneusement à láide de léntonnoir dans l´éprouvette posée
verticalement. Pendant 10 min ± 10 s ; Agitation de l´éprouvette ; Lavage Laisser reposer
pendant 20 min ± 10 s.
 Expression des résultats :

La figure III.1 montre schématiquement, les dimensions à considérer dans l’essai de
l’équivalent de sable
94
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Figure (III.1) : Définition de l'équivalent de sable
On mesure les éléments suivants :

-h1 : hauteur de sable propre + éléments fines (floculant).
-h2 : sable propre seulement.
Tableau III.2 : expose les résultats de l’équivalent de sable obtenus et la qualité

correspondante respective de matériau
ES Limite de valeur Observation

ESV % 38,80 E.S.V ≤ 60
Temchemt Donc sol non plastique
ESP % 37.14 E.S.P ≤ 60
 Suivant la norme le Temchemt est un Sable argileux, risque de retrait ou de gonflement. Sable à
rejeter pour des bétons de qualité ou vérification plus précise de la nature des fines par un essai au
bleu de Méthylène.
III.2.1.4.Analyse granulométrique :
 Méthode par tamisage à sec après lavage : NF 94-056
L’analyse granulométrique joue un rôle déterminant dans la composition du mélange. En
effet, elle permet de déterminer la grosseur et les pourcentages pondéraux respectifs des
différentes familles de grains constituant l’échantillon. Elle s’applique à tous les granulats de
dimension nominale inférieure ou égale à 63 mm, à l’exclusion des fillers (sédimentation).
95
Chapitre III I: :
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Le but de l’analyse granulométrique est d’étudier la taille de ces particules et de mesurer
l’importance relative de chacune des fractions du sol de dimensions bien
Définies : gros éléments, graviers, sable, limon, argile.
 Cette essai permet de :

• Représenter la répartition en poids des différents éléments contenus dans Temmchemt.
• Faire une classification du Temchemt.
 Principe de l’essai :
Il consiste à faire passer un échantillon de sol à travers différent tamis de diamètre
Décroissant et de peser le refus de tamisage de chaque tamis pour pouvoir tracer la courbe
granulométrique à fin de classer notre sol .Les dimensions de mailles et le nombre des tamis
sont choisis en fonction de la nature de l´échantillon et de la précision attendue. Les masses
des différents refus ou celles des différents tamisas sont rapportées à la masse initiale de
matériau, les pourcentages ainsi obtenus sont exploités, soit sous leur forme numérique, soit
sous une forme graphique (courbe granulométrique).
photo (III.4) : Essai analyse granulométrique et Sédimentométrie de Temchemt.

Les résultats d'analyse granulométrique par tamisage sont représentée sur le tableau suivant :
96
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Tableau III.3 : Les résultats d'analyse granulométrique par tamisage de Temchemt
Masse de l’échantillon = 500 g
tamis (mm) Refus partiel en (g) Refus cumulé en (g) Refus cumulé en (%) Tamisât en(%)
31.5 0,00 0,00 0,00 100
20 21,06 21,06 4,212 96
10 35,78 56,84 11.368 89

5 50,03 106.87 21,374 79
2 45,89 152,76 30,552 69
1 28,76 181,52 36,304 64
0.4 26,81 208,33 41,666 58
0.2 26,95 235,28 47.056 53
0.1 35,59 270,87 54.174 46
0.08 4,20 275,07 55.014 45
III.2.1.5. Sédimentométrie [NF P 94-057 ] :

 But de l’essai
Le tamisage n’est plus possible, lorsque la dimension des particules est inférieure à 100 μ ;
donc on a recours à la Sédimentométrie.
Le but de cet essai est de mesurer sans commettre une grande erreur à différentes époques à
l’aide d’un densimètre une suspension de sol.
Il permet de tracer complètement la courbe granulométrique.
 Principe de l’essai
L’essai utilise le fait que dans un milieu liquide au repos, la vitesse de décantation des grains
fins à très fins est fonction de leur dimension. La loi de Stokes donne, dans le cas de grains
sphériques de même masse volumique, la relation entre le diamètre des grains et leur vitesse
de sédimentation. Par convention, cette loi est appliquée aux éléments d’un sol pour
déterminer des diamètres équivalents de particules.
 Exécution de l’essai : On pèse 40 g du matériau contenu dans les sachets, on verse de
l’eau distillée dans une éprouvette graduée jusqu’à obtention d’un demi- litre, puis on verse
40 g de l’échantillon dans l’éprouvette, on met cette éprouvette sous l’air pendant 1H30mm,
97
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
puis 30mm, après avoir mis l’éprouvette sous l’air, on ajoute au matériau un agent
défloculant tel que le silicate de soude ou le pyrophosphate de soude ou du phosphate de
sodium. La solution se prépare à partir d’un litre d’eau distillée et de 102 gr de phosphate de
sodium solide.
On attend 1H30 mm après avoir mis l’agent défloculant sous l’air, on remplit l’éprouvette
d’eau distillée jusqu'à litre. On laisse le matériau se stabiliser et les particules se décanter
pendant une durée de 18 heures à 24 heures
Après cette stabilisation, on agite pendant 2 mn l’ensemble de la solution à l’aide d’un
agitateur afin de séparer les grains à nouveau. On ne touche plus l’éprouvette pour ne pas
perturber les particules. On plonge le densimètre dans l’éprouvette et on prend les lectures.
Au cours de l’essai on plonge le thermomètre pour relever la température. Les résultats de
notre échantillon sont inscrits sur le tableau suivant :
Tableau III.4: Résultats d’analyse granulométrique par sédimentométrie du temchemt
T Temp Durée R’=r-1000 Correcti Lecture Diamètre % des

(C°) s de R : lecture on (C) corrigée s (D) élément (D)
chute an R1=R’-C sur
densimètre l’ensemble de
l’échantillon
16° 8 :50 30 ‘’ 21 0.410 20.59 0.075 45
16° 8 :51 01’ 20 0.410 19.59 0.055 43
16° 8 :52 02’ 19.5 0.410 19.09 0.038 42
16° 8 :55 05’ 16 0.410 15.59 0.025 34
16° 9 :00 10’ 6.5 0.410 6.09 0.017 13
16° 9 :10 20’ 3 0.410 2.59 0.012 6
16,5° 9 :30 40’ 2.5 0.410 2.09 0.008 5
17° 10 :10 80’ 2.2 0.410 1.79 0.006 4
17° 11 :30 160’ 1 0.410 0.59 0.004 1
18° 14 :10 320’ 1 0.410 0.59 0.003 1
16° 24 h 1440 1 0.410 0.59 0.002 1
16° 48 h 1 0.410 0.59 0.001 1
16° 72 h 1 0.410 0.59 0.0005 1
98
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
 Courbe granulométrique :
Les pourcentages des refus cumulés, ou ceux des tamisats cumulés sont représentés sous la
forme d’une courbe granulométrique en portant les diamètres des tamis en abscisse, sur une
échelle logarithmique, et les pourcentages des refus en ordonné sur une échelle arithmétique
Figure III.2: Courbe granulométrique de Temchemt
Les résultats de l‘analyse granulométrique par sédimentation montre que notre sol est consister
environ de
 20% limon; 30% sable fin ; 20 % gros sable ; 25 % graviers, 5 % cailloux

 Module de finesse [NF P 18-540] :
Le module de finesse caractérise la granularité des sables. Il est égale au 1/100e de la somme des
refus exprimés en pourcentages sur la série des tamis : 0.16, 0.315, 0.63 ,1.25, 2.5 et 5mm.
𝟏
𝑴𝒇 = 𝟏𝟎𝟎 ∑[ Rc (0,16) + Rc (0,315)+ Rc (0,63)+ Rc (1,25) +Rc (2,5) +Rc (5)]
Le module de finesse du sable Mf = 3.73 Lorsque MF est superieur à (Mf >3.3) c’est-à-dire notre
le Temchemt est à rejeter pour le beton. Ce paramètre est en particulier utilisé pour caractériser la
finesse des sables à bétons (NF P 18-540).
99
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
120
100
Tamisats cumulés (%)

80
60
40
20
0
5 2 1,6 1 0,5 0,125 0,08
ouvertures des tamis (mm

Courbe max (grossier)% courbe temchemt courbe min(fin)%
Figure III.3: fuseau de référence recommandé par la norme

La Figure (III.3) montre que la courbe granulométrique est partiellement Située à l'extérieur du
fuseau de référence recommandé par la norme AFNOR NFP 18-541 pour la confection des bétons
et des mortiers.
III.2.1.6. Limites d’Atterberg [NFP 94-051] :
 But de l’essai :
Les limites d’Atterberg sont des paramètres géotechniques destinés à identifier un sol et à
caractériser son état au moyen de son indice de consistance.
 Principe de l’essai :
L’essai effectue en deux phases :
- Recherche de la teneur en eau pour laquelle une rainure pratiqué dans le un sol placé dans
une coupelle de caractéristiques imposées se ferme lorsque la coupelle et son contenu sont
soumis à des chocs répétés
. - Recherche de la teneur en eau pour laquelle un rouleau de sol, de dimension fixée et
confectionné manuellement se fissure.
 Equipement nécessaire :
-Appareil de Casagrande.
-Etuve de dessiccation à température réglable à 105 C0 et à 50 C0 de classe d’exactitude C.
-Balance numérique
-Capsules ou tares , spatules, truelles
100
Chapitre
ChapitreIII
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
photo (III.5): Manipulation de l’essai de limites d’Atterberg
les limites sont déterminées sur la fraction de sol passant au travers du tamis 400µm
Les deux limites utilisées sont :

 WL : limite de liquidité : teneur en eau d'un sol remanié caractérisant la transition entre
un état liquide et un état plastique.
 WP : limite de plasticité : teneur en eau d'un sol remanié caractérisant la transition entre
un état plastique et un état solide.
A partir des résultats obtenus, nous déterminons l’indice de plasticité.
 IP : indice de plasticité : Cet indice définit l'étendue du domaine plastique du sol entre
les limites de liquidité et de plasticité :
IP= WL - WP
Le teneur en eau étant exprimées en pourcentage, l'indice de plasticité est un nombre sans
dimension.
Figure.III.4 : Présentation des limites d'Atterberg
101
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
 Classification des argiles selon les limites d’ATTERBERG :

Les argiles sont classées suivant leur plasticité ; BURMISTER (1967) propose une
Classification détaillée de la plasticité des argiles en fonction de l’indice de plasticité.
Tableau III.5 : Classification des argiles selon Burmister.

