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1. pah f 3 Formule du m lange ramen e au m E pese t ejl EEE EP m me om icr p owe d Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 2 3 Commentaires sur les m langes r alis s Les propri t s des m langes r alis s sont reprises dans le Tab En consid rant les rapports constate que les m langes l exception des mortiers de El Haoureb et de Jbel Ressas et du b ton mixte ont des valeurs sup rieures 0 5 Ils varient entre 0 6 et 0 9 Pour satisfaire la maniabilit vis e avec les mat riaux s lectionn s une quantit d eau plus lev e que celle pr vue par les m langes du CETEC a d tre utilis e avec les mat riaux de nos carri res La plus forte absorption des granulats par rapport ceux habituellement utilis s par le CETEC est consid rer ce stade De m me les compacit s granulaires n tant g n ralement pas optimales les m langes demandent alors plus de pate pour parvenir la suspension et donc plus d eau ciment constant Enfin les m langes contiennent pour la plupart des sables riches en fillers La pr sence de ces fillers augmente manifestement aussi la demande en eau Les valeurs fi g qui repr sentent le rapport de la masse de fillers fi la masse de la fraction granulaire g sup rieure 80 um completent le Tab III II Pour les mortiers ce taux est asse
2. Cependant comme les mortiers ne sont constitu s que du sable d El Khl dia les valeurs p et q m et n affich es sont en fait les coefficients p et q m et n de ce sable C est un mat riau dur et de nature siliceuse pour lequel on trouve un effet de coh sion limit et un effet limitant moindre Les valeurs de p et q m et n pour le calcaire tendre de Tahent ont t trouv es par tapes partir des essais sur micro b tons en admettant que le param tre p m combine l effet du sable siliceux et du gravillon calcaire au prorata de leurs fractions volumiques respectives dans le Fig 5 Validation sur 5 Mortier m langes mixtes sable El Khl dia 4 9 2 2 2 m lange On suppose ainsi que l effet de coh sion d pend des surfaces de contact pro pres a chaque mat riau Le coefficient p m du gravillon de Tahent a alors t calcul partir d une regle de proportionnalit associant le param tre p m du m lange le param tre p m du sable d El Khl dia et les proportions volumiques respectives des deux constituants effet limitant est tributaire uniquement de la r sistance du granulat Le coefficient q n concernant Tahent a alors t d termin partir de la relation 11 en utilisant la valeur LA de ce mat riau Table 1 Les proportions volumiques et les valeurs des coefficients p et q et m et n sont donn es dans le Table 6 Enfin l
3. S e NULIS sop so npoul sop soyoeduloD 7 AQUELL PIEM 13 1 TYPESET Pages 10 12 2007 Dispatch N N em 2 iss D N en 5 Article No MS Code 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 221 228 229 230 231 232 233 234 235 compression obtenus sur les diff rents m langes a 1 3 7 14 28 90 180 et 365 jours Ce tableau est compl t par les r sultats de traction par fendage aux m mes ch ances Les modules d lasticit sont pr sent s dans le Table 2 avec les param tres granulaires g et g Les valeurs affich es sont la moyenne de deux quatre essais en g n ral La qualit des mesures a t v rifi e par comparaison des valeurs individuelles et par la coh rence de l volution g n rale des comportements 3 Traction Les r sultats des m langes issus des cinq carri res calcaires ont t report s tout d abord dans le m me diagramme de la Fig 1 Ils ont t reproduits individuellement ensuite dans les Fig 2 Ces figures comparent fc ft Comme d j signal dans la litt rature 6 9 on v rifie d une mani re g n rale qu il n y a pas d effet clairement exprim de la taille des granulats de leur granularit de leurs proportions respectives ni de l ge des m langes puisque les points chrono
