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Matériaux Tropicaux
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UNIVERSITE DE LOME
Ecole Nationale Supérieure d'Ingénieurs
(ENSI)
MATERIAUX TROPICAUX
(Notes de cours)
Dr. E. Ouro-Djobo SAMAH
Ingénieur Civil-CR/MA
Directeur Général
CERFER
BP 1369 ; Lomé Tél. 22260670
E-mail : [email protected]
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Matériaux Tropicaux
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SOMMAIRE
I LA PAILLE
1.1 Généralités
1.2 Répertoire des matériaux végétaux pour couverture et toiture
1.3 Classification scientifique des pailles
1.4 Structure des tiges de la paille
1.5 Technologie de mise en œuvre
II LE BOIS
2.1 Généralités
2.2 Caractéristiques
2.3 Structure des arbres et du bois
2.4 Propriétés physiques du bois
2.5 Propriétés mécaniques du bois
2.6 Défauts du bois
2.7 Principales variétés
2.8 Principaux bois d’œuvre
2.9 Matériaux dérivés du bois
2.10 Protection du bois
2.11 Utilisation dans la construction
III LA TERRE STABILISEE
3.1 Généralités
3.2 Classification
3.3 Prélèvement et extraction de la terre
3.4 Identification de la terre : analyses et essais
3.5 Technologie de production
3.6 Utilisation dans la construction
IV LE RÔNIER
4.1 Généralités
4.2 Caractéristiques du rônier
4.3 Essais complémentaires
4.4 Utilisation dans la construction
V LE BAMBOU
5.1 Généralités
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5.2 Description et caractéristiques
5.3 Propriétés physiques
5.4 Utilisation dans la construction
I LA PAILLE
1.1 Généralités.
La toiture est l'élément fondamental du bâtiment. Elle assure sa protection contre
les intempéries et conditionne sa durée de vie. C'est pourquoi, il est important de
porter une attention particulière aux composantes de la toiture à savoir : les
matériaux de couverture et leur mise en œuvre, ainsi que la charpente. L'habitat
social en milieu rural comme urbain, malgré l'affluence des matériaux de
couverture importés comme la tôle ondulée, est réalisé avec des matériaux à base
de végétaux pour les toitures.
Si en milieu urbain, c'est la tôle ondulée et autres matériaux importés qui
dominent, en revanche en milieu rural, la paille et d'autres matériaux végétaux
représentent presque 65 % des couvertures. Toutefois, il faut remarquer que ces
toitures couvertes de matériaux végétaux ont une durée de vie limitée car,
susceptibles aux attaques d'insectes, de feu, de champignons et d'autres agents de
destruction.
Il est bénéfique pour les pays en développement de valoriser les matériaux locaux
et de chercher à les développer.
Ainsi, la paille peut devenir l'un des matériaux tropicaux à revaloriser.
1.2 Répertoire des matériaux végétaux pour couverture et toiture.
En effet, dans les tropiques on retrouve une gamme variée de matériaux qui
peuvent servir pour la construction des toitures. Leur utilisation varie d'un endroit
à un autre, d'une région à une autre et selon les structures socioculturelles et
économiques (voir tableau n°1) du milieu.
1.3 Classification scientifique des pailles.
Une étude au laboratoire botanique de la Faculté des Sciences de l'Université de
Lomé, nous a permis d'effectuer une classification scientifique des pailles du Togo
(tableau n°2). Elle met en évidence le genre et l’espèce.
1.4 Structure des tiges de la paille.
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Les coupes transversales montrent (figure 1 et 2) la constitution cellulaire de la
tige. Notons tout de même que cette tige peut être attaquée par l'eau, les insectes
et les champignons. Ainsi, en évitant l'infiltration de l'eau dans les tiges une
détérioration biologique ne peut pas se développer. Les tiges de paille ont une
forme cylindrique décroissante du sommet vers le bas
Paille : Andropogon Pseudapricus
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Paille : Andropogon Sp
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Tableau n° 1 : Principaux matériaux végétaux utilisés pour les toitures
N°
d'ordre MATERIAUX UTILISATIONS
CARACTERISTIQUES
AVANTAGES INCONVENIENTS
1 Feuilles
de cacaoyer, de raphia
Couverture des toits Peu coûteux, légèreté et transport
facile. Bonne isolation thermique
Destructible par le feu, les insectes
et les champignons.
2.
Branches et feuilles
de cocotier, palmier
Couverture des toits, murs
(maisons des pêcheurs)
Résistants, peu coûteux, transport
facile. Bonne isolation thermique
Destructible par le feu, les
insectes. Peu résistant au vent, peu
étanche.
3.
Paille (toutes les
variétés)
Couverture des toits,
Construction des murs de
clôture
Peu coûteux, facile à transporter.
Bonne isolation thermique
Destructible par le feu, les
insectes, les champignons.
Etanchéités imparfaites. Peu
résistant au vent.
4. Fibres végétales (sisal,
herbacé, lianes)
Eléments d'attache pour
les charpentes, fibres
Peu coûteux, mise en œuvre facile Peu résistant et destructible par le
feu, les insectes.
5.
Petits bois, bambou,
rônier
Charpente, coffrage
(ouvrages d’art),
échafaudage
Peu coûteux, léger, transport facile,
mise en œuvre simple.
Incompatibles pour les grandes
portées, attaquables par les
insectes.
6.
Bois durs (toutes
variétés)
Charpentes, couverture en
bardeaux, parquets
Résistants, permet les grandes portées Coûteux, nécessite une main
d'œuvre qualifiée, transport
difficile.
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Tableau n° 2 : Classification scientifique des types de pailles
N°
d'ordre GENRE ESPECE
APPELATION
LOCALE LOCALISATION
DUREE DE VIE EN MOYENNE
MINIMALE MAXIMALE
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Andropogon
Andropogon
Paspalum
Imperata
Andropogon
Panicum
Loudetia
Schizachyrium
Schizachyrium
Pseudapricus
Gayanus
Orbiculare
Cylindrica
Sp
Maximum
Anrundinacia
Pulchellum
Sanguineum
Eko (Ewé)
Azifotou (Ewé)
Djere (Ewé)
Bédjin (Ewé)
Kavloum (Tem)
Kitchéré Kpamou
Kégbénan (Tem)
Kagbédou (Tem)
Kazème (Tem)
REGION
MARITIME
REGION
CENTRALE
1 AN
3 ANS
3 ANS
5 ANS
NB. AZIFOTOU, BEDJIN, KEGBENAN et KAVLOUM sont les types de paille les plus durables
lorsqu'elles sont coupées avec une maturité complète ; elles peuvent durer jusqu'à vingt (20) ans
et plus.
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Cependant, il ne faut pas oublier que l'attaque biologique de la paille dans les
zones climatiques modérées se limite aux micro-organismes. La présence des
termites dans les zones climatiques tropicales est un facteur supplémentaire de
dégradation de la paille en dehors de l'attaque biologique.
Notons qu'un autre facteur important de détérioration est la radiation solaire. Ce
phénomène ne peut se produire que si la tige est directement exposée au
rayonnement solaire. Car sous l'influence de la radiation solaire la lignine
intercellulaire est oxydée, ce qui provoque une mini-fissuration. Par cette mini-
fissuration l'infiltration à l'eau est améliorée et avec cela l'attaque biologique est
promue. Il est possible d'influencer l'attaque biologique et solaire par l'utilisation
d'une technologie appropriée. Car avec une technologie appropriée on peut
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décimer l'infiltration de l'eau dans la toiture (facteur primordial pour l'attaque
biologique) et diminuer la surface exposée au soleil (attaque par radiation solaire).
1.5 Technologie de mise en œuvre
1.5.1) Méthodes traditionnelles
1.5.1.1) Charpente
Elle est réalisée traditionnellement avec les matériaux bois localement disponibles
à savoir les troncs de rônier communément appelés "cocker", les tiges de bois des
éclaircis, les tiges de bambou dur et /ou tendre (raphia) ainsi que différentes sortes
de branchage sélectionné.
L'assemblage se fait soit avec les pointes (très rarement), soit avec les cordes, soit
avec les lianes ou raphia, soit en combinant tout à la fois.
La charpente est constituée souvent de porte pannes et de pannes. Elles se reposent
sur les murs pignons dans le cas d'une toiture à quatre pentes. Les porte pannes
sont souvent en éléments plus résistants que les pannes qui sont généralement des
branchages. La charpente est accrochée à la maçonnerie à l'aide des fils de fer
galvanisés ou des cordes. Il existe des formes variées de toiture à savoir :
- toit conique avec une base circulaire, orthogonale ou même parfois
rectangulaire
- toit à deux pentes sur pignons avec ou sans comble
- toit à quatre pentes comportant des fermes.
1.5.1.2) La couverture
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Traditionnellement, la paille avant d'être utilisée subit les étapes de traitement
suivantes :
- la coupe qui se fait au cours d'une période de l'année (saison sèche)
déterminée après constat de la maturité de la paille ;
- le séchage de la paille qui dure au moins quinze jours avant son
emballage et transport pour la tresse ;
- la tresse en bottes de longueur de 4 à 5 m maximum lorsqu'elles sont
déroulées. La tresse se fait à l'aide des cordes en raphia ou d'une paille
spéciale dont le nom scientifique (botanique) est Loudetia
Anrundinacia.
Traditionnellement la couvraison se fait par un groupe de trois personnes ou plus.
Certains montent sur la charpente tandis que les autres au sol leur envoient les
bottes de paille qu'ils déroulent et fixent à la charpente à l'aide des cordes. Ils
reçoivent également les cordes nécessaires pour les ligatures diverses.
1.5.2) Méthodes améliorées
1.5.2.1) La charpente
- Matériaux : il faut utiliser les chevrons de bois dur (iroko ou acajou), du rônier,
et les bambous.
- Assemblage : pour la toiture en deux pentes avec appui sur les pignons : il faut
ancrer les porte-pannes préalablement traitées au carbonyle ou à l'huile de
vidange.
Pour une toiture à quatre pentes, il faut réaliser une structure réticulée, c'est-à-dire
un assemblage rigide des barres en bois formant une triangulation. Ce système
comprend les fermes et les poutres en treillis. La ferme permet d'équilibrer la
poussée latérale par la tension de la poutre horizontale.
la poussée de a, b est équilibrée par la tension de c. La
charge de c est équilibrée par la tension de d etc.…
La structure réticulée est fondée sur la triangulation qui autorise des systèmes
indéformables : la plus grande partie des forces est orientée dans la direction où
les éléments constructifs les supportent le mieux.