Ip (%) 0 1à5 5 à 10 10 à 20 20 à 40 >40
Plasticité Non plastique Légère Faible Moyenne Élevé Très élevée
Atterberg (1973) classifie la plasticité des argiles en trois niveaux comme montrés dans le
tableau III.6.
Tableau III.6 : Classification des argiles selon Atterberg.

IP (%) <7 7 à 17 >17
Plasticité Faible Moyenne Elevée
Tableau III.7 : Les résultats obtenus sont reportés dans le tableau ci-dessous :
Limte de liquidité WL 41.10
Limite de plasticité Wp 34.42
Indice de plasticité Ip 6.68
D’après Atterberg et Burmister, on peut classer notre Temchemt par son indice de plasticité (IP =
6.68) la nature de Temchemt est un limon peu plastique (sable argileux)
102
Chapitre III I: :
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Figure III.5: Abaques de CAZAGRANDE
III.2.1.7. Analyse chimique

 But de l’essai
 Identifier les éléments constitutifs de tuf (chlorures, carbonates, sulfates).
 Déterminer le pourcentage des éléments.
 Le pH est mesuré par une électrode de verre (NF T 90-008) ; le titre alcalimétrique
est déterminé par volumétrie avec un acide minéral dilué (NF EN ISO 9963-1)
Ph= 8.8 basic
103
Chapitre IIII::
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
 Principe de détermination de la teneur en sulfates :
Etuver à T0 =80C0 Après 48H

Prendre 200 g de
en cas nécessaire placer dans un Quartage
L’échantillon
105-110C0 dessiccateur
Pulvériser dans Tamiser à Mettre dans un

Peser 1g (P0)
un mortier 0.200 mm élan à 250ml
Ajouter 100 ml Bouillir doucement Refroidissement Filtration dans un

HCL à 10% 4 à 5 minutes 15 minutes papier filtre N0541
Prendre le filtrat et Agitation Prendre 100ml de Ajouter 10ml de

ajuster jusqu’à 250 ml filtrat dans un érlen BaCl2 à 5%
de filtrat
avec l’eau distillée
Filtration de la
Bouillir solution papier Peser un creuset
Refroidissement
doucement filtre N0541 vide P1
15minutes
4 à 5 minutes
Calcination des creusets

Mettre le papier Peser le creuset après
+ le papier filtre à 9000 C
Filtre dans le creuset la calcination P2
pendant 15 minutes
 Les formules des calculs :

 SO3-2= 34 .3 × (P2- P1) /P0
 CaSO4=184.23 × (P2-P1) /P0
104
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
(a) (b) (c) (d)

photo (III.6) : Analyse chimique : (a) Essai de chlorure ; (b) Essai de carbonates;
(c) Essai de dosages des sulfates ; (d) PH
 Principe de détermination dosage des chlorures :
Echantillon D ≤ 20mm
quartage
Etuvage
1 kg Ecraser
105 C0 ≤ t ≤ 110 C0
Tamiser 600 µm Quartage M>100g
Etuvage m cste Peser 100g

Dessiccateur
105 C0 ≤ 110 C0
+200 cc H2O 24H agitation Laisser reposer

et filtrer
Prendre 25cc du filtrat Titrer PH neutre avec

+2goutes de k2cro4 (10%) AgNO3 V
Faire un blanc
105
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Apparition de signes de couleur rouge des dépôts de sel NACL

Si :
 V=25 cc
 AgNO3 : 0, 02N T Ag NO3 /Cl- = 7, 09 .10-4
 Cr %=56,72 .10-4 NaCl %= 1,64 .Cl-
 Le tableau suivant illustre le résultat d'analyse chimie pour le Temchemt:
Tableau III.8 : Résultats d’analyse chimique de Temchemt
Les essais Temchemt
-Taux des Insolubles % 9,23
-Taux des Sulfates SO3-2 % 15,94
- SO4-2 % 19.15 Insolubles

SO3-2
- CaSO4 ,2H2O 85,64
SO4-2
- Taux des Carbonates CaCO3 % 2 CaSO42H2O

V NaOH
-V NaOH 9,8 cl-
Na cl-
-Taux des Chlorures cl- % 0,352
- - NaCl% 0,577
- PH 8.8
Figure (III.6) : présentation graphique
III.2.1.8. Essai au bleu de méthylène [NF P 94-068] :

Cet essai a pour but d’évaluer l’influence des fines d’origine argileuse contenues dans les
sables et grave d’origine naturelle ou artificielle.
On fixe sur les grains d’argile des molécules de bleu de méthylène et par test simple on évalue
la quantité de bleu fixé, on en déduit la valeur du bleu méthylène.
 Matériels utilisés :
1-Balance de précision
2-Un bêcher plastique ou verre
106
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
3- Un agitateur à ailettes de diamètre 70 à 80 mm et de vitesse de rotation 600 à 800 tr/min
4-Une burette de 100 ml
5- Papier filtre sans cendre (<0.010)
6- Une baguette en verre de 8 mm de diamètre
7- Une solution de bleu de méthylène qualité médicinale à 10g/l
8- Eau déminéralisée
photo (III.7) : Essai de bleu de méthylène
Ce test consiste à injecter, successivement des dosages précis de bleu de méthylène jusqu'à avoir
saturation des particules d’argiles.
La valeur de bleu est exprimée par la formule suivante :
𝑽 𝑿 𝟎. 𝟎𝟏
𝐕𝐁𝐒 = 𝟏𝟎𝟎
𝑴
Avec V : volume de bleu méthylène absorbé ;

M : la masse de prise d’essai.
 L’essai au bleu de méthylène donne VBS= 0.4 % ≤ 1 % (selon [NF P 94-068])
Notre sol est entre 0.2 ≤ VBS ≤ 2.5 , cela implique qu’il n’est pas très absorbant. Sol limoneux
( sol peu plastique et sensible à l’eau ).
107
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
. III.2.1.9. Analyse minéralogique :
Pour l’examen microscopique de Temchemt on utilise généralement :
a- Observations microscopiques par MEB :

La microstructure des échantillons a été observée et analysée à l’aide d’un microscope électronique
à balayage (MEB) VEGA3 TESCAN ,Département « génie des procédé à l’université de
LAGHOUAT » , comme le montre la figure III.14. Le MEB permet d’observer la topographie de
surface d’un échantillon en balayant sa surface par un faisceau d’électrons et en recueillant l’image
formée. Vu que les échantillons ne sont pas conducteurs, une métallisation des surfaces est
nécessaire en les recouvrant d’une couche fine d’or. Deux méthodes permettent d'obtenir ce résultat.
Pour cette étude, la pulvérisation cathodique a été employée. Elle consiste à déposer sur l'échantillon
des atomes arrachés à un morceau de métal (or) par de l'argon ionisé dans une enceinte à vide partiel.
Figure (III.8) :MEB VEGA3 TESCAN
Les photos présentées à grande échelle par la figure III-14 montrent les trois échantillons de
Temchemt (de diffèrent dosage) visualisés par microscope électronique à balayage (MEB).
108
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
(a)–Temchemt 100%
(b) – Temchemt +3% ciment
(d) –Temchemt + 3% la chaux
photo III.8: Observations des grains de temchemt au MEB
109
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
 Interprétation des résultats :

Il apparait que le Microstructure de temchemt traité au ciment est plus compacte, dense et
cohérent par rapport au temchemt traité à la chaux ou bien le témoin, car Le ciment forme une coque
enrobant chaque grain de temchemt. La topographie de La coque moule de chaque grain est assure
leur liaison.
- l’échantillon (b) a une structure non poreuse alors que celle de (a) et (d) sont poreuses. C’est ce qui
justifie la différence dans leurs résultat des essais mécaniques et thermique
- Un liant adéquat a fin d’assurer la bonne cohésion de l’ensemble des granulats.
Une partie de matières ajoutées comme liant n’a pas un caractère réfractaire, elles sont ajoutées en
très petits pourcentages.
b- La technique de la diffraction X (DR-X) :

Cette méthode, nous a révélé la composition minéralogique de notre produit, la procédure trouve
son principal emploi dans la détermination des minéraux et chaque corps cristallin, produit un spectre
qui rend compte de sa structure interne et qui, par suite, est caractéristique de cette substance.
On peut considérer que tout diffractomètre x est une sorte « d’empreinte digitale » spécifique qui
permet de distinguer un minéral
Pour reconnaitre un corps à partir de son diffractogramme. On dispose d’un fichier de carte
signalétique et de livre où les minéraux sont classés en fonction de leurs trois raies les plus
importantes. Cette méthode est essentiellement qualitative.
. Pour effectuer une analyse de DRX, on procède de la manière suivante :
- broyage de l’échantillon.
- préparation de perles ou pastilles. En effet, lorsqu’un échantillon est bombardé par des rayons
X, ce rayonnement provoque l’émission de son spectre. Ce spectre est appelé diffraction par rayon X
(DRX) car le mode d’excitation concerne les photons.
110
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Figure III.9: Diffractomètre x Figure III.9: Mécanisme de la diffraction RX
Counts
3,00439 [‫]إ‬
4000 Shahma Sara