4. Jurassique form Nara Dolomie J Ainrahma Cr tac sup rieur Calc peu gr seux cal St Route de Gramda Taniour Enc villa franchienen Calcaire crayeux Tunis Mahdia Carapace de pomell gr seux oolithique Rejiche El Bradaa Zegana Calcaire peu gr seux Ezzahra Khammara Bekalta ique 20 24 5 sup ri 5 calc 25 30 Eocene sup J M dhaker J Bayadi Companien Calcaire peu gr seux 25 30 sni gt 35 EI Haoureb J Fa dh Dolomie 18 21 formation Nara Alentours de Tataouine J Dissa formation Nara calcaire dolomitique J Haddada J Halougue formation Bouhedma Jdaria Bahiret El Bib ne ciment calcaire J Jelabia J Orbata J Safaya formation Zebbag 1 J es Cr tac sup rieur 5 formation Abiod iti J Safaya Extr me Nord de Tozeur Eoc ne f Metloui MD inf sup i Jurassique Dolomie formation Nara 542 Calcaire blanc peu gr seux calcaire mar neux marno calcaire calcaire a globig rines a nummulites calcaire peu gr seux Cr tac sup rieur formation Abiod Eoc ne formation Boudabbous formation Metloui 3 3 D D H 9 1 5 8 20 23 26 Cr tac sup rieur formation Abiod Campano Maestrichien Calcaire peu gr seux calcaire blanc 3 Calcaire globig rines a nummulites calcaire peu gr seux calcaire peu dolomitique Eoc ne inf rieur formation Metloui formation Boudabbous 18 29
5. o c js E of 25501 68 o Joss Tab o c 252 77 0 Mortier Date de fabrication 13 06 2005 D signation Mo N Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC 1 1 kg G 50 0 o o sur g ch e de 451 et mesure d affaissement A sur m lange frais Mesures sur prouvettes de m lange frais 4798 150 E 350 350 Air xp rimental Micro b ton Date de fabrication 15 06 2005 D signation N Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC sur g ch e de 451 et mesure d affaissement A sur m lange frais RAA kg kg s 5 5 EEEE elot o 793 Total 598 7 1519 7 15 0 Ben 3342 2 105 st Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental B ton Date de fabrication 17 06 2005 D signation B N Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC 1 o Lr 565 sur gach e de 45 et mesure d affaissement A sur m lange frais kg kg mm 15 1 Mesures sur prouvettes de m lange frais 3362 2 105 E po Air xp rimental Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 3 Formule du m lange ramen e au
6. My M My M ou M est la masse de l chantillon sec M est la masse dans l air de l chantillon n 2100 en 96 11 satur en eau et est la masse dans l eau de l chantillon satur en eau Les valeurs obtenues pour les diff rentes fractions granulaires objet chacune de 3 mesures compl tent le Tab II VIII Notons que la mise en uvre de certains essais li s la fraction sable surtout ceux riches en fines tels que les sables de Nahli et de Ain Tebournouk a pos parfois certains difficult s d appr ciation notamment au moment du s chage progressif de l chantillon jusqu son tat imbib surface s che Les teneurs en eau des granulats ont t mesur es le m me jour la temp rature du pr l vement des chantillons tait de 25 C Tab I VII Propri t s physiques des granulats Masses volumiques absorption d eau teneur en eau et porosit Origine Coupure MVvrac MVAb W n San Um ttm tm 96 96 5 7 Jradou 2 11 2 48 Ain Tebournouk 2 66 241 Nahli 2 62 5 12 2 79 12 Jbel Ressas 2 69 3 15 12 5 1 2 68 2 48 mesure prise le m me jour pour l ensemble des granulats En consid rant l ensemble des propri t s physiques on constate que les masses volumiques absolues except celles de El Haoureb et de El Khl dia varient peu d un site l autre du fait de la similitude de la composition chimique des mat riaux La
7. re Article accept pour publication dans la revue Materials and Structures version soumise la revue Article 2 R sistance la traction et module d lasticit des b tons calcaires 183 Application des m langes tunisiens REUNION INTERNATIONALE DES LABORATOIRES ET EXPERTS DES MATERIAUX SYSTEMES DE CONSTRUCTION ET OUVRAGES INTERNATIONAL UNION OF LABORATORIES AND EXPERTS IN CONSTRUCTION Em MATERIALS SYSTEMS AND STRUCTURES Monsieur Taoufik ACHOUR Direction R gionale de l Equipement de Lettre en Recommand avec A R l Habitat et de l Am nagement du Territoire n RK 15 616 939 3 FR Avenue Charles Nicolle Cit El Maharaj ne 1082 Tunis TUNISIE Nos R f G C 07 2807 doc Objet acceptation article r f