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Dans tous les cas, l'assemblage peut se faire avec les chevilles, les pointes, les
nœuds. Les pannes pourront être constituées des bois légers comme les tiges de
bambou dur, ou les lattes de bois dur.
Dans le cas de quatre pentes, on peut également envisager la réalisation d'un
faisceau de chevrons qui est renforcé par une série de baguettes arquées et
nommées "nid d'oiseau". Cette armature de baguettes horizontales sert de support
aux faisceaux de tiges de longues graminées qui recouvrent par rangs successifs.
L'ensemble sera maintenu par des liens végétaux qui assurent à l'édifice une
souplesse relative lui permettant de résister aux actions du vent.
1.5.2.2) Couverture
Le matériau (paille dure) subi au préalable un traitement physique en le
débarrassant de toutes les feuilles. Le traitement peut être total ou seulement au
niveau de la partie la plus exposée aux intempéries. Pour l'assemblage des bottes,
il faut les longueurs de tige de 60 cm, 80 cm, et 1m maximum.
Il existe actuellement des machines qui permettent d'éplucher rapidement la tige
de paille. Mais cette pratique augmente considérablement le coût de revient des
couvertures et entraîne un coût tendant à rendre le matériau plus noble au lieu
d'être plus accessible au grand public.
L'assemblage se fait à l'aide des cordes en fibres de sisal. Pour ne pas permettre
l'accélération de la détérioration de la paille, il est souhaitable, que les parties
comprenant un taux de fibres plus élevé (partie plus grosse de la tige) soient moins
exposées aux intempéries. Ceci permettra d'éviter l'oxydation de la lignine
intercellulaire qui pourra provoquer les micros fissurations laissant la possibilité
d'infiltration d'eau. Car il faut éviter l'eau à l'intérieur des cellules pour ne pas
provoquer l'attaque biologique.
Pour la couvraison, il faut faire des épaisseurs de couche d'environ 25 cm pour
empêcher que la pénétration de l'eau entre les tiges n'atteigne 5 cm. Ainsi, on
n'aura pas une grande humidité devant pouvoir entraîner une quelconque
dégradation rapide. Pour garantir un minimum de surface exposée des tiges, seuls
les bouts extrêmes un peu plus gros seront exposés aux intempéries et à la
radiation solaire, une moyenne de 5cm de recouvrement sera observée.
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EXEMPLE DE COUVERTURE AVEC LA METHODE AMELIOREE (RESTAURANT RELAIS DE LA CAISSE)
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Sisal
BIBLIOGRAPHIE
[1] M.T.M. BOSSMAN
Some effects of decay and weathering on the anatomical structure
of the stem of phragmites Australies TRIN. EX STEND
IAWA Bulletins n.s. vol. 6 (2), 1985
Leiden, the Netherlands pp. 165-170.
[2] Ouro-Djobo SAMAH & Caspar J.W.P. GROOT
Quelques possibilités de l’utilisation de paille (chaume) dans l’habitat
Mai, 1986. IHS-Rotterdam (the Netherlands) pp. 1-20.
[3] Ouro-Djobo SAMAH
Etude des matériaux végétaux pour les toitures : exemple de la paille
CCL, 1995 pp. 1-23.
[4] G. LANDAETA & S. LARSSON
Roofs in the warm-humid tropics of South-East Asia
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Lund 1987 pp 1-89.
II LE BOIS
2.1 Généralités
Le bois fut le plus grand matériau de l'ère préindustrielle. Les artisans luthiers,
ébénistes ou charpentiers portèrent alors son utilisation à des sommets qui
semblent défier le temps.
Il a été le support d'innombrables innovations technologiques en matière
d'usinage, de collage, d'outillages divers. Il fut aussi le matériau de référence des
premiers grands mécaniciens du 18è siècle comme St Venant. Les cours de
mécanique des premières écoles d'ingénieur telles Centrale, les Ponts,
Polytechnique ou les Arts et Métiers consacrent des chapitres entiers à la
mécanique du bois. Il est encore le matériau de base pour l'aéronautique naissante
jusqu'au début du 20è siècle.
Après la première guerre mondiale, c'est le grand vide en France. Le bois a
quasiment disparu de tous les cours d'enseignement supérieur consacrés aux
matériaux (physique, chimie, mécanique). Il est devenu l'archétype du matériau
obsolète ou de luxe, en voie de remplacement progressif par des matériaux
"modernes" synthétisés par l'homme.
Depuis quelques années on assiste en parallèle à un engouement scientifique pour
ce matériau particulièrement sophistiqué et à un retour du bois dans des produits
de haute technologie pour le sport, les transports ou le nucléaire. L'art de
l'ingénieur est aujourd'hui bien moins de calculer et d'optimiser des formes et
structures avec un matériau standard, que de créer souvent en même temps le
nouveau matériau et le produit.
Le progrès des mathématiques, de la mécanique et l'apparition de moyens de
calcul puissants ont permis de maîtriser de mieux en mieux de matériaux
anisotropes et hétérogènes.
En Afrique, le bois a toujours été l'un des premiers choix du constructeur. Car
avec le bois, il fait sa maison, construit son mobilier, sa pirogue pour développer
la pêche, bref l'utilisation du bois comme matériau de construction est multiple.
En dehors du risque de brûler, il est l'un des matériaux qui conviennent le mieux
au climat tropical.
2.2 Caractéristiques
Le bois possède une résistance relativement forte pour une masse volumique
faible, une bonne élasticité et une faible conductivité thermique. Il peut durer très
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longtemps en cas d'utilisation dans de bonnes conditions. Il est largement utilisé
dans les activités de construction.
L'hétérogénéité de la structure du bois se manifeste par le fait que la résistance
mécanique et la conductivité thermique n'ont pas les mêmes valeurs dans le sens
de la longueur des fibres et dans le sens perpendiculaire aux fibres. Il en résulte
certaines difficultés dans l'emploi du bois pour les constructions.
Les matières dont les propriétés physiques diffèrent avec le sens considéré des
fibres sont appelées des matières anisotropes.
L'hygroscopicité du bois est sa propriété d'absorber ou de dégager (par
évaporation) de l'eau quand l'humidité et la température du milieu extérieur
varient.
Quand l'humidité augmente, le volume du bois augmente également, et vice versa
inversement (contraction de séchage). Par suite de l'anisotropie, les variations de
dimensions qui en résultent ne sont pas les mêmes dans les divers sens des fibres.
Il en résulte des contraintes internes qui provoquent des fissurations et un
gauchissement.
La putrescibilité consiste dans le fait que la matière est détruite progressivement
par l'action de micro organismes (inférieurs). Le bois qui se trouve dans de
mauvaises conditions est affecté de ce défaut.
La combustibilité : les constructions en bois sont dangereuses au point de vue de
l'incendie si l'on ne prend pas de dispositions spéciales pour les protéger.
La température d’ignition du bois (c'est-à-dire la température qu’il faut pour qu’il
s’enflamme) est de 250°C pour les résineux et de 350°C pour les feuillus. Le bois
ne brûle que de 0,7mm par minute soit 4,2cm par heure.
2.3 Structure des arbres et du bois
On peut étudier la structure du bois à l'œil nu ou bien avec des instruments
grossissants. La structure visible à l'œil nu ou sous un faible grossissement (à
travers une loupe) est la macrostructure. La structure visible seulement sous un
fort grossissement (microscope) est la microstructure.
2.3.1 Macrostructure
Il est bon d'étudier la macrostructure suivant trois plans de section d'un tronc
d'arbre.
1. Section transversale : le plan de section est perpendiculaire à l'axe du tronc
2. Section radiale : le plan de section passant par l'axe du tronc
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3. Section tangentielle : le plan de section est parallèle à l'axe du tronc à une
certaine distance de cet axe.
L'écorce a la couche extérieure constituée de liège et la couche intérieure
constituée par le liber.
Au cours de la croissance de l'arbre, la couche de liber véhicule les substances
nutritives en les faisant descendre depuis la couronne de l'arbre. La masse épaisse
de bois qui se trouve à l'intérieur de cambium est constituée par une série de
couches minces et concentriques.
Sur la coupe transversale de certaines espèces on distingue très nettement une
région extérieure dans le bois qui est l'aubier et une région intérieure qui est le
cœur. L'aubier est constitué par les cellules les plus jeunes, le cœur étant constitué
de cellules complètement mortes.
Dans certaines espèces (pin, chêne, cèdre) le cœur est plus sombre que l'aubier.
Dans d'autres espèces (épicia, sapin, hêtre), la partie centrale du bois a toutes les
caractéristiques du cœur, mais elle a la même couleur que la partie périphérique.
Un tel bois est appelé un bois mûr. Il existe des espèces appelées bois d'aubier,
sans cœur (bouleau, érable, aune).
On peut ainsi avoir : bois de cœur, bois à cœur et à aubier ; bois d'aubier, sans
cœur constitué uniquement de bois d'aubier et bois mûrs, constitués de bois mûr
et d'aubier.
Figure 2.1 Coupes du tronc d’arbre
2.3.2 Microstructure
Dans un microscope, on peut voir que le bois est constitué par un très grand
nombre de cellules vivantes et mortes de grandeurs et formes variées.
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Toutes les cellules vivantes comprennent une enveloppe et, à l'intérieur de cette
enveloppe, du protoplasme, du suc cellulaire et un cœur. Les protoplasmes c'est-
à-dire le protoplasme et le cœur constituent les organes essentiels de toutes les
cellules vivantes du bois.
Figure 2.2 : Microstructure du bois
2.4 Propriétés physiques du bois
* L'humidité d'un bois a une grande influence sur ses propriétés. On la définit par
la formule suivante : W 100 .2
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GGG %
1G : Poids de l'échantillon avant séchage
2G : Poids de l'échantillon séché jusqu'à un poids constant.
Une humidité de 15 % en poids est considérée comme normale. Pour permettre
des comparaisons, les résultats des mesures de toutes les propriétés physiques du
bois doivent être référés à cette humidité. On distingue l'humidité libre qui remplit
les cavités des cellules, les vaisseaux et les espaces intercellulaires, et l'humidité
hygroscopique, qui se trouve dans les parois des cellules et les vaisseaux sous
forme de couches d'épaisseur microscopique.