2,80573 [‫]إ‬
3000
3,46834 [‫]إ‬
2000
1,84450 [‫]إ‬
3,04202 [‫]إ‬
2,13900 [‫]إ‬
1,69452 [‫]إ‬
3,34424 [‫]إ‬
2,11429 [‫]إ‬
1,66709 [‫]إ‬
2,71448 [‫]إ‬
1,90901 [‫]إ‬
1000
2,34054 [‫]إ‬
2,85207 [‫]إ‬
1,73217 [‫]إ‬
0
30 40 50
Position [°2Theta] (Copper (Cu))
Figure III.10. Diffractograme de Temchemt
 Interprétation des résultats :

Ce qu’ il faut retenir dans ce Diffractogramme Figure III-1, (qui a été effectué au niveau du
laboratoire de physique à l'université de LAGHOUAT),C’est que notre Temchemt est sulfaté tout
au long du parcours des pics obtenus, on peut constater ce qui suit:
- Le sulfate Ca 2SO4 forme une grande part des minéraux avec un pourcentage de 96 %.
- Le NaOH trouvé avec des pourcentages faibles au tour de 4%
111
Chapitre III : Caractérisation des Matériaux Utilisés
d-Spectroscopie infrarouge :
La spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) est une technique d’analyse
physico-chimique qui permet de donner des informations sur les liaisons entre les noyaux atomiques
et leurs arrangements. Cette méthode permet d’accéder directement à l'information moléculaire, à la
nature chimique et à l'organisation structurale des matériaux analysés.
La spectroscopie infrarouge consiste pour les minéralogistes un outil de caractérisation de la
cristallinité de Temchemt par observation des intensités relatives des bandes de vibration des
hydroxyles de structure.
Figure III.11 : Schéma de principe de l’analyse par spectroscopie d’absorption infrarouge
 Spectroscopie infrarouge de Temchemt :

La figure 11, représentent le spectre IR de notre échantillon de temchemt .
En ordonnée, la transmittance en %, qui représente le pourcentage de lumière ayant traversé
de la longueur d’onde) en cm-1.
On peut voir sur la figure cite ci-dessus que le timchiment identifie par :
 D’une part par les vibrations d’élongation de la liaison S-O des sulfates qui apparaissent sous
forme des pices 596cm-1-658cm-1 et 1085 cm-1
 Et d’autre part par les pics caractéristiques des liaisons O-H qui apparaissent sous forme d’un
doublet à 3604cm-1 et non doublet à1617cm-1
112
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Figure III.12: Spectre infrarouge de temchemt traité(annex N)
III.3.Ciment :
Nous avons utilisé un seul type de ciment au cours de cette expérimentation. Il s’agit d’un
ciment portland composé CPJ-CEM II /A 42.5 NA 442 (MATINE). Provenant de la cimenterie de
LAFARGE usine de Msila, dont les caractéristiques sont regroupées dans les tableaux qui suivent
*these saiti 2010 *
Tableau III.9 : Caractéristiques physiques du ciment utilisé. •

Les essais Les caractéristiques
 Masse volumique absolue ρs =3100 kg/m3
 se volumique apparente ρa =1030.05 kg/m3
 Consistance normale E/C=0.25-0.28
 Début de prise DP=150-170 minute
 Fin de prise FP =3:30-4:30 (h)
 Surface spécifique Blaine SSB=3700cm2/g
113
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Tableau III.10 :Composition chimique du ciment utilisé.

* Perte au feu % 5.50-6.50
* Résidus insolubles % 0.70-1.50
* Teneur en sulfate (SO 3 )% 1.80-2.30
* Teneur en oxyde de magnésium(MgO)% 1.60-1.80
 Teneur en chlorures % 0.01-0.02
* Teneur équivalent en alcalis% 0.40-0.50
Figure III.13: Diffractogramme aux rayons X du ciment.
La composition minéralogique du ciment a révélé que le ciment utilisé contient

des pourcentages appréciables de chaux et de silice, cela peut conférer aux temchemt
élaborés des performances requises.
114
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
III.4.Propriété de la chaux :
III.4.1.Les caractéristiques physiques :
Le mortier de chaux naturelle pure NHL 5 obtient ses résistances en 2 temps :
- une prise initiale de type hydraulique (avec l’eau), grâce à la présence de silice qui
Permet de bonnes résistances mécaniques à court terme.
- une prise secondaire, dite aérienne (avec l’air), grâce à la présence de calcaire pur qui
Limite le retrait et développe les résistances mécaniques à long terme. Le taux de chaux
Aérienne hydratée présent est de l’ordre de 30 %, très supérieur aux exigences de la
Norme (9%).
-la masse volumique est 1,3g/cm3
-surface spécifique de Blaine 8000/cm2
-le début de prise 2à 3 munut
III.4.2.Résistance :
Ces liant ne sont jamais employés purs mais sous forme de mortier, à titre de
Comparaison, on utilise des mortiers normalisés dont on calcule la résistance à la
Compression à une certaine échéance.
III.4.3. Indice d’hydraulicité :
L’indice d’hydraulicité est obtenu par le rapport entre les aluminates / silicates et la
Teneur en carbonate de calcium du calcaire utilisé lors de fabrication de la chaux. Plus
Cette valeur est élevée, plus la prise hydraulique est importante
III.4.4.Indice de clarté :
Il précise une valeur comprise entre 0 et 100. Les chaux très blanches ont un indice
Proche de 100 c’est le cas des chaux aérienne ; les chaux hydrauliques naturelles sont
Légèrement colorées ; cette coloration provient des oxydes contenus dans le calcaire
Employé.
III.4.5. Résistance au feu :
Un corps résiste au feu tant que la chaleur ne vient pas briser la molécule qui le Constitue
ou modifier sa structure, s’il n’est pas soumis à de tels processus il résistera Au feu jusqu’à
atteindre sa température de fusion ainsi .la silice, et les corps ou mélanges qui en contiennent,
subit une transformation de structure vers 560° , à cette Température elle n’est pas réfractaire
les produits réfractaires ne peuvent contenir de silice ;le calcaire se décompose entre 600 et
800°C ; il perd certaines de ses qualités ; la chaux vive est réfractaire mais la chaux hydratée
115
Chapitre III : Caractérisation des Matériaux Utilisés
perd son eau les liants réfractaires sont issus de la chimie de l’alumine et de sa combinaison
avec le calcium ce sont les ciments réfractaires (fondus ou frittés ) .
III.4.6. Retrait :
Il est défini par la norme NPF15 433 il ne possède pas d’unité intrinsèque de mesure.
Le retrait est la diminution dimensionnelle que subit le liant durant la prise.
L’utilisation de chaux aérienne ou hydraulique naturelle, de ciment pour la fabrication
Et la mise en œuvre du mortier entraîne des phénomènes de retrait. Selon la résistance
Mécanique des liants utilisés, la fissuration engendrée peut avoir des effets
Dommageables, notamment dans les enduits.
L’emploi de liant de faible résistance est préférable. En effet, le retrait engendre alors
Une fissuration, importante par la taille du réseau, et non par la taille des fissures
Habituelles, dans le cas des liants très résistants. De plus, avec les liants moins
Résistants la possibilité de resserrage de l’enduit permet d’accompagner le retrait en
fermant les microfissures qui se forment progressivement.
III.4.7Composition chimique de chaux :
Une analyse chimique de la chaux utilisé a été effectuée en utilisant la méthode de diffractométrie
par rayons X au labo.physique à l’université de LAGHOUAT, les résultats de cette technique sont
présentés sur le diffractogramme ci-dessous .
L’analyse des résultats et en s'appuyant sur la banque des donnés, montre que la chaux
utilisée possédé deux types de calcites et qui sont :
- Ca (OH)2 avec un système Rhombohédral;
- Ca CO3 avec un système Hexagonal.
Il est montré aussi que le Ca (OH)2 est l’espèce la plus prépondérante par rapport
au Ca CO3. Ce qui affirme que la chaux utilisée est une chaux aérienne.
116
Chapitre
ChapitreIII
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
Figure III.14: Diffractogramme de la poudre de la chaux par les rayons X.
Tableau III.12: Fiche technique des propriétés physique et chimiques de la chaux
117
Chapitre
Synthèse Utilisés
Bibliographique.
III.5.Eau de gâchage :
L’eau utilisée est celle du robinet du laboratoire de génie civil de l’université de

Ouargla, l’eau sert d’une part à l’hydratation du ciment et d’autre parte elle permet la
Fluidification de la pâte. Dès que l’eau entre en contact avec le ciment anhydre, elle
Réagit pour se combiner et former les hydrates de ciment.
L’analyse chimique de l’eau a été effectuée au laboratoire centrale de traitement des eaux de
EP ALGERIENNE DES EAU d’unité d’Ouargla et elle a donne la composition suivante :
Tableau III.13 : Composition chimique de l’eau (la concentration est donnée en (mg / l))
Ca++ Mg++ K++ Na+ Cl NO3 SO4 CaCO3 PH

200 150 20 200 500 50 400 500 6.5-8.5
III.6. Conclusion :
Dans ce chapitre on a essayé de caractériser le Temchemt de (Ouargla) suivant les normes
"AFNOR" .c'est un sol qui est un peu grossier avec une granulométrie étalé, leur module de finesse
est de l'ordre de 3,74 et d‘une densité =1.51 g/cm3 faible plasticité- .Donc ce sol est hors normes
de point de vue construction. Les liants hydrauliques utilisés sont : le ciment et la chaux hydraulique
existants sur le marché ; Ils sont normalisés et approuvés par les normes Algériennes de construction
L’eau de gâchage est celle de robinet du laboratoire de faible salinité.
118
Chapitre IV
Résultats et Interprétations
119
Chapitre
ChapitreIVI :: RésultatsBibliographique.
Synthèse et Interprétations
Résultats et Interprétations
IV.1. Introduction :
L’étude expérimentale de notre travail consiste à déterminer les caractéristiques thermiques et

mécaniques des briques à base de Temchemt de Ouargla) pour améliorer ces caractéristiques on va
ajouter à ces briques le ciment ou la chaux pour les stabilisés. Dans notre travail on va préparer des
éprouvettes avec des déférents pourcentages des liants (ciment ou chaux) .Et comparé avec des
éprouvettes références sans stabilisants, de terre crue, de parpaing et de plâtre.
Puis différents essais ont été effectués sur les briques à savoir :
 Essais mécaniques :
 Résistance à traction par la flexion
 La résistance à la compression
 Vitesse de propagation de son
 Essai thermiques :
 conductivité thermique ( λ )
 résistance thermique ( Rth )
 chaleur spécifique (CP )
 la diffusivité thermique (D )
Ces essais sont effectués au laboratoire de Génie Civil de l’université KASDI MERBAH de
Ouargla, et Amar Theleigi Laghouat
IV.2.Préparation et confection des briques :

