Amélioration des propriétés mécaniques des composites à différentes matrices à base de fibres naturelles locales

Abstract

Soucieux de l’impact environnemental et économique, les matériaux composites sont de plus en plus utilisés dans le secteur de la construction. En effet, l’utilisation des fibres végétales comme renfort dans les matériaux de construction, ont fait l’objet de plusieurs recherches ces dernières années, et dont la principale motivation est le gain de poids, allié à des caractéristiques mécaniques élevées. L'objectif de cette recherche concerne l’étude des propriétés physico-mécaniques et hydriques de matériaux composites à matrices cimentaires et argileuses renforcés par les fibres d’Alfa, de Diss et de Palmier Dattier de dimensions allant de 2 à 8 cm. Il s’agit d’évaluer les performances de ces matériaux en fonction de la formulation, pour un ratio volumique (Fibres d’Alfa, de Diss et de Palmier Dattier/Matrice égal à 4), en utilisant des fibres bouillies sèchées d’une part et des fibres bouillies prémouillées d’autre part, dans des composites élaborés à la table à choc et par précompression. Pour réaliser notre programme expérimental, nous avons élaboré deux cents quatre-vingt-huit (288) éprouvettes pour la flexion et la compression. Les composites obtenus ont une très faible densité, ce qui permet de les classer comme matériaux légers, avec un comportement ductile, et qui peuvent être utilisés comme remplissage dans les structures soumises aux charges sismiques. L’imagerie au MEB des fibres végétales nous a aidé à connaitre la structure extérieure des fibres, en contact direct avec les pâtes d’argile et de ciment qui sont utilisées dans notre thèse. L’analyse chimique des fibres faite par l’EDX nous a permis de connaitre les composés chimiques des différentes phases de la même fibre. Les essais réalisés sur des composites à base de fibres d’Alfa, de Diss et de Palmier dans différentes matrices (cimentaire et argileuse) et différentes dimensions qui varient de 2 à 8 cm, nous ont permis de constater, que les meilleures résistances en flexion des composites cimentaires sont généralement atteintes pour les fibres de 2 à 4 cm, due à la bonne adhérence fibre-pâte de ciment, et entre 6 à 8 cm pour les composites argileux, qui nécessitent un bon ancrage. Les résistances à la compression des composites argileux renforcés de fibres d’Alfa et de Diss et élaborés à la table à choc donnent des contraintes de compression très élevées, comparées à celles des fibres de Palmier, et dépassent dans tous les cas la résistance à la compression de la pâte d’argile. Les composites argileux élaborés par précompression, et contenant des fibres de Diss, montrent une très forte diminution de la résistance à la compression, ceci s’explique par le fait que les épines s’écrasent et perdent leur capacité d’adhérence à la matrice d’argile. Par contre les composites argileux renforcés par les fibres d’Alfa et de Palmier, leurs résistances à la compression élaborées à la table à choc et par précompression sont presque identiques.