D'après le degré d'humidité, on distingue les bois suivants :
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- bois humides : humidité supérieure à celle du bois fraîchement abattu
- humidité d'abattage : 35 % et plus
- humidité dite « sec à l'air » (15 à 20 %)
- humidité dite « sec en chambre » (8 à 13 %)
Au cours du séchage, le bois perd tout d'abord son humidité libre. C'est seulement
ensuite qu'il commence à perdre l'humidité hygroscopique. Le taux maximal
possible d'humidité hygroscopique dans un bois est appelé le point de rosée ou
humidité de saturation des fibres.
Comme l'humidité de l'air est toujours variable, l'humidité du bois varie
également. Une variation de l'humidité du bois depuis 0 % jusqu'au point de
saturation des fibres fait varier le volume du bois, ce qui provoque des
phénomènes de contraction, de gonflement et de déformation ou gauchissement
du bois dans les constructions. Cela peut également provoquer des fissurations. Il
faut donc recouvrir la surface par des peintures ou des vernis qui s'opposent
mécaniquement à la pénétration de l'humidité. On peut stabiliser le bois pendant
longtemps par un traitement thermique ou par un traitement chimique spécial.
La masse volumique du bois dépend de son humidité et de la porosité. On
rapporte généralement la masse volumique du bois à l'humidité normale de 15
% à l'aide de la formule suivante :
15 w [1+0,01 (1-Ko) (15-W)] en g / cm3
15 Masse volumique à une humidité de 15 % en g / cm3
w Masse volumique du bois à l'humidité (W) à laquelle on fait
la mesure en g / cm3
Ko- coefficient de contraction ou retrait volumique.
W- humidité du bois lors de la mesure.
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2.5 Propriétés mécaniques du bois
La résistance mécanique du bois, par suite de l'hétérogénéité c'est-à-dire de son
anisotropie, varie avec le sens de l'effort mécanique appliqué. Il faut tenir compte
de cette particularité lorsqu'on utilise le bois dans les charpentes.
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Car on distingue la compression dans le sens des fibres et en travers des fibres. Le
bois travaille à la compression parallèlement aux fibres dans les pieux, les poteaux
et les montants.
- La résistance à la compression parallèle aux fibres de diverses essences
varie de 350 à 700 daN /cm²
- La résistance à la traction (à l'allongement) parallèle aux fibres varie de
800 à 1500 daN /cm² et de 15 à 100 daN / cm² perpendiculaire aux fibres.
- La résistance à la flexion varie de 500 à 1000 daN / cm².
2.6 Défauts du bois
Il s'agit des irrégularités de la structure du bois : lésions et éventuellement les
diverses maladies.
Les défauts réduisent sensiblement les caractéristiques mécaniques du bois.
L'influence des défauts du bois sur ses qualités de construction dépend de la nature
et de l'emplacement des défauts, de leurs dimensions ; ainsi que de la nature et de
la destination de la pièce considérée.
- Fentes : c'est un défaut fréquent. Les fentes se forment non seulement au cours
du séchage d'un bois abattu mais aussi pendant sa croissance. Cela peut être :
contractions de séchage du cœur, ébranlements produits par le vent, fortes
gelées.
Cadranure en croix Fente de retrait
Figure 2.3 : Défauts du bois
On peut avoir la cadranure simple ou en croix de même que les roulures. On peut
avoir d'autres défauts tels que :
- Nœuds : un nœud est constitué par la pousse d'une branche vivante ou morte
(d'un arbre vivant) incorporée dans le bois du tronc. C'est le défaut le plus
répandu.
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- Pourriture du bois : c'est une transformation biologique qui se manifeste par la
décomposition du bois par des champignons qui s'y développent. Les
champignons provoquent la pourriture, dégagent des ferments particuliers qui
transforment en glucose la cellulose, le principal composant du bois. Le
glucose est une substance facilement soluble dans l'eau qui alimente et favorise
la croissance des champignons.
- Vermoulures : détériorations causées par les insectes. Les insectes s'attaquent
de préférence au bois fraîchement abattu ; mais ils attaquent également les bois
sur pied desséchés et affaiblis. Il y a perte de résistance mécanique.
- Déformations naturelles des troncs et de la structure du bois : forme anormale
du tronc de l'arbre : courbure du tronc, évasement du pied (tronc à la base très
élargi), resserrement du tronc : forte diminution du diamètre du tronc sur toute
la hauteur depuis la base jusqu'au sommet de l'arbre, saignées extérieures qui
sont des creux extérieurs longitudinaux.
Figure 2.4 : Défauts du bois
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2.7 Principales variétés
Dans la construction on emploie diverses espèces de bois: bois résineux et de
feuillus.
- Les conifères à feuillage persistant, résineux, sont plus répandus dans
les zones tempérées des deux hémisphères ;
- Les feuillus à branches et feuillage plus denses, constituent la majorité
des bois de la zone tropicale.
Les feuillus d'une grande variété de troncs et de feuillage, se présentent en une
myriade d'espèces dont l'usage est très répandu dans la construction.
Parmi les bois résineux les plus employés on a : le pin, le sapin, le mélèze et
l'épicéa. Il y a plusieurs espèces du pin : pin à bois dur et pin à bois tendre.
Les espèces similaires du point de vue caractéristiques et propriétés physiques
existent en zone tropicale.
Le pin à bois dur croit sur les sols sableux en altitude, il a un bois compact très
résineux aux cernes étroits, un grand cœur et un aubier étroit.
Le pin à bois tendre croît dans une dépression sur les sols sableux ou argileux ; il
a un bois aux cernes larges, un cœur modéré, et un large aubier. Le pin est utilisé
pour la construction des murs des maisons, des parquets, des estacades, des
poteaux et pour la fabrication des châssis de fenêtres, des portes et des planchers.
Le sapin est moins résineux avec des propriétés physico-mécaniques inférieures
à celles du pin. Le mélèze est une espèce résineuse avec un cœur brun rougeâtre
et un aubier blanc étroit. Il est employé pour la confection des poteaux et des
poteaux dans la construction hydraulique principalement.
L'épicéa est une espèce de bois exploitable, sans aubier distinct, de couleur
blanche. Il est moins stable dans les endroits humides.
Les bois feuillus sont nombreux : il y a le chêne, le bouleau, le tremble, l'aune,
le hêtre, le tilleul et l'érable.
Le chêne est un bois de cœur à vaisseaux en bague avec l'aubier. Le bois du chêne
est compact, solide et élastique, stable à la putréfaction de couleurs et dessins
beaux, mais il est susceptible de fendillement. Il est employé pour le parquet, la
menuiserie et les travaux de finition dans les constructions navales.
Le bouleau est un bois d'aubier lourd et dur de couleur blanche ou jaunâtre. Il est
résistant mais peu stable à la putréfaction et il gauchit lors de la dessiccation. Il
est employé pour fabriquer le placage et les meubles.
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L'aune est un bois d'aubier léger, tendre, fragile et gauchissant fortement. On
l'emploie pour les constructions sous-marines, le bois de l'aune est suffisamment
résistant et se conserve longtemps.
Le hêtre est un bois lourd et dur, de couleur blanche avec une teinte rougeâtre.
Lors de la dessiccation, il gauchit et se fendille, est susceptible de putréfaction,
surtout aux endroits à l'humidité variable.
Le tremble est un bois d'aubier, léger, tendre de couleur blanche. Il est employé
pour la fabrication du placage, pour les toits etc.
En Afrique il existe des variétés de bois durs et tendres. En zone tropicale nous
avons les feuillus comme, Niagon, Iroko, Acajou, Teck, Ebène, Mawoguene,
Faux teck offrent des bois durs. Pour le bois tendre on peut citer l’Okoumé, Wawa
communément appelé bois blanc.
Les appellations varient d'une région à une autre.
Domaine d'utilisation des bois d'œuvre tropicaux.
L'exceptionnelle richesse qualitative que procure la myriade des bois d'œuvre
tropicaux, trouve un large champ d'application dans le gros œuvre (charpente,
structures porteuses), dans le second œuvre (menuiserie, ébénisterie) et dans la
décoration des bâtiments. La plupart des essences recensées à nos jours couvrent
la zone des grands producteurs tels que le Gabon (Okoumé, Ozingo), la Côte
d'Ivoire, le Cameroun, le Zaïre, le Ghana, la Guinée Conakry, le Congo, la
Centrafrique.
2.8 Principaux bois d'œuvre
Le sciage consiste à apprécier la qualité de la matière première et à en tirer le
meilleur parti possible. La qualité est liée à la rectitude longitudinale des pièces
et à la constance des dimensions des sections. La position des traits de scie dans
la bille par rapport au cœur, détermine le type de sciage, leur mode de débit et
l'usage qui en sera fait. Comme produits issus du sciage nous avons :
- Les bois ronds : ce sont les troncs ébranchés et écorcés généralement traités ou
non, utilisés surtout dans les échafaudages, l’électrification et les constructions
rurales. Ils servent de poutres ou d'étais dans divers chantiers de construction
(ponts, bâtiments), ou de pieux battus dans les fondations. Il existe des bois ronds
traités qui servent de poteaux de lignes téléphoniques et électriques dans certains
cas.
- Les demi-ronds sont utilisés comme échantillons et des entretoises pour les
échafaudages, ainsi que des montants pour leurs échelles.
- Les bois sciés : en fonction des dimensions des sections transversales, on
distingue plusieurs types de bois qui vont des lattes aux poutres en passant par les
planches, les bastings, les madriers.
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Matériaux Tropicaux
27
Latte : bois scié ayant au maximum une surface en coupe de 32 cm² et une
largeur de 8cm.
Planche : bois scié épais de 8 mm au minimum et de 40 mm au maximum. On
peut avoir les sections suivantes : planche ordinaire : 0,30 x 0,025 x 5,0m
double planche : 0,30 x 0,5 x 5,0 m.
Basting : bois scié épais de 40 mm au minimum ; le plus grand côté (section
doit être égal au moins au double du plus petit côté. Au Togo on a : 0,17 x 0,06
x 4,0 m (6,0 m).
Madrier : bois scié de section carrée ou rectangulaire dont le rapport de côtés
est de 1 : 3 longueur de côté minimal 6 cm, on a : 0,23x0, 08x3, 0 m (6,0 m).
Poutre : bois équarri mesurant au minimum 20 cm de côté.
Chevron : bois scié avec une section carrée on a :
0,08 x 0,08 x 4,5 (5)
0,10 x 0,10 x 4,5 (5)
0,13 x 0,13 x 4,5 (5) m
2.9 Matériaux dérivés du bois
Le bois est susceptible de transformation par association avec d'autres matériaux
et des colles synthétiques. Ces matériaux dits de seconde transformation sont
obtenus à partir de particules de bois encollés, à la suite d'un passage en usine.