IV.2.1.Etapes de préparation :
Lors de la préparation des briques Les étapes citées ci-dessous ont suivi :
a- On pèse les quantités nécessaires des différents matériaux : Temchemt, ciment,

chaux et l’eau.
b- Préparation des moules en métal : après le nettoyage et graissage à l’aide d’une huile
pour faciliter le démoulage les moules sont près pour utilisation
c- le malaxage :
- L’opération est exécutée manuellement comme suit :
120
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
SynthèseetBibliographique.
Interprétations
Malaxage manuel de Temchemt et le liant (ciment ou chaux) sec en ajoutant une quantité d’eau de
gâchage et on malaxe le mélange durant 30 à 40 secondes On ajoute le reste d’eau, puis on malaxe
pendant 120à 180 second, jusqu’à l’obtention d’une pate homogène et bien mouillé.
Photo IV.1 : moulage des briques

d- Les coulages des éprouvettes : cette opération est exécutée en couches successives
compactés manuellement à l’aide d’une plaque métallique d’épaisseur 1cm.
e- Une opération de finissions est exécutée sur le parement supérieur des éprouvettes pour
obtenir des surfaces lisses.
f- Après démoulage les éprouvettes sont conservées à l’air libre au sein du laboratoire.
Photo IV.2 : démoulage et séchage des briques
IV.2.3. - préparation des éprouvettes :

Les éprouvettes utilisées sont des éprouvettes prismatiques qui doivent être conformes à la norme
NF P 18-400 Pour la confection et la conservation des éprouvettes, se reporter, suivant la catégorie
de l’essai à celle des normes NF P 18-404 ou NF P 18405.
121
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Synthèseet Interprétations
Bibliographique.
 Dimension des moules :
Les essais ont été réalisés sur des éprouvettes prismatiques de dimension :
 (240×115×52mm) selon la Nome DIN 106 pour la détermination des propriétés

mécanique.
 (40x40x160mm) pour la détermination des propriétés mécanique et thermique.
Tableau IV.1 : Composition utilisées (Temchemt (%) + Ciment (%) ) :
Echantillons C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6
Temchemt (%) 100 99 98 97 30 0 0
Ciment (%) 0 1 2 3 0 0 0
Grivlette( témoin) (%) 0 0 0 0 0 100 0
Plâtre (témoin) (%) 0 0 0 0 0 0 100
L’argile (témoin ) ( 70
0 0 0 0 0 0
%)
Nous avons fabriqué 6 éprouvettes dans chaque dosage.
Tableau IV.2..Composition utilisées (Temchemt (%) + la chaux (%) ) :
C0 C1’ C2’ C3’ C4’ C5’ C4 C5 C6

Temchemt (%) 100 99 98 97 96 95 30 0 0
La chaux (%) 0 1 2 3 4 5 0 0 0
Grivlette( témoin) 0
0 0 0 0 0 0 100 0
(%)
Plâtre (témoin) (%) 0 0 0 0 0 0 0 100
L’argile (témoin ) ( 70
0 0 0 0 0 0 0 0
%)
Nous avons fabriqué 3 éprouvettes dans chaque dosage.
122
Chapitre
ChapitreIVI:: RésultatsBibliographique.
pesé la chaux Pesé le ciment Préparation le temchemt
Références 4x4x16)x3mm
Fabrication des éprouvettes
C0 : Temchemt 100 %
Matériaux utilisé
C6 :Platre 100 %
C5 : parpaing 100 %
C4:terre crue 100 %

Pese Temchemt
Eau Ciment Temchemt
C1 Temc 99 %+ C 1%
C2 Temch 98 %+C 2%
C3 :Temch 97 %+C 3%
Eau La chaux Temchemt
(4 x 4 x16 mm ) (24x11.5x5.5mm )
Formulation du mélange
C’1 : Temch 99% +Ch 1%
C2’ : Temch 98 % +Ch 2%
C3’ : Temch 97% +Ch 3%
C4’ : Temch 96%+Ch 4%
C5’ :Temch 95%+Ch5%
(4 x 4 x16 mm ) (24x11.5x5.5mm )
Figure IV.1: Schéma montrant les étapes et le procédé de formulation du mélange
123
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Bibliographique.
IV.3.Résultats obtenus et discussion :
IV.3.1. Masse Volumique :
Le tableau montre la variation de la masse volumique des briques en fonction des différents
pourcentages Temchemt et de ciment et la chaux.
Tableau IV.3 : résultats de la variation de la masse volumique des briques de Temchemt en

fonction des pourcentages de ciment :
Échantillons C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6
ρ ( g/ cm3 ) 1.449 1.392 1.434 1.383 2.057 2.141 1.474
 Légende :
M( g ) : la masse de l’échantillon - V ( cm3 ) : volume de l’échantillon
ρ ( g/ cm3 ) : masse volumique de l’échantillon - ρ moy ( g/ cm3 ) :la moyen de la masse volumique
2,5
la masse volumique (g/cm3)
1,5
0,5
0
C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6
le pourcentage de ciment %
Figure IV.2 : Variation de la masse volumique en fonction de des pourcentages de ciment
A partir la figure (IV.2 ) nous constatons :
124
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Interprétations
- Une diminution légère de la masse volumique en fonction de l’augmentation du pourcentage

de ciment dans le mélange. En effet la masse volumique du ciment est plus petite que celle de
Temchemte.
- La masse volumique des échantillons (C4) et (C5) sont les plus élevées et ça dû à
l’augmentation de la masse de composants de parpaing et l’adhérence des grains d’argile ainsi
que le plâtre
- La masse volumique des échantillons (C0) est élevée par rapport à celle du (C1), (C2), (C3) et
ça dû à l’absence du ciment
Tableau IV.4 : résultats de la variation de la masse volumique des briques de Temchemt

en fonction des pourcentages de la chaux:
Échantillons C0 C1' C2' C3' C4' C4 C5 C6

ρ ( g/ cm3 ) 1.449 1.394 1.378 1.402 1.400 2.057 2.141 1.474
2,5
la masse volumique (g/cm3)
1,5
0,5
0
C0 C1' C2' C3' C4' C5' C4 C5 C6
le pourcentage de la chaux %
Figure IV.3 :Variation de la masse volumique en fonction de des pourcentages de la chaux
A partir la figure (IV.3) nous constatons :
125
Chapitre IV : I :
Chapitre Résultats
Interprétations
- Une diminution légère de la masse volumique en fonction de l’augmentation pourcentage des

de la chaux dans le mélange,. En effet la masse volumique du Temchemt est plus grande que
celle de la chaux.
- La masse volumique de l’échantillon (C0) est élevée par rapport à celle du (C1’), (C2’), (C3’)
(C4’), (C5’) et ça dû à l’absence de la chaux
- La masse volumique des échantillons (C4) et (C5) et ( C6) sont les plus élevées que les
autres compositions et ça dû à la présence du grivlette et le plâtre et l’argile qui augmente
la masse volumique
IV.3.2. Résultat de mesure des propriétés mécaniques :
Pour la réalisation des essais nous avons confectionné au total 30 briques (4x4x16),et 27
briques (24x11.5x5.2) dont 3 briques pour chaque composition.
Pour les calculs des résultats nous avons pris la moyenne entre les résultats obtenus
IV.3.2.1.Essai de la résistance de traction par flexion:

 -Principe d’essai
Des éprouvettes prismatiques sont soumises jusqu’à rupture à un moment de flexion par
application d’une charge au moyen de rouleaux supérieurs et inférieurs. La charge maximale atteinte
au cours de l’essai est enregistrée et la résistance en flexion est calculée.
 Conduite de l’essai :
Cet essai est établi suivant la norme EN 196-1. La figure III.6 présente le dispositif à rouleau
utilisé en flexion trois points ; comportant deux appuis à rouleau distant de 100 mm sur lesquels
repose l'éprouvette prismatique 40x40x160 mm, et un troisième rouleau équidistant des deux
premiers, transmettant une charge concentrée Ff .
La formule qui nous permet de calculer la résistance à la flexion est comme suit :
……
Où : R : Résistance à la flexion en MPa ;

Ff : Charge de rupture de l'éprouvette en flexion N ;
l : Longueur qui sépare les deux appuis inférieurs en mm ;
b : Côté de l'éprouvette en mm.
126
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Bibliographique.
Photo IV.3 : Dispositif pour l'essai de traction par flexion (3 points)

La variation de la résistance à la flexion des briques selon les compositions proposées est représentée
dans le tableau suivant :
Tableau IV.5 : résultats de la résistance à la flexion des briques de temchemt en fonction des
pourcentages de ciment
Rf MPa 2.96 3.28 3.74 3.90 0.81 2.34 8.04
9
8
contrainte de flexion ( MPa)
7
6
5
4
3
2
1
0
C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6
dosage de ciment
Figure IV.4 : résistance à la traction par flexion en fonction du dosage en ciment
127
Chapitre
Tableau IV.6 : résultats de la résistance à la flexion des briques de Temchemt en fonction des
pourcentages de chaux
Echantillons C0 C1' C2' C3' C4' C5' C4 C5 C6