MAAS 3321 Bagneux le 20 juillet 2007 Cher Monsieur Taoufik Achour J ai le plaisir de vous confirmer par la pr sente que votre article r f rence MA AS 3321 R sistance la traction et module d lasticit des b tons calcaires application des m langes tunisiens a t accept en date du 16 juillet 2007 pour publication dans le journal Materials and Structures Mat riaux et Constructions Je vous prie d agr er Cher Monsieur Taoufik Achour l expression de mes cordiales salutations 2 0 Prof Jacques Marchand R dacteur en chef RILEM Secr tariat G n ral 157 rue des Blains F 92220 Bagneux France T l 33 1 45 36 10 20 Fax 33 1 45 36 63 20 e ma
8. 8 5910 gt 9ouo 5118 5118 INEI 5118 INEI 9801 5118 gt 5118 gt out q IL Mo NOo 9JnjeN STE TV Modo Uo S S TI S 19 OT STI D S TI STE o SI S OT STI S TI S D 7 0 6 OT STI D S TI S 19 7 0 6 STISTI 0001 19 SI S 91 69 D CO o 7 0 6 gt 1 L nopeif sessoy oqf qorenoeH TA YEN ynoumoq J UO sop sonbrueoour sonbisAyd sojoudoud oinjeu ourgu PIEM 8 8 2007 Dispatch 1 TYPESET 9287 Article No N en un lt lt gt MS Code Materials and Structures Table 2 Granularit des mat riaux en pourcentage de refus cumul s selon la taille Taille mm Origine El Khar Ain Tebournouk Nahli El Haroueb Jbel Ressas Jradou El Khledia Tahent C 5 G 6 S G S S G G S G S Gi 0 001 7 4 5 1 0 00125 10 4 5 6 1 5 0 0 0016 13 5 amp 0 2 0 1 0 002 16 5 5 10 0 0 4 2 9 0 4 0 0025 20 6 5 12 0 5 0 6 3 0 5 0 00315 24 7 5 13 0 9 0 9 3 0 7 0 004 28 8 14 1 3 1 2 4 0 9 0 005 32 9 15 5 1 7 1 8 4 3 1 0 0063 36 10 16 5 2 2 2 4 7 1 4 0 008 40 11 18 2 4 3 5 1 8 0 01 44 12 18 5 2 9 3 5 5 3 2 3 0 0125 49 13 19 3 2 4 5 7 2 6 0 016 54 13 5 20 4 4 8 6 1 3 2 0 02 59 14 20 5 4 8 5 4 6
9. D apr s les r sultats obtenus on constate que le coefficient varie significativement d une carri re l autre ce qui confirme bien qu il est contr l par la nature du granulat Les m langes r alis s avec le granulat de Nahli ont donn la valeur de k la plus faible A l inverse ceux de Jradou ont donn la plus grande valeur Ceux de El Haoureb et de Jbel Ressas ont donn des valeurs interm diaires et comparables A l exception du granulat de Ain Tebournouk ou plusieurs valeurs de donnent des ajustements proches de la solution optimale marqu e par le niveau de pr cision le plus lev si on consid re tous les points exp rimentaux on peut penser l gitimement que le coefficient varie proportionnellement en fonction de la r sistance intrins que de la roche m re Le classement des sources de granulats selon le param tre los Angeles LA Tab II XI est alors invers selon le coefficient Nahli Jbel Ressas El Haoureb lt Jradou Notons enfin que la pr cision du mod le LCPC avec la plage des performances investigu e des m langes r alis s d passe celle pr vue par le modele 0 17 MPa On remarque aussi que le coefficient du granulat Nahli s carte de l intervalle propos par ce mod le 5 Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 153 IN A Module d lasticit IV 4 1 Mod les Cette partie est consacr e au module lastique instantan s ca
10. Dispatch 8 8 2007 LE Pages 16 1 TYPESET MS Code MAAS3119 cp DISK 30 31 22 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 97 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 25 96 97 98 99 100 101 102 103 Keywords Aggregate Limestone s fillers Bond effect Packing density Compressive strength 1 Introduction De nombreux chercheurs se sont int ress s a la mod lisation de la r sistance a la compression des b tons 1 Historiquement R Feret 2 proposa un premier mod le pour la r sistance des mortiers bas sur la classe et la concentration solide en ciment dans la p te fraiche Il donne une estimation g n ralement satisfaisante pour la plupart des b tons courants et son criture a t adapt e aux b tons plus perfor mants base de granulats r sistants 3 Une forme lin aire restreinte de la loi de F ret a t propos e ult rieurement par J Bolomey 4 Elle a l avantage de faire intervenir la nature du granulat dans la r sistance par le biais d un coefficient qualitatif estim exp rimentalement Mais le r le complexe du granulat dans le composite n est pas exprim de facon r aliste par ce coefficient unique R cemment un modele plus complet a t propos par F de Larrard du LCPC 5 dans le