L'objectif est la production d'ouvrages répondant à des exigences esthétiques, de
finition ou d'industrialisation du bâtiment. Ils sont susceptibles d'assurer une
résistance mécanique, une résistance à la déformation, de même qu'une stabilité
dimensionnelle en cas de variation de température. Ce qui en réalité facilite
l'emploi.
Le contre plaqué : d'un usage très répandu il est constitué de feuilles de bois
tranchées, déroulées ou sciées et collées entre elles à fil contrarié. Les colles
utilisées distinguent les contre plaqués dits "intérieurs", de ceux dits "extérieurs".
Le nombre et l'épaisseur des plis déterminent la qualité des choix, à cause des
implications mécaniques qu'ils confèrent au matériau.
Les panneaux de particules ou panneaux de copeaux : ce sont des panneaux
fabriqués à base de copeaux de bois brut et de matières fibreuses et ligneuses. Ce
sont par exemple le lin, le chanvre, mélangés à des liants à base de résines
artificielles durcissables, puis comprimés. Ce procédé offre l'avantage d'utiliser
du bois ne pouvant être employé comme matière d'œuvre. Leur usage est limité à
l'intérieur des constructions et particulièrement en sous toiture : plafonds, faux
plafonds etc.
Les panneaux de fibres agglomérés : ils sont à base de fibres de bois ayant subi
un traitement mécanique et chimique. Ces fibres sont liées par des colles et
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Matériaux Tropicaux
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associées à d'autres produits de traitement. Il y a des panneaux épais et denses et
des panneaux minces et durs (habillement intérieur des parois ou en faux
plafonds).
Les panneaux de particules liés au ciment : ils sont constitués de copeaux de bois
associés au ciment portland. Ils allient légèreté et résistance à la traction du bois,
avec l'incombustibilité et l'étanchéité du ciment. Ces panneaux sont utilisés
comme voiles dans des parois utilisées en parement extérieur, ils peuvent de par
leur composition constituer un excellent support pour les enduits hydrauliques.
Le bois lamellé collé : il se structure par la superposition de plusieurs planches
collées horizontalement les unes sur les autres. L'épaisseur des planches peut
atteindre 40 mm, lorsque le bois est bien choisi, et que les éléments de
construction sont maintenus à l'abri de variations climatiques extrêmes.
2.10 Protection du bois.
L'extrême durabilité du bois reste tributaire du respect des règles fondamentales
liées à sa mise en œuvre.
Les mesures de protection à prendre sont destinées à conserver au bois et à ses
dérivés leurs qualités en s'opposant aux différentes nuisances. Les mesures
préventives et les moyens de lutte curative suivantes, adaptées aux particularités
de la construction sont à prendre en considération :
la nature et la gravité du risque (influence de l'humidité, risque d'incendie) ;
le choix du bois adapté à l'usage prévu ainsi que son entreposage et sa
préparation rationnelle ;
la materne et le résultat d'éventuels traitements préalables (traitement de
protection ou peintures) ;
les éventuels effets secondaires des produits chimiques utilisés (compatibilité
avec la chaux, les colles, les enduits) ;
le traitement de protection des ouvrages à assembler, dans un chantier ouvert
l'accessibilité de tous les éléments traités en vue d'un traitement ultérieur ;
le choix approprié et adapté des procédés et produits de préservation ;
la vérification des mesures de protection exigées.
Le bois doit être protégé contre l'altération.
La protection du bois contre la putréfaction et la prolongation de sa durée de
service sont obtenues par la défense du bois contre l'humectation au moyen de
mesures constructives : par peintures, badigeonnage, dessévage et imprégnation
avec des antiseptiques.
La protection du bois contre l'inflammation peut être réalisée en le recouvrant
avec un enduit, les feuilles de plâtre et de ciment d'asbeste ou en le traitant avec
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Matériaux Tropicaux
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de substances ignifuges. Deux méthodes de traitement sont en vigueur :
recouvrement avec des couleurs et imprégnation avec des antiseptiques,
substances chimiques spéciales. Il faut également des peintures ignifuges. Le
traitement thermique (par séchage) peut s’avérer le plus efficace.
Annexe
FAQ - Méthodes constructives
Constructeur Ossature bois & construction bois
Le bois est le matériau de prédilection de la construction à très haute performance
énergétique.
C’est avant tout un isolant naturel ce qui permet de traiter facilement la problématique de
l’isolation du bâtiment ; et les procédés de mise en œuvre dans la construction bois sont très
avancés en matière d’étanchéité à l’aire. Pour une épaisseur de paroi donnée, les performances
thermiques que l’on peu obtenir dans la construction bois sont supérieures à toutes les autres
méthodes constructives.
La construction bois permet des chantiers plus courts et significativement plus propres que
toutes les autres solutions constructives. Et c’est le matériau de construction le plus
écologique qui soit.
En outre, la construction bois ne supportant pas l’à peu près (on ne peu pas boucher un trou
ou ajuster une hauteur d’un coup de truelle), il est impératif de concevoir le bâtiment dans ses
moindres détails avant de passer à la phase d’exécution. Ceci limite grandement les imprévus
de chantiers.
Principal inconvénient :
Le bois a une très faible inertie ce qui implique des stratégies de gestion du confort d’été
complexes à concevoir sous les climats chauds.
Les différentes solutions de construction bois :
Nous ne feront ici que succinctement présenter les différentes utilisations du matériau bois
dans la construction.
La construction en bois massif traditionnel :
Elle consiste en la superposition de madriers ou rondins de bois. Si l’on exclue les solutions
en kit bien adaptées à l’auto-constructeur, c’est généralement une solution couteuse. Elle
permet des performances hygro-thermiques très appréciables mais l’inévitable jeu du matériau
pris à son état brut pose des problèmes d’étanchéité à l’aire et de dimensionnement des
ouvertures. Il est au contraire intéressant de tirer partie des possibilités de renouvellement
naturel de l’air qu’une telle structure permet.
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Matériaux Tropicaux
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La construction en panneaux de bois massif :
Il s’agit de panneaux faits de différentes couches de bois massif croisées et contre collés que
l’on double par un isolant.
Cette solution permet des constructions extrêmement robustes et performantes.
La disposition croisée des planches longitudinales et transversales réduit le gonflement et le
retrait dans les plans du panneau à un minimum insignifiant
Certains fabricants utilisent pour la production des panneaux du bois séché artificiellement
avec une humidité de 12% ce qui exclue l'attaque destructive par des insectes ou des
champignons.
Illustration : assemblage d’une maison en panneaux KLH
La construction à ossature bois dite poteau poutre :
Il s’agit d’utiliser des éléments porteurs en bois massif ou lamellé-collé de forte section. Ainsi
l’on obtient une ossature stable sans éléments de remplissage. Ceci permet une grande
souplesse dans les volumes architecturaux et des évolutions horizontales ou verticales
ultérieures aisées.
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Matériaux Tropicaux
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Les choix des solutions de remplissage des vides et d’isolation de l’ossature détermineront le
niveau de performance thermique du bâtiment.
La construction à ossature bois classique ou plate-forme :
C’est la solution la plus utilisée, la plus rapide à mettre en œuvre et la plus économique.
Généralement les montants de l’ossature sont de la hauteur d’un étage, de sorte que le premier
sert de plate-forme au suivant.
Les montants sont rapprochés 40cm ou 60cm et pour contreventer l’édifice on utilise
généralement des panneaux dérivés du bois.
Les choix des solutions de remplissage des vides et d’isolation de l’ossature détermineront le
niveau de performance thermique du bâtiment.
BIBLIOGRAPHIE
[1] A. KOMAR
Matériaux et éléments de construction
Mir-Moscou, 1978, pp. 387-415.
[2] L. E. LEYINDA
Le bois dans le bâtiment : application au musée de la forêt de Libreville
Projet de fin en Architecture, session de juillet 1996, pp. 23-84
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
32
Ecole Africaine des Métiers d’Architecture et de l’Urbanisme.
[3] P. PERRE
Le séchage du bois
Ecole Nationale du Génie rural, des eaux et des forêts
ENGREF, 1993, pp. 1-45.
[4] P. CHANRION, M. FOUQUET et D. ALEON
Le séchage des résineux
Centre du Centre Technique du Bois et de l’Ameublement, 1998, pp. 1-42
III LA TERRE STABILISEE
3.1 Généralités
La terre a, de tout temps, constitué le matériau de construction le plus accessible,
le plus facile à mettre en œuvre, le moins cher et par conséquent, le plus
fréquemment utilisé même dans les pays hautement industrialisés où l'apparition
sur le marché de nouveaux matériaux, par exemple à base de produits de synthèse,
n'a pas considérablement réduit son emploi. De plus, la gamme des matériaux tirés
de la terre est quasi-infinie depuis le "banco" sorte de pâte composée uniquement
de sol argileux et d'eau, jusqu'à la terre cuite en passant par le torchis, et autre
"bousillage" qui comporte outre la terre et l'eau, un garnissage en poils de vache
en brins d'herbe fraîche ou sèche ou en paille.
Au Togo et dans les pays voisins, le matériau le plus utilisé dans le milieu rural
est le banco dont la technologie est très simple. La terre est concassée
grossièrement et de façon très artisanale, arrosée avec de l'eau et pétrie 2 à 3 jours
plus tard puis utilisée telle qu'elle sous forme de pâte pour l'édification des
maisons.
D'un autre côté, la brique cuite, qui a largement fait ses preuves dans le passé au
Togo a perdu beaucoup de son attrait par suite du peu d'attention que lui ont
accordé les services spécialisés de l'Etat et les organismes privés.
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Matériaux Tropicaux
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Par ailleurs, il faut signaler qu'il existe au Togo et dans les pays voisins de riches
gisements de terre rouge à caractère latéritique qui contiennent outre le sable
silicieux des hydroxydes de fer et d'aluminium qui lui confèrent dans la plupart
des cas, une stabilité assez grande quant à la dilatation et à la contraction. Il suffit
donc de consolider les qualités naturelles de cette terre, pour obtenir un matériau
de construction durable. Plusieurs techniques ont déjà fait leur preuve de part le
monde ; la plus courante est la stabilisation. Ce genre de traitement revêt une
grande importance de nos jours. Le Centre de la Construction et du Logement de
Cacavelli a entrepris dès sa création (en 1967) entre autres, l'étude de la terre
stabilisée. Les résultats auxquels il a abouti ont déjà donné lieu à un certain
nombre de réalisations au Centre même et à l'intérieur du pays.