Rf MPa 2.96 0.73 1.05 1.06 1.07 1.31 0.81 2.34 8.04
7
0
C0 C1' C2' C3' C4' C5' C4 C5 C6
dosage de la chaux
Figure IV.5 : résistance à la traction par flexion en fonction du dosage de la chaux
D’après les figures (IV.4 ) et (IV.5 ) on remarque une diminution de la résistance à la traction par
flexion entre C0 et C1 puit une presque stabilité entre C1- C4 .
Une augmentation minime entre C4-C5
Une augmentation franche de la résistance à la traction par flexion entre C5-C6 et ça due à la bonne
résistance et adhérence des liants (ciment ou chaux) par rapport à celle du Temchemt .
Les briques de Temchemt stabilisées par le ciment ont données une résistance plus élevée que celles
stabilisées à la chaux.
128
Chapitre IV : I :
Chapitre Résultats
Interprétations
IV.3.2.3 Résistance à la compression :

 Objectifs de l’essai :
Cet essai a pour objet la détermination de la résistance à la compression ou la résistance
à l’écrasement d’une partie de la brique après l’essai de flexion.
Cet essai est régi suivant la norme EN 196-1, exécuté avec une presse (Photo IV.4 ) pour
Matériaux durs, comportant une mâchoire inférieure fixe et une mâchoire supérieure mobile.
L’éprouvette étudiée est soumise à une charge croissante jusqu’à la rupture, la résistance à la
compression est le rapport entre la charge de rupture et la section transversale de l’éprouvette. La
figure suivante montre le dispositif expérimental de l’essai de compression.
Photo IV.4 : Dispositif de rupture en compression

La résistance à la compression est donnée par l'équation suivante :
Où :
Rc: Résistance à la compression en MPa ;
Fc : Charge de rupture en N ;
b : Côté de l'éprouvette en mm.
129
Chapitre IV : I :
Chapitre Résultats
Interprétations
La variation de la résistance à la compression des briques selon les compositions proposées est
représentée dans le tableau suivant :
Tableau IV.7: résultats de la résistance à la compression des briques de Temchemt en fonction

des pourcentages de ciment
Rc MPa 1.03 1.21 2.51 3.42 2.95 1.45 12.39
14
12
10
0
C0 C1 C2 C3 C4 C5 C6
dosage de ciment
Figure IV.6 : Dispositif pour l'essai de traction par flexion (3 points)
Tableau IV.8 : résultats de la résistance à la compression des briques de temchemt en fonction

des pourcentages de la chaux

Rc MPa 1.03 1.44 1.97 1.83 1.93 1.81 2.95 1.45 12.39
130
Chapitre
14
contrainte de la compression ( MPa)

12
10
0
C0 C1' C2' C3' C4' C5' C4 C5 C6
dosage de la chaux
Figure IV.7 : résistance à la compression en fonction du dosage de la chaux
D’après figure(IV.6 )et (IV.7 ) on remarque que la résistance à la compression des

briques de Temchemt est augmentée légèrement en fonction du dosage du ciment ou la
chaux.
La valeur maximale de la résistance a la compression à 15 jours est obtenue dans les briques
C5’,La valeur minimale de la résistance en compression à 15 jours est obtenue dans les de
dosage C0 %
Ceci peut être expliqué que la résistance des briques est influencée par la modification de la
texture, où l’importance de la force d’adhésion entre Temchemt et le ciment .
En conséquence, l’augmentation de la résistance à la compression selon le dosage de
Liant est expliquée par une diminution de taux de vide entre les graines de Temchemt
 notons que les valeurs de la résistance à la compression restent toujours supérieures aux
brique témoins de plâtre une preuve de la bonne adhérence entre ces grains et inferieurs aux
briques témoins de parping une preuve de la mauvaise adhérence de la matrice du mélange
 Si nous comparons nos résultats de résistance par rapport aux résultats des références nous
pouvons dire que nos briques sont moyennes à acceptable de point vue résistance.
 Dans cette étude nous n’avons pas utilisé un pourcentage plus de 3% au ciment, il sera
souhaitable d’étudier le pourcentage optimal dans une étude ultérieure
131
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Bibliographique.
IV.3.2.4.Essai ultrasonique :
 Appareille utilisée :
L’appareillage est essentiellement constituée d’un générateur d’impulsion électrique de plusieurs

transducteurs (un émetteur et un ou plusieurs récepteur) et d’un dispositif de chronométrage
permettant de mesurer l’intervalle de temps qui s’écoule entre le départ de l’impulsion générée par
le transducteur –émetteur et la détection de son arrivée au transducteur-récepteur, ou le temps qui
s’écoule entre passage de cette impulsion entre deux transducteur .
 Objectifs d’essai :
Mesure de la vitesse des impulsions ultrasoniques de vibrations longitudinaux passant à travers le

brique peut être utilisé pour les applications suivantes :
- la détermination de l'uniformité de la brique à l’intérieur.
- la mesure des changements qui surviennent avec le temps dans les propriétés de la brique.
- corrélation de la vitesse d'impulsion et la force comme une mesure de la qualité de la brique.
Mesure du temps de propagation de la première impulsion des ondes appelées ondes longitudinales
généré par un transducteur entre deux points déterminés de la brique. On peut à partir du temps de
propagation mesuré, exprimer une vitesse
Conventionnelle de propagation : c’est le quotient de la distance entre transducteur par le temps
mesuré.
Photo IV.5 : essai ultrasonique
132
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Interprétations

La vitesse conventionnelle de propagation est calculée par la formule :
𝑳
𝑽=
𝑻
L : est la distance entre le transducteur en mètres
T : est le temps de propagation en secondes.
La vitesse des ondes sonores dans la brique dépend des caractéristiques élastiques, de la densité et de
la teneur en humidité. C’est pourquoi, il est possible de faire des indications sur la régularité du brique
la fissuration, les endroits creux et sur les dommages dus au gel ou au feu.
A partir des temps de propagation mesurés et de la distance de propagation, on calcule V, la célérité

ou vitesse ultrasonique des ondes.
Pour la réalisation des essais nous avons confectionné au total 27 briques (24x11.5x5.2) dont
3 briques pour chaque composition.
Pour les calculs des résultats nous avons pris la moyenne entre les résultats obtenus
Tableau IV.9: résultats de Vitesse des ondes ultrasoniques en fonction de dosage de ciment
V m/s 2048.45 2123.34 2209.49 2234.54 2821.92 2678.8 2821.92
3000
2500
vitesse ultrsonque (m/s)
2000
1500
1000
500
0
C1 C2 C3 C4 C5 C6
pourcentage de ciment (%)
Figure IV.8 : Vitesse de son en fonction du dosage en ciment
133
Chapitre IV : I :
Chapitre Résultats
Interprétations
D’après les figures (IV.8) on remarque que la vitesse de propagation des ondes ultrasoniques
augmente en fonction de l’augmentation du dosage en liant ciment, cette augmentation est due
essentiellement à l’amélioration de la compacité des temchemt stabilisée par le ciment .
Tableau IV.10 :résultats de Vitesse des ondes ultrasoniques en fonction de dosage de la chaux

V m/s 2048.45 1875.58 1012.58 Détruire 2508.38 2821.92 2678.8 2821.92
3000
2500
la vitesse ultrasonique m/s)
2000
1500
1000
500
0
C0 C1' C2' C3' C4' C5 C6
pourcentage de la chaux (%)
Figure IV.9 : Vitesse de son en fonction du dosage en chaux
D‘après la figure (IV.9), on constate une réduction de la vitesse de Propagation de son en fonction
de l‘augmentation de dosage de chaux dans les différentes compositions.
Les briques de la composition (C4’) et (C4’’) ont été toutes fissurées et détruire, ceci peut être
expliqué par la faible cohésion et l‘adhérence de cette matrice.
134
Chapitre IV : I :
Chapitre Résultats
Synthèse etBibliographique.
Interprétations
On constate que la compacité des briques stabilisée par le ciment est plus grande que celles stabilisée
par la chaux.
La vitesse de propagation du son dans les briques est un indice qui définit le taux de vide dans la
matrice, ce dernier influe directement sur :
-la masse volumique ;
- la résistance à la compression ;
Le choix des briques dépond de la vitesse du son qui donne une résistance de compression
convenable. Cet essai est réalisé au laboratoire de béton université KASDI MERBAH Ouargla.
IV.3.3. Essais Thermiques :

IV.3.3.1 Caractéristiques thermiques :
Les propriétés isolantes des matériaux de construction se quantifient au travers de deux
paramètres usuels : la conductivité thermique « λ » et la diffusivité « a ». Ceux-ci dépendent des
caractéristiques intrinsèques des constituants, de la microstructure du matériau et des conditions
de conservation (rôle de l'eau).
Cette partie est consacrée à l'étude du phénomène de conduction en milieu sec et saturée de
manière expérimentale. Dans notre travail expérimental on a pu réaliser l’essai thermique
permettant de calculer la conductivité thermique λ et la diffusivité thermique α.
La diffusivité thermique « a » d’un matériau exprime la vitesse de propagation d'une
perturbation thermique dans un milieu, elle est exprimée en (m2/s).
Tandis que la conductivité thermique « λ » exprimée en W.m-1. K-1, traduit l’aptitude
d’un matériau à conduire la chaleur
Pour cette mesure il existe plusieurs méthodes d’essai, nous avons utilisé dans notre cas la
méthode dite de la Source Plane TPS .
IV.3.3.2 Technique de la Source Plane TPS :