11. GR 01 560 SI 500 75 70 75 70 9790 TCE TOT GIN 99 86 9C 6681 756 vs t 160 TELO CI 90 0 CELO CELO T9 0 07 lt 8LC00 0 tO T 19071 L6VT 097 68 07 2 Se 60 LC I0 cc 80 LT Ot HI 91 S 180 t MU ty9 0 ty9 0 Dt 0 Ics t88 0 887 00 Ft DC 6t Or Ir SL9C ICCC 9891 6 01 SLLO OT 90 0 59 70 5570 1990 Stt VOI lou Plot SI re 6L ST SR OC 7091 Le Ol 6 56 0 CI 90 0 CCL O 60 70 8c9 0 ort 994000 PU t88 0 160 c 8S VO ES L6 Lv LY 6 VE IO oc SO ET OLLI vey 0 v STO tL9 0 tL9 0 7670 SCS 7880 c 9Y cvi Iy CLOG C8 8C 61 TT 5961 90 8 06 70 SI 900 CELO 8cL 0 0790 SSE 18 0 66 1 0 L6 ET LO OT Is 9I 00 I Poll cS6 I SC LTO 1910 59 0 190 60 eN yue L u039q 9 1 OJOIUI q I9T IOUI 22 VV cee O 8 CV SE 8t OL Fr 00 LC CD CC vl ol SC SI Oc tI ocs I 81 81 0 1910 Hr CO LLS O 09 1000 SY T TECO 1960 8 CV 5086 8t tt GEI LUTE OU LI OLTI 8 t8L O STE Ivo 689 0 6890 750 Ote 85000 I cel 661 9120 OILO 57600 OCI Ctr 887 t 9 6 LE DIE 8 CE FIr LET CVC LET Vol c 6l LYI 97 OST 66 t 6 SOI L S vv SL 670 8070 8080 eI CA SV 60 0 SCO SLO 80540 TOLO OCLO 890 TOLO 9190 0 50 Lu Ore 18 L8V sessoy oqf nopeif eI IT 01 Cv c00 0 I 9071 7880 7880 Frou 7 87 675
12. L histoire g ologique de la Tunisie est marqu e par le d p t de diverses formations diff rentes poques Les plus exploit es sont les formations s dimentaires carbonat es et siliceuses sables et gr s Les formations silico alumineuses argiles sont moins d velopp es et les formations ruptives granites diorites basaltes et m tamorphiques marbres gneiss micaschistes calcoschistes sont rares et peu exploit es Les quelques pointements volcaniques dans les gouvernorats de Bizerte et de B ja et l affleurement du Permien marin unique en Afrique Ere Primaire situ Medenine ont des caract ristiques int ressantes mais ne peuvent pas tre exploit s car ils sont class s en site g ologique 15 Une description des formations s dimentaires est donn e dans l inventaire g n ral du pays en mati re de substances utiles 4 Cet inventaire est compl t par les caract ristiques m caniques des granulats de chaque faci s 6 Ces r sultats peuvent tre compl t s par les r sultats des analyses chimiques des roches pr lev es dans certains gisements en exploitation 7 I 5 1 Formations carbonat es calcaires et dolomies Les formations s dimentaires carbonat es tunisiennes vont de la fin de l re primaire Jusqu au quaternaire Elles pr sentent des caract ristiques lithologiques tr s variables 4 On distingue e les affleurements calcaires jurassiques localis s au Nord Est et dans le S
13. environ 2 5 km au Nord du village de Jradou On y accede par la route MC 35 reliant Tunis a Zaghouan P K 26 Les unit s stratigraphiques affleurantes dans cette r gion sont d ages cr tac tertiaire et quaternaire Le gisement calcaire objet de l exploitation est dat de l Ypr sien Eoc ne inf rieur 56 52 millions d ann es formation Metlaoui La direction des couches est Sud Nord et les pendages sont de 40 vers l Est 3 Les calcaires sont gris fonc patine claire bien lit s en bancs pais de 0 20 1 m Fig II 5 Les couches varient entre 50 m et 100 m d paisseur De rares intercalations marneuses existent Les coupures granulom triques fournies par la carri re sont un sable concass 0 3 15 un gravillon 3 15 12 5 et un gravillon 12 5 20 Fig II 6 Ces coupures sont produites selon les m mes proc d s que pr c demment Fig II 5 Vue d ensemble de la carriere Jradou des fronts de taille Fig II 6 Coupures granulom triques des granulats retenues de la carri re Jradou Sable concass UE Spam Gravillon 3 15 12 D d Lass Chapitre II Etude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 66 2 2 6 Tahent 45 km de Bizerte le gisement de Tahent constitue un prolongement des chaines montagneuses de Jbel Lansarine s tendant jusqu B ja La formation est d ge Campaniens Eoc ne inf rieur formation Metloui et elle se subdivise en 3 faci s 1