3.2 Classification
La production des blocs en terre stabilisée nécessite les étapes suivantes :
1) la prospection et l'identification des terres appropriées pour
stabilisation ;
2) les analyses et essais de laboratoire et l'extraction de la terre
3) la technologie de fabrication des blocs
Les blocs de terre comprimée (BTC) stabilisée sont classés selon le type de liant
de stabilisation :
- les blocs en terre stabilisée au ciment
- les blocs en terre stabilisée à la chaux
- les blocs en terre stabilisée au bitume
- les blocs en terre stabilisée à l'asphalte.
On peut stabiliser la terre physiquement par le procédé de constitution des
différentes teneurs en sable ou en argile. On parlera dans ce cas de stabilisation
physique ; alors que dans le cas d’utilisation de liant on parlera de stabilisation
chimique.
Du point de vue utilisation on a les blocs de terre comprimée ordinaire et les blocs
de terre comprimée de parement.
3.3 Prélèvement et extraction de la terre.
Etant donné que l'on ne peut pas construire avec n'importe quelle terre il faut bien
procéder à l’identification et à la prospection, au prélèvement et à l'extraction des
terres. Toutefois un seul échantillon de terre ne saurait être représentatif. Car la
nature de la terre varie d'un point à un autre immédiatement voisin.
La bonne terre pour stabilisation doit comprendre :
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Matériaux Tropicaux
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- le sol argileux
- le sol composé de sable et d'argile
- la latérite
Il est recommandé le schéma de prélèvement suivant :
1° Faire des trous carrés A, B, C, D, E de 1 m de côté environ ;
2° Enlever la terre végétale reconnaissable par sa couleur brune on noirâtre ou
même franchement noire avec des débris végétaux et avec son odeur
caractéristique de feuilles mortes humides.
3° Faire des prélèvements systématiques d'environ 10kg dans chaque trou aux
profondeurs de 1m ; 1,5 m ; 2 m soit au total 15 prélèvements avec marquage pour
ne pas se tromper et une identification complète. Après ces prélèvements on
envoie les échantillons au laboratoire. Lorsque les résultats sont concluants,
l'extraction peut se faire à l'aide des engins lourds ou à l'aide des pioches, pelles
etc.
D
C B A
E
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3.4 Identification de la terre : analyses et essais
Il s'agit tout d'abord des analyses physico-chimiques de la matière première avec
les recommandations qui en découlent quant au choix de la terre. Le procédé
permet la détermination :
- du contenu d'humus par utilisation de solutions chimiques alcalines ;
- du pourcentage du sable contenu dans la terre (ainsi que sa
granulométrie),
- du pourcentage d'argile contenu dans la terre (ainsi que sa
granulométrie) par la méthode de sédimentation.
Ensuite il est effectué l'analyse granulométrique des deux composants : sable et
argile et les essais physico mécaniques. Ils permettent de déterminer : la résistance
à la compression des blocs, la capillarité, la durabilité, la résistance thermique etc.
Comportement des sols à l’eau
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Etats hydriques des sols
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Il est également possible d'effectuer des essais "dits" de chantier pour déterminer
rapidement la qualité de la terre.
3.4.1 Les essais sur chantier (identification).
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Matériaux Tropicaux
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Ces essais ne nécessitent aucun équipement spécial mais peuvent fournir des
renseignements utiles : une classification approximative des sols et une
appréciation de la possibilité de leur utilisation. Il y a donc : examens oculaires,
olfactifs, de toucher, de morsure, de sédimentation simplifiée, de ruban.
examen oculaire : c'est l'observation de la proportion des particules sur éclat
coupé au couteau. L'éclat plus ou moins brillant indique un sol plutôt argileux
ou limoneux. Il faut déterminer par un autre essai le pourcentage (%) des
composants avant de décider de l'utilisation.
examen d'odeur : les sols organiques ont une odeur de moisi, surtout quand on
vient de les extraire. L'odeur de ces sols est amplifiée si on les chauffe. Ils ne
doivent pas être utilisés en construction.
essai de morsure : il permet de constater la présence de sable, de limon et
d'argile. Il s’agit de mâcher une boule de terre et de faire le constat suivant :
- sol sablonneux : les particules de sable crissent désagréablement entre
les dents ;
- sol limoneux : le limon grince nettement moins que le sable,
- sol argileux : les particules d'argile ne grincent pas du tout entre les
dents.
examen du toucher : l'impression obtenue au toucher permet de déterminer sur
place avec exactitude suffisante, le composant de base d'un sol.
- sable : les particules de sable sec, donnent au toucher une impression de
rugosité ;
- limon : le limon sec donne également une impression de rugosité mais
moins accentuée ; le limon humide est d'une plasticité moyenne.
- argile : l'argile sèche se présente en mottes en grains assez volumineux
et offre une forte résistance à l'écrasement. L'argile humide est plastique
et colle aux doigts. Les sols sablo limoneux produisent, lorsqu'on les
triture entre pouce et index à proximité de l'oreille un crissement
nettement audible.
essai de ruban ou de cigare : il consiste à faire un ruban d'environ 3 cm de
diamètre à partir de la terre humidifiée. Si on n'arrive pas à faire de ruban c'est
qu'il n'y a que de sable ; mais si le ruban se casse seulement à 15-20 cm, alors
la terre est bonne pour la stabilisation. Par contre s'il ne se casse pas après 15-
20 cm c'est qu'il y a trop d'argile. Pour faire la stabilisation il faudra faire une
correction avec un apport de sable.
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essai de sédimentation simplifiée : on choisit un flacon cylindrique de verre
transparent, muni d'une ouverture suffisamment large, mais que l'on peut
obturer à la main. On le remplit de terre jusqu'au quart de la hauteur et on
complète le reste avec de l'eau. En fermant le flacon avec la paume de la main,
on agite fortement le mélange puis on laisse reposer sur une surface horizontale
plane. Au bout d'une demi-heure on observe la sédimentation puis on agite de
nouveau et on laisse décanter. Après une heure on constate (les différents
dépôts) que le sable s'est déposé au fond surmonté d'une couche de limon au-
dessus, on trouve une suspension d'argile. Après huit (8) heures, on mesure la
hauteur de chaque couche sédimentée. On obtient ainsi une indication de
chacun des constituants du sol, en faisant le rapport de la hauteur de chaque
constituant sur la hauteur total de dépôt des constituants. On a
approximativement 45 % d'argile et 55% de sable; on peut faire la stabilisation.
Dans le cas contraire on fait la correction selon le cas.
essai de lavage : il consiste à prélever un échantillon de terre que l’on lave à
l’aide de l’eau en frottant les deux mains. On doit sentir la présence de grains
dans la paume ; ce qui rappelle la présence de sable, les éléments fins
s’écoulant avec l’eau.
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3.4.2 Les essais de laboratoire.
Les essais de laboratoire sont plus précis que ceux effectués sur chantier et
permettent de déterminer de manière plus précise l'aptitude du sol à l'usage pour
la construction et la méthode de stabilisation appropriée. Ces essais en effet nous
permettent de déterminer :
- la granulométrie : il faut une granulométrie étalée et régulière. Cela
permet de constater sur le fuseau les proportions de sable et d'argile.
Pour ce faire il faut un équipement approprié.
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- la sédimentométrie
- l'état de consistance (limites d’Atterberg): limite de liquidité WL, limite
de plasticité Wp. ; l'indice de plasticité Ip; l'indice de liquidité IL ; la
teneur en eau optimum WO ;
- les analyses chimiques permettent de déterminer la teneur en éléments
nocifs : matières organiques, les sulfates, les chlorures. Les eaux
séléniteuses (chargées en sulfate) détruisent la pâte de ciment (formation
de sel) ;
- la teneur en sulfate, en chlorure et des matières organiques ;
- le retrait (c'est une variation linéaire) qui doit être entre 0 et 5 %.
3.5 Technologie de production
On utilise généralement les presses à briques mécaniques, manuelles ou
automatiques ayant une force de compression importante.
Il y a à cet effet :
- La presse CINVA-RAM qui est manuelle,
- La presse TERSTARAM qui existe en version manuelle ou
automatique motorisée.
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Matériaux Tropicaux
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- Et bien d’autres modèles.
3.5.1 Processus de production (par voie semi-sèche)
Après l'extraction, la terre doit subir un traitement préalable par les étapes
suivantes de production : criblage et tamisage, malaxage, humidification,
compactage, moulage et démoulage, stockage et séchage.
Criblage et tamisage : la terre doit être débarrassée des grosses mottes et tamisée
à travers les tamis de mailles de 4 à 5 mm pour les sables argileux et de 8 à 10
mm pour les graveleux latéritiques. Ceci permet d'atteindre la granulométrie
appropriée pour le bon compactage.
Malaxage : le malaxage des constituants terre, stabilisant et eau en proportions
convenables conditionne l'uniformité du produit et la bonne répartition du
stabilisant. Les meilleures conditions sont réunies seulement lorsqu'on dispose
d'un sol sec et foisonnant ; ensuite, il faut vérifier que le stabilisant est de bonne
qualité. Le malaxage peut s'effectuer soit manuellement, soit à l'aide d'un
malaxeur.
Remarque : si le ciment présente des mottes, il faut le tamiser à travers les mailles
de 1mm avant de l'utiliser.
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Matériaux Tropicaux
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Humidification : le mélange malaxé doit être homogène avant de procéder à son
humidification. On procède par l'arrosage du mélange et ceci doit se faire de la
manière la plus homogène que possible pour bien hydrater le stabilisant.
Pressage ou compactage : le compactage est l'opération principale d'amélioration
de la résistance du produit fini. Il s'effectue de manière mécanique et dynamique.
Le compactage permet d'obtenir des blocs bien calibrés et très résistants.
Stockage et séchage : les blocs stabilisés dans tous les cas de stabilisation ne
doivent pas être exposés directement au soleil pendant le séchage pour éviter une
dessiccation et des fissurations au moment du retrait. Le stockage devra s'effectuer
sur les aires planes, éventuellement sur des palettes en évitant un empilement
important des blocs ; il faut environ 10 à 11 rangées.
Le séchage doit se faire dans une aire protégée avec une humidification
progressive et régulière en cours de cure. L'humidification se fait à l'aide d'un
arrosoir avec une pomme et de la façon suivante :
- 1ère semaine on arrose les blocs 2 fois par jour
- 2ème semaine on arrose les blocs une fois par jour
- 3ème semaine on arrose les blocs 2 fois par semaine (une fois au début et
une fois à la fin)
- 4ème semaine on arrose les blocs une fois au milieu de la semaine.