 Avantages de la méthode TPS :
Les principaux avantages de la technique TPS (Transient Plane Source ou Hot Disk) sont :
• Elle ne demande pas un matériel sophistiqué ;
• Elle peut faire la mesure de plusieurs paramètres thermiques à la fois ;
• Elle peut être utilisée pour la mesure d’une large gamme de propriétés et dans
Différentes conditions (liquides, hautes et basses températures, plaques...) ;
135
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Bibliographique.
• L’utilisation de capteurs avec une grande surface permet de couvrir une grande
surface à l’échelle du volume élémentaire représentatif ;
• Les mesures peuvent être faites sur des échantillons de diverses formes et de
différents tailles, à condition de posséder au moins une surface plane ;
• Elle est utilisable pour la mesure des propriétés thermophysiques des matériaux
anisotropes ;
IV.3.3.3. Démarche expérimentale :
La conductivité thermique, la diffusivité thermique et la chaleur spécifique par unité de
volume de chaque mortier durcis, ont été déterminées en utilisant la technique Hot Disk TPS 1500
de Thermal Constant Analyzer Test System (Photo II.7) disponible au niveau du laboratoire de
génie civil, division : Développement et Valorisation des Matériaux Locaux « Durabilité et Transfert
thermique » de l’université de Laghouat.
Photo IV.6 : Les echantillon 4x4x2 ciment + la chaux Photo IV.7 : La sonde Hot Disk
Photo IV.8. Dispositif de serrage.
Photo IV.9 : Mesure de propriétés thermique à l’aide du system «Hot Disk».
 Laboratoire de recherche de Génie Civil De l’Université de Laghouat

L'essai consiste à serrer la sonde de dimensions (40x60mm) celle dans la (Photo IV.9) entre
deux échantillons des mêmes dimensions (40x40x20mm) selon un dispositif sandwich tenus entre
un support (voir Photo IV.8) afin d’empêcher de bouger les échantillons, ensuite on délivre un flux
de chaleur d’une puissance égal à (0.25W) pour l’état saturé des échantillons et (0.55W) pour l’état
136
Chapitre IV : I :
Chapitre Résultats
Interprétations
sec. On obtient par la suite le graphe des températures expérimentales T0 enregistrées à chaque
seconde.
La durée totale du régime transitoire varie de 40 à 80 secondes selon état (sec).
Le thermographe enregistrant l’élévation de la température dans la sonde TPS a montré que
L’évaluation des paramètres thermiques peut être effectuée en utilisant une plage de points de
Mesures située entre 60 à 160 de chaque série de mesure.
IV.3.3.4.Etude des caractéristiques thermiques :

Les propriétés de transferts thermiques sont directement liées aux constituants, à la
Morphologie du milieu (matrice solide et réseau poreux) et aux interactions entre les différents types
de transferts existant dans le matériau. Les propriétés isolantes des matériaux de construction se
quantifient au travers de deux paramètres usuels : la conductivité thermique λ et la diffusivité a.
Ceux-ci dépendent des caractéristiques intrinsèques des constituants, de la microstructure du
Matériau et de son état hydrique.
 la conductivité thermique λ du Temchemt stabilisé par ciment :
La conductivité thermique λ des matériaux est la propriété le plus couramment étudiée car
Elle dépend uniquement de la structure du matériau et de ses composants.
Elle renseigne sur le pouvoir d’isolation thermique d’un matériau donné. En effet, la
Conductivité thermique mesure la capacité d’un matériau à conduire de la chaleur. Elle varie avec
La masse volumique du matériau.
La technique de mesure que nous avons utilisée pour déterminer la conductivité thermique
Est la méthode dite Source Plane TPS dont la démarche expérimentale est détaillée et décrite au
début .Chaque résultat représente la moyenne de trois mesures effectuées sur chaque échantillon.
Les valeurs moyennes des conductivités thermiques λ , du temchemt +ciment pour différents
pourcentages obtenues avec la méthode du Source Plane TPS, sont reportés dans le tableau IV.11.
Tableau IV.11: Les valeurs de la conductivité thermique λ du temchemt stabiliser par ciment
Les
C0 C1 C2 C3 C4 C6
compositions
λ (W/m.k) 0.502 0.525 0.538 0.541 1.173 0.577
La figure IV.10 montre la variation de la conductivité thermique des briques en fonction

des différents pourcentages du temchemt et ciment + brique témoins
137
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Interprétations
Conductivité Thermique W/m.k 1,2
0,8
0,6
0,4
0,2
0
C0 C1 C2 C3 C4 C6
les compositions
Figure. IV.10: Conductivité Thermique en fonction de pourcentage de ciment

D’après les figures (IV.10) , nous remarquons une augmentation de la conductivité thermique
en fonction de l’augmentation du dosage en ciment.
Cette augmentation est due à la conductivité plus élevée du ciment.
Les propriétés des matériaux sont fortement corrélées aux types de liaison entre les atomes,
l’augmentation de la conductivité thermique constatée dans notre cas est due aux fortes laissons
atomiques entre les atomes de la matrice du mélange ainsi que leur empilement
Les brique d’argile pure C4 est le plus élevé avec C6 parce que elle est très dense et les particules
d’argile et le platre sont très fines par apport aux particules de Temchemt , l’augmentation du % de
ciment dans le mélange fait diminuer le volume des vides qui favorise l’augmentation de la
conductivité thermique.
 Résistance thermique (Rth) :
La résistance thermique représente la résistance de l'élément à la transmission de chaleur à travers
son épaisseur, elle est généralement connue sous le terme de « isolation thermique ».
L’augmentation de la résistance thermique implique que l’élément est isolant. Elle s’exprime en
W.m-2.K-1
138
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Interprétations
𝒆
𝐑𝐭𝐡 =
𝝀
Tableau IV.12: Les valeurs de la résistance thermique Rth du temchemt stabiliser par ciment
Les
C0 C1 C2 C3 C4 C6
compositions
Rth (m2.k/w) 0.040 0.038 0.037 0.036 0.017 0.034

Des différents pourcentages du temchemt et ciment + brique témoins
0,04
Resistance Thermique m2.k/w
0,035
0,03
0,025
0,02
0,015
0,01
0,005
0
C0 C1 C2 C3 C4 C6
les compositions
Figure. IV.11: Résistance Thermique en fonction de pourcentage de ciment

- L’histogramme de la figure IV.11 indique que la résistance thermique à automatiquement diminué
car elle est inversement proportionnelle à la conductivité thermique
- Les résultats obtenus montrent que le temchemt (C0) , possède un pouvoir isolant thermique
meilleur à celui des autre composant
- L’argile a une mauvaise Résistance Thermique
 La chaleur spécifique massique :
Le tableau (IV.13) regroupe la variation de la chaleur spécifique des briques en fonction du
pourcentage de ciment dans la confection de nos briques.
Cp (MJ/m3.K)
139
Chapitre IV : I :
Chapitre Résultats
Interprétations
Tableau IV.13: Les valeurs de La chaleur spécifique du temchemt stabiliser par ciment
Les
C0 C1 C2 C3 C4 C6
compositions
Cp (MJ/m3.K) 1,193 1,150 0,992 1,231 1,537 1,004
La figure IV.12 montre la variation de La chaleur spécifique massique des briques en fonction
chaleur spécifique massique (MJ/m
1,6
1,4
1,2
1
3.K
0,8
0,6
0,4
0,2
0
C0 C1 C2 C3 C4 C6
les compositions
Figure. IV.12: La chaleur spécifique massique en fonction de pourcentage de ciment
A partir la figure (IV.12) nous remarquons que :

Une augmentation de la chaleur spécifique en fonction de dosage de ciment C2 ,C3..car la chaleur
spécifique du ciment est plus importante que celle des sols temchemt, Cela est logique du fait que
théoriquement Cp varie dans le même sens que λ
 Résultats de la diffusivité thermique :

Les mesures de la diffusivité thermique ont été effectuées en utilisant la technique de la sonde
plane (TPS). La sonde est placée en sandwich entre deux éprouvettes (4x4x2 cm3) préalablement
jumelés. Le dispositif expérimental utilisé est celui représenté en Photo II.7.
Elle s‘exprime en (mm2/s) .
140
Chapitre IV : I :
Chapitre Résultats
Interprétations
λ
𝐃=
ρ. cp
Les résultats de mesures de la diffusivité thermique, sont donnés dans le tableau suivant :
Tableau IV.14: Les valeurs de diffusivité thermique du temchemt stabiliser par ciment
Les
C0 C1 C2 C3 C4 C6
compositions
D (mm2/s) 0,421 0,457 0,463 0,498 0,763 0,575
La figure IV.13 montre la variation de diffusivité thermique des briques en fonction

0,8
La diffusivité thermique D (mm2/s)
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
C0 C1 C2 C3 C4 C6
les compositions
Figure IV.13.La diffusivité thermique en fonction de pourcentage de ciment
D’après la figure IV-13, la diffusivité thermique décrit la rapidité d’un déplacement des calories
à travers la masse d’un matériau et en référence au paragraphe précédent Nous remarquons
nettement que le matériau qui se réchauffe plus et celui qui a une diffusivité plus grande donnée par
le pourcentage de 3%.
Nous constatons une évolution de la diffusivité thermique en fonction de l’augmentation du
pourcentage de ciment. D’après l’équation qui détermine D= λ/ ρ.Cp nous avons vu que λ , ρ.et p
141
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Interprétations
diminuent avec l’augmentation de sable .C’est logique lorsque λ/ r.Cp augmente avec
l’augmentation de % ciment.
La conductivité thermique λ du temchemt stabilisé par la chaux :
Tableau IV.15:Les valeurs de la conductivité thermique λ du temchemt stabiliser par la chaux

Les compositions C0 C1’ C2’ C3’ C4’ C5’ C4 C6
λ (W/m.k) 0.502 0,532 0,437 0,467 0,469 0,486 1.173 0.577

des différents pourcentages du temchemt et la chaux + brique témoins
1,2
Conductivité Thermique W/m.k
0,8
0,6
0,4
0,2
0
C0 C1' C2' C3' C4' C5' C4 C6
les compositions
Figure. IV.14: Conductivité Thermique en fonction de pourcentage de la chaux
 Résistance thermique (Rth) :