Remarque : les blocs BTC sont prêts pour usage au cours de la 5ème semaine. Ce
temps de repos des blocs est important car c'est à ce moment que le matériau
acquiert ses formes et ses caractéristiques mécaniques et physiques définitives.
Toutefois, on pourra utiliser le bloc s'il a atteint la résistance prescrite avant ce
délai mais en aucun cas avant 14 jours.
3.5.2 Production par voie humide le moulage se fait dans les moules en métal
Après le traitement de la terre (criblage, tamisage, etc.) le mélange stabilisé est
humidifié. Le moulage des blocs se fait après vérification de la teneur en eau.
Cette vérification se fait en faisant tomber une boule de terre stabilisée
humidifiée sur une hauteur d’à peu près un mètre dix (1,10m).
- si la boule en tombant se casse en plusieurs morceaux c’est la preuve
que le mélange est trop sec ;
- si la boule en tombant, s’empâte, c’est la preuve que le mélange est
trop humide ;
- si la boule en tombant, se casse en deux ou trois morceaux, c’est la
preuve que la teneur en eau du mélange est optimale. On peut donc
procéder au façonnage des blocs.
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3.5.2.1Stabilisation proprement dite
La stabilisation de la terre consiste en la création et à l'amélioration des liaisons
entre les particules donc par la formation d'une armature rigide qui s'oppose aux
variations de volume dues aux changements en teneur en eau, puis en son
compactage en vue de la réduction des volumes des vides,.
Il existe la stabilisation chimique et la stabilisation physique.
Conditions de stabilisation chimique (avec usage des liants)
Il est recommandé d'utiliser :
pour les sols très argileux la chaux comme stabilisant ;
pour les sables argileux, graveleux latéritiques, le ciment comme stabilisant.
Il est souhaitable d'essayer les pourcentages de stabilisation suivants :
5 à 10 % pour le ciment
2,5 à 10 % pour la chaux et parfois 50 %
Pour les constructions usuelles il est recommandé 8,5 % soit 450 litres de terre
pour 50 kg de ciment :
1 paquet de ciment
7 brouettes de 65 litres de terre ou 7,5 brouettes de 60 litres de terre.
On obtient 85 blocs par paquet de ciment dont les caractéristiques doivent être
conformes aux normes en vigueur.
3.5.2.2 Essais de contrôle
Après la production des blocs il est important de réaliser quelques essais de
contrôle sur :
- l'aspect ;
- la résistance à la compression
- la durabilité.
Ainsi, l'observation du bloc doit donner une première idée sur sa qualité : forme
fissuration, effritement.
La résistance mécanique à la compression est obtenue par l'essai à l'écrasement.
La contrainte de rupture rapportée à la section brute du bloc, doit être de 2,4 MPa
à l'état humide et de 4 MPa à l'état sec. Cette valeur devrait être atteinte pour au
moins 95 % des blocs. Aucun bloc ne devrait avoir une résistance inférieure à
1,95 MPa.
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Les essais de durabilité permettent de déterminer les pertes de matériaux, les
variations d'humidité et les changements de volume (contraction dilatation) qui se
produisent à la suite de mouillage et de séchage.
Le matériau est soumis pendant 12 cycles de séchage et de mouillage successifs.
Après chaque cycle, on brosse l'échantillon et l'on détermine par pesée, la perte
de matériaux solides, la teneur en eau (absorption) et la différence de volume par
rapport à celle qui existait au moment du mouillage.
Pour les différents dosages la perte de poids maximum admissible est de :
- 10 % en ciment à l’état sec ;
- 5 % en ciment pour autres conditions climatiques.
Après 12 cycles de mouillage et séchage, l'augmentation maximum de volume à
l'humidité admise est de 0, 15 % selon l'essai normalisé pour les blocs BTC.
Remarque : le dosage en ciment pour les blocs de terre stabilisée pour les
constructions usuelles est de 8,5 % qui correspond à : 1 paquet de ciment de 50
kg pour 450 litres de terre soit environ 7,5 brouettes de 60 litres.
Pour les mortiers et enduits il faut :
- 2 brouettes de terre
- 1 brouette de sable
- 1 paquet de ciment si le pourcentage (%) du sable est inférieur à 60 %
dans le cas contraire on prend 2 volumes de terre pour un (1) volume de
ciment.
3.6 Utilisation
Les blocs de terre stabilisée sont utilisés pour la construction dans les domaines
suivants :
- Bâtiments : fondations, soubassement, murs et piliers, voûtes, coupoles,
cloisons cheminées à usage domestique, mobiliers intégrés, claustras ;
- Ouvrages d'art : caniveaux, allées piétonnes.
NB. Les blocs utilisés pour les fondations devront présenter une résistance
caractéristique de 4 Mpa (40 bars, 40 daN/cm²) en ambiance humide.
Toutefois, les fondations seront élevées sur un béton de propreté. Dans tous les
cas il est possible de réaliser les fondations traditionnelles de béton, en pierres, en
moellons, en béton armé et ensuite utiliser les blocs de terre comprimés pour
l'élévation des murs.
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
46
Murs : Les épaisseurs des murs en élévation varient suivant leur destination. On
peut avoir les épaisseurs de 14cm ou 30cm. La régularité des joints est le seul
moyen de présenter un travail bien fini et stable. Les blocs doivent être posés par
assises horizontales parfaitement réglées et aux joints régulièrement découpés.
Les joints peuvent avoir les épaisseurs suivantes 1cm et 1,5cm.
Recommandations diverses
Les murs de clôture doivent obligatoirement être revêtus sur leur partie supérieure
d'un enduit étanche.
Les locaux humides (cuisines, salles d'eau, toilettes) seront aérés et recevront une
protection appropriée conformément aux règles de l'art.
Les toitures voûtées, doivent avoir un traitement étanche conforme aux conditions
climatiques du milieu.
Les saignées pour encastrement de conduits d'électricité et canalisation d'eau sont
proscrites sur les murs intérieurs seules les saignées verticales sont tolérées, elles
seront rebouchées d'un enduit similaire au mortier de hourdage. Il faudra prévoir
des graines pour toutes autres canalisations : climatisation, eau, etc.…
BIBLIOGRAPHIE
[1] Bulletin d’information n° 2
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
47
La terre stabilisée
CCL Cacavelli, 1975 ; pp. 1-30
[2] Bulletin d’information n° 3
La terre stabilisée
CCL Cacavelli, 1975 ; pp. 1-30
[3] Bulletin d’information n° 5
La terre stabilisée
CCL Cacavelli, 1975 ; pp. 1-30
[4] V. Rigassi
Blocs de terre comprimée
Volume I, Manuel de production, CRATerre, EAG, 1995.
[5] H. Guillaud, T. Joffroy, P. Odul,
Volume II, Manuel de conception et de construction.
CRATerre, EAG, 1995.
[6] CCL-FNAFPP
Guide pratique de construction, CCL 1995.
IV LE RÔNIER (COCKER)
4.1 Généralités
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
48
Le "cocker" nom vulgaire communément utilisé pour désigner le rônier est un
matériau végétal localement disponible qui est employé dans diverses activités de
construction, surtout dans les ouvrages de génie civil. En vue d'améliorer et de
rationaliser l'utilisation du "cocker", il est fait tout d'abord l'inventaire des études
déjà réalisées, ensuite il a été envisagé des essais complémentaires jugés
indispensables. Ainsi, les résultats obtenus sur les caractéristiques et les essais de
résistance sont exposés. De même, les essais suivants ont été réalisés :
- la résistance au feu
- la résistance à la traction par flexion
- le comportement du "cocker" vis à vis du béton du point de vue
adhérence.
Les recommandations devant permettre de spécifier les modes d'utilisation et les
avantages du matériau "cocker" ont été faites.
4.2 Caractéristiques du rônier qui a pour nom commercial "cocker"
4.2.1 Origines
Le rônier est un spermaphyte angiosperme de la classe des monocotylédones
appartenant à la famille des arécacés. Il a pour nom scientifique le Borassus
aéthiopium et est vulgairement connu sous le nom d’Agoti. *
En Asie, on le cultivait jadis pour son sucre et pour d'autres usages, notamment la
construction (bois, feuilles) ; dans ce domaine, bien que concurrencé par d'autres
matériaux comme le bambou, il doit son prestige à ses incomparables qualités de
résistance ; c'est un bois qui ne pourrit pas et qui résiste aux mollusques marins.
En Afrique et plus particulièrement au Togo, le rônier a ces mêmes qualités. On
l'exploite essentiellement pour réaliser des constructions de type traditionnel ; on
le trouve sur la côte orientale de l'Afrique, au Sénégal, au Mozambique etc.…
Au Togo, le rônier est un peu rare mais on en trouve dans la région centrale, dans
la région maritime, dans la région des savanes, à Tabligbo et vers Noépé.
Le rônier a un tronc qui comporte un renflement. Ce tronc scié, offre du bois
d'excellente qualité appelé "cocker".
_______________________________________________________________ * appellation Ewé : langue locale du Togo
Les couches extérieures de la tige du rônier sont pleines et dures (densité environ
850) de couleur brune sombre et d'une structure caractéristique aux palmiers.
Lorsqu'on abat le rônier, on peut le fendre (scier) facilement en longs madriers
très résistants ; on l'utilise sous cette forme après séchage.
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
49
En vue d'une bonne utilisation du "cocker", il s'avère nécessaire de définir les
caractéristiques technologiques et physiques de ce bois très sollicité dans les
travaux de petites constructions ; on verra ensuite les essais de résistance réalisés
et les résultats obtenus.
4.2.2 Caractéristiques technologiques
Généralement, le stipe du rônier adulte mesure 15 à 20 mètres et offre l'aspect
d'une colonne légèrement empâtée au départ et fortement renflée au milieu.
La coupe peut s'opérer lorsque le tronc du rônier a atteint une hauteur de 8 à 15
mètres et approximativement un diamètre de 30 cm. C'est la moitié inférieure du
tronc d'une longueur de 4,5 mètres environ qui est fendue en tiges de sections
triangulaires ; la partie formant le noyau, sans qualité pour la construction, étant
au préalable enlevée ; restent utilisables selon la taille du tronc, 6 à 16 tiges de
section trapézoïdale d'environ 7cm de haut et 5cm de large en moyenne, vendues
sur les marchés du pays sous l'appellation "cocker".
4.2.3 Caractéristiques physiques
Le rônier (cocker) a une structure ligneuse serrée avec des tensions internes
importantes ; il est très résistant et facile à fendre mais difficile à scier, à raboter
et à poncer, c'est pourquoi le Borassus est utilisé à l'état brut par les artisans. Son
poids spécifique varie entre 850 et 1200 kg/m3.
Les parties situées autour du noyau central spongieux sont moins denses en fibres.
Une estimation à l'œil nu fait apparaître que dans la zone extérieure du tronc le
nombre de fibres est d'environ 80 par cm3 et que vers l'intérieur, il n'est que de 40
environ.
Les essais nous ont permis de constater que les échantillons pris dans la zone
périphérique du tronc sont les plus résistants.
4.2.4 Essais de résistance mécanique
Les analyses et essais entrepris au Centre de la Construction et du Logement
(CCL) afin de mieux connaître les caractéristiques physiques et mécaniques du
"cocker" et les possibilités de son emploi dans la construction, ont donné des
résultats satisfaisants et rentrent dans le cadre des essais traditionnels de
laboratoire.
C'est ainsi qu'à l'aide des équipements classiques, les essais de résistance à la
compression, à la flexion et au cisaillement dont nous présentons les résultats dans
le tableau suivant ont été faits :
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
50
Traction parallèle
aux fibres Compression Flexion Cisaillement
Sens parallèle
aux fibres
Sens perpendiculaire
aux fibres
1050 Bars 925 Bars 260 Bars 914 Bars 65 Bars
NB. Notons que le module d'élasticité a été déterminé et a une valeur E = 1590
daN/mm².
Comme le rônier et le cocotier appartiennent à la même famille, nous présentons
à titre indicatif et comparatif quelques propriétés physiques et mécaniques du
cocotier. Il y en a un peu partout au Togo, mais à forte concentration sur le littoral
où il constitue un matériau de construction. Le cocotier est un bois au cœur tendre.
Propriétés physiques et mécaniques du cocotier :
Propriétés Unités Tronc
Périphérie Cœur
Pourcentage d'humidité
Densité
Contrainte de rupture (jusqu'à la
limite proportionnelle)
Module d'élasticité
Compression parallèle aux fibres
Compression perpendi. aux fibres
Cisaillement parallèle aux fibres
%
-
kg/cm²
1000 cm²
kg/cm²
kg/cm²
kg/cm²
121
0,530
310
73,6
169
38,4
53,1
287
0,29
144
306
37
-
137
4.2.5 Qualités de résistance aux insectes.
Nous avons pu constater que le "cocker" rencontré dans les anciennes habitations
ne laissait avec le temps, apparaître aucune altération par les insectes (termites) et
mollusques. La même observation est faite sur les éléments de construction
(fermes, poteaux, poutres, linteaux) réalisés depuis longtemps déjà dans le jardin
des matériaux au CCL (Cacavelli). Ceci nous permet de dire que ce bois a une
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
51
excellente résistance aux termites, contrairement aux bois du cocotier et de
palmier à huile. Cette qualité le dispense de toute protection préalable.
4.3 Essais complémentaires
Dans le but d'élargir les connaissances sur les caractéristiques et la meilleure
utilisation du "cocker", les essais complémentaires ci-dessous décrits ont été
effectués. Cela nous permettra de mieux apprécier la qualité du cocker en tant que
matériau de construction.
4.3.1 Essais de résistance au feu par degré d'inflammabilité.
La sécurité en cas d'incendie de tout ouvrage ou élément de construction dans une
certaine mesure se définit à partir de la résistance au feu de l'ouvrage. Cette
résistance au feu dépend du degré d'inflammabilité. En fait, la résistance au feu
voudrait signifier qu'aux températures très élevées, un ouvrage ou élément de
construction pendant une certaine durée optimale (selon le type de matériau) de
brûlure, continuerait à remplir ses fonctions normales d'exploitation sans rupture
d'équilibre statique.
Principe d'expérimentation
i. Dispositif :
Il comprend un tube métallique de longueur 165 mm et de diamètre intérieur 50
mm, relié à un trépied. On a un bec brûleur de diamètre 7 mm à travers lequel, le
gaz domestique servant de combustible permet de brûler l'échantillon qui a les
dimensions suivantes : 150 x 10 x 10 mm.
ii. Expérimentation :
On fixe l'échantillon sur un support dans le tube métallique de façon à ce que
l'extrémité à brûler de l'échantillon sorte de 5 mm du tube. On allume ce bout
qu'on laisse brûler pendant deux minutes. Après on éloigne le feu, puis on observe
l'effet de brûlure.
iii. Observations :
- Un matériau qui après éloignement du feu cesse de brûler est considéré
comme résistant au feu s'il perd moins de 20 % de son poids ;
- Un matériau qui après éloignement du feu brûle mais si après 5 minutes,
le feu s'éteint, il est considéré comme peu résistant au feu ;
- Un matériau qui après éloignement du feu brûle facilement, est
considéré non résistant au feu s'il perd plus de 20 % de son poids.
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
52
A l'issue de l'expérimentation sur le "cocker" on a enregistré les résultats suivants
:
Température moyenne
de brûlure : 676°C
Durée de brûlure : 2
mn
Humidité de
l'échantillon au
moment de l'essai :
8,17 %
Poids moyen sec
avant
expérimentation en
(Gr)
Poids moyen sec
après
expérimentation en
(Gr)
Perte de
poids en %.
12,6305 2,7100 78,54
iv. Conclusion.
Avec 78,54 % de perte de poids, on peut dire que le cocker appartient au groupe
des matériaux (végétaux) non résistants au feu.
4.3.2 Essais de résistance à la traction.
Il faut souligner que nous n'avons effectué que l'essai de traction dans le sens des
fibres du "cocker". On a procédé par essai classique en confectionnant les
échantillons en forme de 8 pour les écrasements sur presse hydraulique. Avec une
humidité de l'échantillon W = 8,17 % on a obtenu la traction Rt = 556,67 kg/cm².
Ce qui est considéré comme une bonne performance.
4.3.3 Comportement du cocker vis à vis du béton
L'étude du comportement du "cocker" vis à vis bu béton a pour but de déterminer
si le "cocker" pouvait servir d'armature dans le béton et que l'adhérence était
bonne. Pour cela, nous avons considéré deux poutres de section standard 20 x 20
x 80 cm dont l'une est témoin et l'autre armé au "cocker" de
section 5 x 5 x 75 cm. Le béton est dosé à 350 kg/m3. Les résultats suivants ont
été enregistrés.
20 cm
COCKER
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
53
Dosage
kg/m3
Masse
volumique
P = kg/m3
Résistance à la
compression (bars)
Résistance à la traction par
flexion (bars)
7 jours 28 jours 7 jours 28 jours
Echantillon
témoin (béton
non armé)
350 2424 198 - 16 -
Echantillon en
béton armé au
cocker
350 2424 - - 29,3 33,3
Observations :
Pour l'échantillon armé au cocker, nous avons remarqué que la rupture à
l'écrasement n'est pas destructive et qu'il y a une rupture d'adhérence. On peut dire
qu'une armature longitudinale seule peut être suffisante et qu’on n’aurait pas
besoin d'armatures transversales pour effort tranchant. L'usage de "cocker"
comme armature pour des poutres de moindres portées serait donc un grand
avantage.
4.3.4 Recommandations
A l'issue des essais effectués sur le "cocker" au Togo comme ailleurs et compte
tenu des résultats obtenus, nous pensons que les recommandations suivantes
peuvent être suggérées.
La teneur en eau limite du "cocker" pour son utilisation dans la construction
peut être considérée comprise entre 8 et 9 %.
Le cocker peut être utilisé pour l'assemblage des fermes triangulaires de
portées 4,00m - 9m pour les habitations, constructions rurales, garages,
magasins, ateliers car les déformations instantanées et différées sont
négligeables et la flèche reste dans les limites normatives.
On peut également assembler des fermes de 12m de portée pour les grands
hangars, magasins, marchés ruraux. Mais l'assemblage doit se faire avec des
boulons de 8mm de diamètre au moins, ensuite pour ce type de ferme l'entrait
doit être moisé.
On peut réaliser les linteaux constitués par une ou deux couches de trois tiges
de cocker. Il faut pour cela L = 1 + 30 (cm) où L = longueur du cocker et l =
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
54
largeur de l'ouverture. Pour une portée supérieure à 120 cm, deux épaisseurs
de cocker sont nécessaires et les longueurs d'appuis doivent être supérieures
ou égales à 15 cm.
A partir de ces résultats, on peut conclure que le "cocker" améliore la résistance
à la flexion des éléments en béton et peut être utilisé comme armature.
Toutefois, les essais doivent continuer afin de déterminer les sections utiles et les
conditions de leur utilisation.
Il faudra également déterminer les agrégats favorables à une meilleure adhérence.
Selon les études réalisées au CCL, nous sommes parvenus à conclure que la
réalisation des poteaux en cocker tient compte du nombre de tiges à utiliser et
selon l'importance des charges et surcharges à supporter ainsi que la longueur
du flambement.
Nombre de tiges
cocker
Surcharge admissible en tonnes d'après
la hauteur des tiges en mètre
1
2
3
4
2 m 3 m 4 m
1,0
4,0
10
20
0,5
2,0
5,5
10
0,2
0,6
2,5
6
4.4 Utilisation du "cocker" dans la construction
Le "cocker" a une utilisation multiple et diversifiée que l'on peut observer d'un
lieu à un autre. Nous allons ainsi voir les utilisations du "cocker" au Togo et à
l'étranger.
4.4. 1 Utilisation du "cocker" au Togo
Le "cocker" s'utilise dans la construction traditionnelle comme moderne au Togo.
Dans la construction traditionnelle, le "cocker" a souvent servi d'éléments de
support, de charpente, et même de poutres pour les planchers en terre.
Il faut signaler aussi que les résultats fort encourageants issus des essais
mentionnés dans le chapitre précédent ont abouti à la réalisation de prototypes
expérimentaux de structures en "cocker" au Centre de la Construction et du
Logement à Cacavelli depuis 1971.
Le comportement de ces éléments après un certain temps avait permis d'introduire
le "cocker" dans la gamme des produits utilisés dans la construction moderne.
C'est ainsi que l'atelier de menuiserie du Centre avait été construit avec des fermes
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
55
en "cocker" de portée 12 m qui se comportent très bien jusqu'à présent à tout point
de vue.