Tableau IV.16:Les valeurs de la résistance thermique Rth du temchemt stabiliser par la chaux
Les
C0 C1’ C2’ C3’ C4’ C5’ C4 C6
compositions
Rth (m2.k/w) 0.040 0,037 0,045 0,043 0,042 0,041 0.017 0.034
142
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Bibliographique.
0,045
Resistance Thermique m2.k/w 0,04

0,035
0,03
0,025
0,02
0,015
0,01
0,005
0
C0 C1' C2' C3' C4' C5' C4 C6
les compositions
Figure. IV.15: Résistance Thermique en fonction de pourcentage de la chaux
 La chaleur spécifique massique :

Le tableau (IV.17) regroupe la variation de la chaleur spécifique des briques en fonction du
pourcentage de la chaux dans la confection de nos briques.
Tableau IV.17: Les valeurs de La chaleur spécifique du temchemt stabiliser par la chaux :
Les
C0 C1’ C2’ C3’ C4’ C5’ C4 C6
compositions
Cp (MJ/m3.K) 1,193 1,313 0,965 1,201 1,270 1,061 1,537 1,004
La figure IV.16 montre la variation de La chaleur spécifique massique des briques en fonction
Des différents pourcentages du temchemt et chaux + brique témoins
143
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Bibliographique.
1,6
chaleur spécifique massique (MJ/m 3.K
1,4
1,2
0,8
0,6
0,4
0,2
0
C0 C1' C2' C3' C4' C5' C4 C6
les compositions
Figure. IV.16: La chaleur spécifique massique en fonction de pourcentage de la chaux
 Résultats de la diffusivité thermique :

Les résultats de mesures de la diffusivité thermique, sont donnés dans le tableau suivant :
Tableau IV.18: Les valeurs de diffusivité thermique du temchemt stabiliser par la chaux :
Les
C0 C1’ C2’ C3’ C4’ C5’ C4 C6
compositions
D (mm2/s) 0,421 0,405 0,452 0,473 0,477 0,431 0,763 0,575
La figure IV.17 montre la variation de diffusivité thermique des briques en fonction

Des différents pourcentages du temchemt et la chaux + brique témoins
144
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Bibliographique.
0,8
0,7
La diffusivité thermique D (mm2/s
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
C0 C1' C2' C3' C4' C5' C4 C6
les compositions
Figure IV.17 ; La diffusivité thermique en fonction de pourcentage de la chaux
D’après les figures (IV-16) et (IV-17), nous constatons que :

- La conductivité thermique augmente lorsque la masse volumique augmente, car on diminue
la proportion de vides, dans le matériau ; en effet l'ajout de la chaux à la matrice conduit à une forte
variation de la densité.
- Et au contraire la résistance thermique augmente en fonction du dosage de la chaux
- la chaleur spécifique de la chaux est plus importante que celle des Temchemt
- On constate aussi que la résistance thermique des Temchemt stabilisée par la chaux elle est
Meilleure que celle stabilisée au ciment
En présente le meilleur résultat des caractéristiques thermiques et mécaniques des briques
De Temchemt stabilisées par ciment ou la chaux
Ciment : (dosage 3%)
145
Chapitre IV :I :
Chapitre Résultats
Bibliographique.
Tableau IV.19 :le meilleur résultat des caractéristiques thermiques et mécaniques des briques
caractéristiques thermiques et mécaniques Ciment La chaux

des briques de Temchemt Echantillons C3 % Echantillons C5 % ’
*Conductivité thermique : λmoy(w/m.k) 0.541 0.486
*Résistance thermique : Rth(m2.k/w) 0.036 0.041
*La chaleur spécifique massique : Cp 1.231 1.061
(MJ/m3.K)
*Diffusivité thermique : D (mm2/s) 0.498 0.431
*Traction par flexion : Rf moy (N/mm2) 3.90 1.31
*Résistance à la compression : Rc (N/mm2) 3.42 1.81
IV.4.Conclusion :
L’analyse et l’interprétation des résultats obtenus après avoir réalisé les essais pour la
détermination des propriétés mécanique et thermique des briques confectionnées nous a permis
d’en tirer comme conclusion :
La composition C3 (avec 3% de ciment) est la composition optimale pour une bonne résistance
à la flexion nous avons obtenu un gain résistance de Rf 3% ciment = 1.31xRf 0% plus que
deux fois.
La composition C3 avec 3% de ciment représente la composition idéales pour une résistance
élevée à la compression ,nous avons obtenu un gain résistance de : Rc3% ciment = 3.32 x
Rc 0% plus que trois fois ,En effet, l’ajout du ciment dans la composition de la brique a
amélioré ces propriétés mécaniques , mais n’a joué aucun rôle dans l’aspect thermique au
contraire pour ,L‘ajout de la chaux dans les briques influe négativement sur leurs résistance
à la compression et à la flexion et positivement sur l’aspect thermique
La vitesse de propagation des ondes ultrasoniques est augmenté en fonction de l’augmentation

du pourcentage de ciment cela confirme notre hypothèse : que l’incorporation du ciment fait
diminuer le % de vide ce qui augmente la conductivité thermique.
Si nous comparons nos résultats de résistance par rapport aux résultats des références
nous pouvons dire que nos briques sont moyennes à acceptable de point vue résistance.
146
CONCLUSION GENERALE
L’objectif principal de cette étude est d’apporter notre contribution à la valorisation des
matériaux de construction locaux et élargir le domaine de son utilisation de façon rationnel. Le
matériau valorisé est le temchemt qui se trouve après la cuisson en forme de gypse au sud algérien.
Dans ce domaine, il existe très peu de travail de recherche à ce sujet localement à l’heure actuelle.
Le travail que on a effectué consiste à apporter une contribution à la valorisation des sols
Temchemt et de l’intégrer d’une façon rationnelle dans le domaine de construction, en substituant
l’utilisation des briques en ciment comme murs extérieures par celles en Temchemt
A partir cette recherche on peut conclue : L’étude bibliographique, tirée d’un nombre
important de références bibliographiques et qui est basée sur une synthèse des résultats
expérimentaux, montre que :
 La composition et la formulation des brique de terres sont très variées L‘habitat en
terre apporte du confort, un sentiment de sécurité et une sensation de bien-être (solidité
du bâtiment).
 Le traitement des terres naturels contribuent efficacement à l’amélioration des propriétés
mécaniques à savoir la résistance à la compression est la résistance à la flexion;
 Les propriétés physiques des briques de Temchemt sont affectées par l’ajout d'autres
produits.
La première étape de notre travail expérimental consiste à faire tout d’abord une
caractérisation générale des matériaux utilisés, et elle a montré que :
 La terre utilisée est un Temchemt de la région de Ouargla, de couleur grise après la cuisson,
à Module de finesse d‘ordre Mf = 3.71 granulométrie étalée et un peu grossier, d'une
résistance à la compression faible, densité sèche 1.51 t/m3. Indice de plasticité d‘ordre 6.68
%
 Le ciment utilisé est provient de la cimenterie de LAFARGE usine de Msila,de type CPJ 42.5
de masse volumique apparent 1030.05 Kg/m3et surface spécifiques3700g/cm2
147
 La chaux utilisée est une chaux vive de la région de Saida de masse volumique 1,3g /cm3,et
surface spécifique8000g/cm2.
 La chaux utilisée possède deux types de calcites et joue un rôle important comme retardateur
de prise et aussi dans la stabilisation du milieu basique du temchemt après la réaction de
l’hydratation. Cela est très bénéfique pour éviter la corrosion des armatures s’il existe.
L‘eau de gâchage est de robinet de laboratoire universitaire OUARGLA avec une salinité
acceptable.
Dans la deuxième étape, on a étudié l’effet de la stabilisation des sols Temchemt par le ciment
ou par la chaux, sur les caractéristiques mécaniques et sur les propriétés thermique des brique de
terre stabilisée. L’étude montre que la stabilisation Temchemt par le ciment ou par la chaux produise
un nouveau matériau de propriétés mécaniques très améliorées, mais l'influence sur la résistance
thermique est négative.
L’analyse des résultats montre que:
 L’augmentation du pourcentage en masse des stabilisants améliore notablement la résistance
à la flexion, et la résistance à la compression des briques surtout celle stabilisées par le ciment;
 Une nette diminution de la résistance thermique des brique de Temchemt stabilisée en
fonction du dosage en liant en restant toujours inférieure à celle des briques en ciment;
 L’augmentation du pourcentage en masse des stabilisants augmente la densité du nouveau
matériau ;
 La vitesse de propagation des ondes ultrasoniques est d’autant plus grande que le pourcentage
en masse des stabilisants est grand.
Pour cela ; nous recommandons, d'utiliser des brique fabriqués par Temchemt
stabilisés par le ciment, pour la réalisation des murs extérieurs dans les bâtiments à cause de
leur résistance mécanique améliorée ; et aussi à cause de leur résistance thermique faible par
rapport à celle des briques fabriquée en ciment.
Enfin, nous souhaitons que notre travail contribue d’une façon rationnelle à une plus
large diffusion de l’utilisation de Temchemt dans le domaine de la construction.
148
 RECOMMANDATION :
D'après les résultats obtenus par cette recherche, et en vue d'une future utilisation rationnelle et
efficaces de ces matériaux, nous recommandons pour compléter cette recherche.
 Un choix judicieux des matériaux de construction participe à la réduction des températures
de l‘air ambiant à l‘intérieur des locaux. Leurs effets thermiques dépendent de deux qualités
principales, la résistance thermique et la capacité calorifique.
 Etudier l‘influence de la température de cuisson sur les propriétés physique et
thermomécaniques des matériaux de construction (Temchemt) ; et les briques aussi. .
 Pour améliorer la résistance mécanique et isolation thermique de cette brique, on peut ajouter
des additions présentant de bonne résistance mécanique et isolation thermique tel que les sciures
de bois, les fibres végétales (fibres de palmier dattier ; fibres d’échela ;ciment colle…).
 Pour mieux caractériser ce type de brique de Temchemt, nous conseillons De réaliser
d’autres essais à savoir : le retrait, le fluage, la résistance au choc, l’érosion et la Durabilité.
 Le comportement de Temchemt vis-à-vis de l’humidité
 Etude des caractéristiques de brique de Temchemt utilisé dans la construction d’habitat.
 Utiliser des dispositifs architecturaux de protection tels que toiture opaque, casquette,
coupole etc...
 Le boisement est obligatoire dans la région saharienne pour diminuer l‘effet de la chaleur.
 Encourager l’idée de la construction par les matériaux locaux en se basant sur la stratégie de
la conception bioclimatique
149
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[70] prof. Mohammed Elkhamis Tidjani. Cours de méthodes d’analyse et caractérisation des
matériaux. Univ de Oouargla (2016).
[71] site d’internet https:// maison suindara.wordpress.com .
[72]: site d’internet http://www.avenirbati.fr/mur-terre-coulee.
[73] site d’internet www.saint-jean-de-monts.com
[74] TAFRAOUI Ahmed : « Contribution à la valorisation de sable de dune de l’erg occidental »
(Algérie). Thèse de doctorat à l’INSA de TOULOUSE, 2009.
[75] M.O’Farrell, B.B.Sabir, S.Wild : Strength and chemical resistance of mortars containing
brick manufacturing clays subjected to different treatments. Cement and concrete composites 28
(2006) pp790-79
[76] C.Boutin : « Conductivité thermique du béton cellulaire autoclavé :modélisation par méthode
auto cohérente ». Matériaux et constructions 29 (1996") p609-615
2018 ‫[مداخلة عن التبشيمنت من اعداد األستاذ كشير علي‬77]
‫ بسكرة‬2010 – ‫[ قبابلة مبارك " تطور مواد وأساليب البناء في العمارة الصحراوية" شهادة الماجستير في علم االثار‬78]
154
Les Annexes
155
a.1 tamisage de l’échantillon a.2 Broyage de l’échantillon
a.3. Coulage de l’échantillon a.4. Essais de flexion
a.5. Essai de compression a.6. Dispositif de serrage
156
Timchent Technical sheet
 introduction
The optimal use of natural ressources is one of the fundamental principles of the construction of
the ksour in the south and specifically the abundant resources on the construction site (no transport
of materials) .the study of building materials amounts to defining their level of adaptation to climate
, wich concerns the management of solar and terrestrial radiation through the walls , according to
the materials that compose them , their thickness and their coating .
1.Définition of Timchent (traditional mortar) :
Is an ivaporitic sedimentary rock of gypsum , originating from the same gypso-limestone source
rocks located in arid and semi – arid climate zones .
It consists for the most part of calcium sulphate semi hydrate ( CaSo4,1/2H2o) according to the
reaction :
CaSO42H2O CaSO4 +1/2 H2O +1/2 H2O
 It is used as a hydraulic binder to bind walls and floors and also used in tiles , carved decor,
indoor and outdoor coating , it takes gray after traditional baking for a period ranging from
(4 to5h) to several days before its use in the construction process .
2. Time of occurrence of timchemt :
In Algeria , the appearance of timchemt goes back to the 10 th centry ( foundation of the pentapole
of the m’zab ). Its use is contemporary .
3. Characteristics of timchemt :
 It is a non-combustible building material that significantly slowed the spead of fire providing a
high level of passive fire protection and good thermal and acoustic insulation.
 The dehydration of gypsum is the base of the manufacture of timchemt .it is known that
according to the conditions under wich this dehydration is carried out ( the degree of temperature
, the duration of cooking ) , the characteristics of the timchemt obtained will be different.
 The timchemt is separated from the residues of its manufacture . Compared lime , the calcination
of gypsum consumes 5 to 6 times less wood , a rare fuel in certain regions , including that of
ouargla and m’zab .
 The time of taking timchemt is verry fast : ½ to 2 days
157
 Timchemt is andangered because many desposits of gypsum are now exhausted . the industrially
produced plaster gradually replaces it . the latter is commonly called “PLATNA”, generic name
inscribed on the bags .
From the point of view of its physico-chemical qualities , it is equivalent to time . his catch is
also fast .
 The use of industrial plaster as a replacement for timchemt is considered satisfactory from the
point of view of conservation and thermal comfort . aesthetically, the finishing aspects offered
by the new tools differ from the textures obtained traditionally but are acceptable on the old
frame.
4.Temchemt manufacture :
Extraction of gypsum from