On peut signaler aussi que le "cocker" est également utilisé comme poteaux,
linteaux, cadres de fenêtres et portes. Rappelons que pour les assemblages des
fermes on utilise les clous, les chevilles, des boulons et rivets. Cependant, il peut
être recommandé l'usage des taquets de "cocker" de dimensions 4 x 10 x 15 cm.
Ailleurs dans le monde, le "cocker" outre ces usages est utilisé pour d'autres fins
dans la construction.
4.4.2 Utilisation du "cocker" à l'étranger.
Le rônier est l'un des arbres les plus utiles de certaines régions de l'intérieur de
l'Afrique Occidentale et d'Asie. Il sert à la confection des pieux pour quais,
d'éléments de ponts, de poteaux, de madriers. C'est ainsi que dans certaines parties
du district de Kéta au Ghana, des ponts entiers sont construits au moyen des
"cocker", depuis les piles jusqu'au tablier. Il faut noter que parfois évidé, on
l'utilise pour fabriquer des gouttières, des pirogues, des tambours, etc.… Notons
que, l'inabondance du rônier limite quelque peu les potentialités de son utilisation.
Nous savons bien que l'exploitation du rônier qui se trouve à l'état naturel, se fait
traditionnellement. Mais une culture à l’échelle nationale peut s’organiser avec
un programme agricole bien défini.
CONCLUSION
Toutes les caractéristiques et propriétés du cocker décrites lui confèrent une
grande qualité de matériau résistant pour diverses constructions. Néanmoins, pour
son usage il faut beaucoup de soins et de respect des réglementations. L'utilisation
du cocker dans la construction doit se faire rationnellement. Toutefois il serait
impossible de recommander son usage massif compte tenu du fait que l'on ignore
les réserves du rônier au Togo. Car cette matière première ne se cultive pas. Son
renouvellement étant naturel, il est fort possible que l'espèce disparaisse du jour
au lendemain.
BIBLIOGRAPHIE
[1] C. TSYBOULSKY, L. HABABOU
Emploi du cocker dans la construction économique
Rapport technique
PNUD – CCL 1971.
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
56
[2] Ouro-Djobo SAMAH
Utilisation des matériaux locaux dans la construction des ouvrages
du Génie Civil.
Le cocker : caractéristiques et utilisation
CCL Cacavelli, 1988.
5 LE BAMBOU
5.1 Généralités
Construire, rénover, entretenir et exploiter des bâtiments, exige de très grandes
quantités de matériaux qui sont extraits de la nature directement utilisés ou
transformés et finalement mis aux rebuts.
Le bambou comme matériau tropical connaît aujourd’hui un grand essor dans
certaines parties des tropiques. Quel rôle peut-il jouer aujourd’hui dans nos pays
dans le secteur de construction afin d’assurer un développement durable ?
L’architecte peut-il contribuer à son développement ?
Ces réflexions sont à partager de façon à promouvoir un nouveau type d’approche
d’utilisation des matériaux locaux.
5.2 Description et caractéristiques
Le bambou (Arundinaria bambusa) fait partie de la famille des graminées. C’est
une herbe géante qui se développe à partir des rhizomes et atteint sa maturité entre
4 et 5 ans. Il détient le record de croissance du monde végétal jusqu’à un (1) mètre
par jour pour certaines espèces. Il peut atteindre vingt (20) mètres voire quarante
(40) de hauteur.
Il pousse à l’état naturel dans les forêts tropicales marécageuses et a été acclimaté
dans presque tout l’Extrême-Orient où il se reproduit désormais à l’état sauvage
ou en semi-liberté. Le nom de bambou provient du malais « mambou » qui signifie
littéralement « bois indispensable ». Il se développe diversement dans le monde
et en Afrique noire. Ce furent les Portugais qui les premiers, firent connaître en
Europe sous son nom actuel. Ils furent également les premiers à l’acclimater, en
1730, dans les serres royales de Setubal.
En 1747 Mahé de la Bourdonnais l’implanta à la Martinique d’où il gagna les
Antilles puis les Amériques où il prospéra naturellement. Bien qu’originaire des
sous continents asiatiques, probablement des îles de la Sonde, il fait désormais
partie du paysage de la plupart des pays chauds et humides et est particulièrement
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
57
présent dans toute l’Asie du Sud-Est. Certaines espèces sont parvenues à
s’acclimater dans les régions plus septentrionales, particulièrement au Japon et
jusque dans le sud de la France où il existe l’une des plus grandes bambouseraies
d’Europe.
Le bambou présente des caractéristiques qui lui confèrent les grandes qualités de
matériau de construction. A titre d’exemple jusqu’à nos jours, il est peu de
bâtiments chinois qui n’aient été construits sans le concours de cette fameuse
graminée.
En effet, la structure tubulaire des tiges permet d’obtenir une résistance
exceptionnelle pour un poids somme toute limité. La construction chinoise a su,
depuis plusieurs millénaires, profiter de cet ouvrage en utilisant le bambou tant
dans les matériaux de construction que dans la mise en œuvre de ces matériaux.
Ce qui frappe toujours le visiteur étranger en Chine est que d’immenses buildings
puissent encore être construits avec des échafaudages en bambou que ce soit à
Hong Kong, Shenzhen ou Shanghai, mégalopoles ultramodernes, ces montagnes
extraordinaires dépassent de loin tout ce qu’on peut imaginer dans le domaine de
l’ingéniosité et de l’efficacité.
De plus, l’humidité ambiante et la présence tout à fait habituelle de cyclones
tropicaux prouva très rapidement que lorsque l’échafaudage de bambou se mettait
à tanguer dans tous les sens, l’échafaudage en acier était déjà par terre depuis la
veille provoquant de plus des dégâts humains et matériels considérables.
Bambous et bouts de ficelles valaient donc mieux que ferrailles et poutrelles.
Au fait, la tige du bambou se compose des fibres de cellulose, comme un arbre
mais contrairement au bois ses longues fibres contiennent de la lignine et de la
silice. La morphologie creuse du bambou associée à ses nœuds répartis
uniformément sur la tige accroît sa résistance latérale.
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
58
La résistance mécanique longitudinale et verticale est bien supérieure à celle de
l’acier (R = 1tonne/cm²). Le bambou est souple, léger et flexible à volonté. Soumis
à une température élevée, il ploie facilement et conserve sa forme sans perdre de
son élasticité ni de sa solidité et il possède une ininflammabilité relative.
Le bambou résiste mieux, en moyenne que le bois à la solvabilité de l’eau, il est
inoxydable, imperméable et imputrescible.
5.3 Propriétés physiques
Le bambou, de part sa structure, présente de nombreux avantages, ce qui explique
son utilisation massive comme matériau de construction.
En effet on peut noter :
- sa bonne association avec d’autres matériaux,
- sa grande vitesse de croissance,
- sa régénération et utilisation totales,
- ses plusieurs applications possibles,
- son coût très bas dans les genres de production de la ceinture tropicale.
Mais il présente des spécificités :
- la note exotique qu’il apporte au jardin
- la persistance de son feuillage, le bambou permet d’habiller brillamment
certains jardins nus peu tristes en hiver
- l’utilisation en tant que fixe sol pour les talus, les berges, etc.
- son rôle de brise-vent : le bambou comme le roseau plie et ne rompt pas
- la très large gamme des espèces permet aux paysagistes en jouant sur les
formes, les tailles, les couleurs, de créer des effets très intéressants
- l’utilisation des tiges coupées pour la réalisation de palissades, pergolas,
tuteurs etc.
- sa facilité d’entretien.
5.4 Utilisation
En matière de construction, le bambou ne sert pas seulement à construire les
échafaudages puisqu’il est toujours utilisé en Chine et au Japon en tant que
matériau de construction moderne répondant aux normes antisismiques les plus
strictes.
En effet, il entre dans la composition de nombreux matériaux composites destinés
aux charpentes, sols, cloisons des bâtiments les plus récents. Il se fait donc moins
visible que de par le passé ou par nombre de constructions étaient principalement
réalisées en bambou.
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
59
Au Togo, en Afrique comme dans toute la Chine du sud, en Indochine, en
Conchindine dans toute la presqu’île malaise, dans le sud de l’inde et jusqu’en
Corée et au Japon il servait et sert encore à la fois de charpente, de cloison, de
couverture et était associé à d’autres matériaux comme le pisé, les palmes.
Pendant plusieurs siècles dans tous ces pays d’Asie, il servit également pour la
plupart des canalisations rurales et urbaines.
Cet usage particulier est encore très caractéristique de l’approvisionnement en eau
de la plupart des temples bouddhistes.
Comme utilisation on peut citer également :
- balustrades et palissades
- taillé en biseau et suspendu il permet de confectionner des multiples de
rangement dans les cuisines,
- étagères, meubles, mobilier, tables, chaises, récipients,
- le bambou taillé en fines lamelles sert à la confection des fameux rideaux
de bambou,
- les ponts suspendus etc.
- panneaux de nattes de bambou pour remplacer le contreplaqué, on les
utilise en effet pour construire les murs, les portes et plafonds,
- béton (ciment) armé au bambou
- résine polyester renforcée en bambou
- parquet.
De tout ce qui précède, l’architecte ou l’ingénieur doit certainement :
- penser une conception d’ouvrage qui intègrera l’usage du bambou soit
comme matériau de construction soit comme matériau de décoration ;
- créer une harmonie environnementale avec l’usage du bambou ;
- promouvoir la culture et l’usage du bambou dans nos pays,
- contribuer à la valorisation de ce matériau.
Autres formes d’utilisations du bambou.
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
60
a) Création et fabrication de passerelles pour un parc paysager à Tours
(France) Longueur : 120 m
b) Table octogonale et rectangulaire : 2,20mx0,80mx0,75m
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
61
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
62
BIBLIOGRAPHIE
[1] Fondation du Bambou (FUNBAMBU)
Costa Rica
http : // www.enda.sn/rup/reseaux
[2] Bamboost – Architecture Bambou et Applications
http : // www.Bamboost.com/html/pourquoi.html
[3] Bambou, herbe insolite- Les usages
http : // www.cite.sciences. Fr/francais/alacité/expo/tempo/bambou/
usages.html.
[4] International Network for Bamboo and Rattan
[5] ANIMAN nature et civilisation
Le Bambou.
http : //membres.lycos.fr/lionelpage/sujet-flore-le htm-
_______________________________________________________________________________________
Matériaux Tropicaux
63