the open pit
Drying in the open air and and manual

crushing (traditional) in medium stones
The dry cooking in traditional ovens

(180°-200°) by natural materials
(wood,tire….)
The superficial oven :has a height Buried oven : has a depth of (1-2)m
of 1mon the ground and (2-3)m of under the ground and (4) m of
diameter with a capacity of (1-2) diameter with a capacity of 5 truck
truck maximum for a cooker maximum for a period of 4
period 8 hours
Grinding and shipping
Figure II.2- Temchemt production chart
158
5.Pathology of aging :
 Related to materials and weather conditions : in Algeria , the main factors of alteration of
timchemet cited are :
 The infiltration of rainwater
 Capillary lifts in masonry , condensation
 Poor conditions of implementation of timchemt can also be the cause of degradation various
 The effects observed are the lack or loss of ether swelling , faiencage , chalking , brown or
yellowish spots . in general, chemistry is a technique mainly used in areas of low humidity and
subjected to very low rainfall
 The characteristics of timchemt :
 Natural density : P = 1.51 g/cm3

 Mass volumic apparent : γ app = 1.39 (g/cm3)
 Mass volumic absolute: γ s =2.18 (g/cm3)
 plasticity index : Ip = 6.68
 blue methelen : VBS= 0.4
 Compressive Strength : Rc =1.03 MPa
 Flexural Strength: Rf = 2.96 MPa
 Velocity of ultrasonics waves :V m/s = 2048.45
 Thermal conductivity λ of Temchemt: λ = 0.502(W/m.k)
 The specific heat massive: Cp = 1,193 (MJ/m3.K)
 Thermal diffusivity: D = 0,421 (mm2/s)
 Thermal resistance : Rth = 0.040(m2.k/w)
159

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République Algérienne Démocratique Et Populaire

Ministère De L’enseignement Supérieur Et De La Recherche Scientifique

Département De Génie Civil Et Hydraulique

Etude Des Propriétés Thermo-Mecanique Des Briques En Terre Gypse

(Cas De La Ville D’ouargla)

 DR ELABADI SALEM Président UKM OUARGLA

* DR.CHAIB HACHEM Encadreur UKM OUARGLA

Je dédié ce modeste travail :

A celle qu'elle a veillée sur moi pendant toujours, ma chère mère,

A mon très cher père,

A mon très cher mari

A toute ma famille, mes frères, mes sœurs,

A tous mes amis

A tous les enseignants du département de génie civil.

Au terme de ce travail, je tiens à remercier en premier lieu DIEU

Miséricordieux qui m’a donné la volonté et la patience pour achever ce mémoire.

J ' adresse ma profonde et respectueuse gratitude à Monsieur CHAIB Hachem directeur de ce

mémoire, qui a dirigé ce travail de recherche attentivement et efficacement l'évolution de ce travail.

Je remercie à messieurs FARHAT Hmida, GOUAL enseignants à l'institut de génie civil au

l'université Amar Thlidji de Laghouat pour ses conseils et sec directives.

Je remercie vivement Monsieur Elabadi Salem, Maitre de conférences à l’Université de Ouargla

Je tiens à exprimer ma profonde gratitude à messieurs A. KRIKER, Professeur à l’Université de

qu’ils ont porté à ce travail en acceptant d’en être examinateurs.

 Laboratoire de travaux publics sud (Ouargla),

 Laboratoire de recherche de Génie Civil de L’Université d’Ouargla

 Laboratoire de recherche de Génie Civil

 Laboratoire physico chimie de matériaux de l’Université

Enfin, Que tous les enseignants qui ont contribués

À ma formation trouveront ici ma profonde reconnaissance

CHAPITRE I : Synthèse Bibliographique

I.2 Histoire de la construction en brique de terre ………………………………….….…….01

CHAPITRE II :A) Transfert thermique et méthodes de mesure de la

III.2.5.4.Fabrication de Temchemt ………………………………………………..….56

III.1. Introduction ……………………………………………..…….……………………….67

III.2.1.4.Analyse granulométrique ………………………………..…..………….72

III.2.1.6. Limites d’Atterberg [NFP 94-051]... ………………................................77

III.2.1.7. Analyse chimique ……………….………………...………......…………81

III.2.1.8. Essai au bleu de méthylène [NF P 94-068] ……………………..............84

III.2.1.9. Analyse minéralogique………………….….…………………................85

a- Observations microscopiques par MEB ………….……….……...............85

b- La technique de la diffraction X (DR-X)…………...………………….....87

d-Spectroscopie infrarouge ………………………….……………..……......89

III.4.Propriété de la chaux …………………………………………………..………….........92

III.4.1.Les caractéristiques physiques ………………………………….......………….92

III.4.3. Indice d’hydraulicité …………………………………………………………..92

III.4.4.Indice de clarté …………………………………………………………………92

III.4.5. Résistance au feu ………………………………………………………………92

III.4.6. Retrait …………………………………………………………………………93

III.4.7.Composition chimique de chaux ………………………………………………93

III.5.Eau de gâchage ……………………………………………………………………..…95

III.6. Conclusion : ……………………………………………………………………….95

IV.2.3. préparation des éprouvettes …….…………………………………………….97

IV.3.1. Masse Volumique …………………………………………………………..100

IV.3.2. Résultat de mesure des propriétés mécaniques……………………….102

IV.3.3. Essais Thermiques ………………………………………………………………..111

Liste Des Figures

Chapitre I : Synthèse Bibliographique

Liste Des Tableaux

Chapitre I : Synthèse Bibliographique