14. la pr sence de dolomie dans la composition chimique Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 86 En absence de mesures la r sistance la compression de la roche fc dont les granulats sont issus a t estim e a partir du graphique publi par Toureng et Arqui 5 valable pour les roches calcaires Ce graphique relie la r sistance fc a LA En premi re approche une loi exponentielle a t ajust e aux points relation 24 Les r sultats obtenus pour la roche de Jbel Ressas et de Ain Tebournouk ont t confront s aux seules valeurs disposition fc Les diff rences ne d passent pas 4 MPa ce qui constitue une bonne approximation Ils completent le Tab II XI Seta 133 LA 22 eM Tab II XI Valeurs du coefficient Los Angeles et de la r sistance la compression de la roche m re Nombre de m ___ 6 1020 1 4 1 1481130 108 ElHaoweb Gi 125 6 3 10 9 985520 170 JbelResas Gi 5 12 5 63 0 9 1117 22 155 151 Jrdou 65451 6310 19 965 19 178 Tan G 5 25 6390 9 6152 99 valeurs disposition II 3 2 Ciment Portland de Le Karrouba CEM II A L 32 5 7 3 2 1 Introduction Le ciment Portland de la cimenterie de Le Karrouba est fabriqu essentiellement partir d un m lange appropri de carbonates calcaire ou craie proportion moyenne de 80
15. 17 32 Cr tac inf rieur et moyen formation Zebbag formation Serdj Cr tac sup compa nien Campano Moestrichtier f Abiod 20 23 111112 4 Calcaire dolomitique 0 0 5 0 Calcaire peu gr seux calcaire crayeux 4 2 2 2 2 8 2 2 1 2 2 gt 2 S 2 2 Calcaire gr seux peu dolomitique E u 1 1 1 3 30 1 1 1 1 1 30 UJ N N LA MDS inf sup T i DE 00 _8 12 nf 11 10 10 23 22 27 10 12 10 10 10 20 21 25 19 25 22125 35 21 25 24 30 25 40 35 J Jbel inf inf rieur sup sup rieur Enc Encroutement Calc calcaire f formation Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie Tab I X VIII Composition chimique de la roche de diff rents gisements teneurs en 7 88 92 1 15 1 20 0 31 0 4 6 8 0 3 0 5 0 01 0 03 40 45 2 1 2 5 0 03 0 05 45 46 carbonate de calcium Fe O oxyde de AlO oxyde d aluminium MgO oxyde de magn sium K5O oxyde de potassium Na0 oxyde de sodium oxyde de calcium S10 oxyde de silicium SO oxyde de soufre perte au feu I 5 2 Formation siliceuse sables roul s En se r f rant la s rie litho stratigraphique de la Tunisie 7 on constate que les formations sableuses sont de nature et d origine g ologique tr s diverses Selon leur histoire g ologique ces sables se distingu
16. 50 40 4 30 nu e a 20 a 10 MEME 0 001 0 01 0 1 Grosseurs mm La Fig I 10 montre que les granularit s des fines du sable de Nahli de Ain Tebournouk et de Jradou sont comparables Leur distribution dimensionnelle est continue et ils contiennent plus de 10 de particules inf rieures a 1 um Plus de 50 de particules sont de tailles inf rieures 7 um Les courbes granulom triques des fines du sable de El Khl dia et de El Haoureb pr sentent un l ger creux mentionnant une majorit de particules de tailles sup rieures 20 um plus de 70 96 Contrairement aux sables pr c dents ces derniers contiennent pas de particules de tailles inf rieures 1 um La granularit des fines du sable de Jbel Ressas est interm diaire mais toutefois plus proche de celles des sables de El Khl dia et de El Haoureb Ces fines ne contiennent pas de particules inf rieures 1 um Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 75 Les surfaces sp cifiques Blaine des fillers calcaires issus des sables n tant ni connues ni mesur es elles ont alors t estim es partir des courbes granulom triques par comparaison avec des courbes granulom triques de fillers calcaires de surfaces sp cifiques connues 12 Celle des fillers siliceux associ s au sable de El Khl dia a t fournie par le fabricant Les valeurs correspondantes sont donn es dans le Tab II VII Notons enfi
17. 90 90 80 80 107 70 gt 4 60 T 60 S T S 50 o o Se Ur 407 30 on 20 20 10 m 10 gt Cru LH 0 a a ED H 0 01 0 1 1 10 100 0 01 0 1 1 10 100 Grosseurs mm Grosseurs mm Jradou Mixte 100 2 B 100 90 90 80 80 4221 _ 704 n A S 60 S 60 9 a 5 50 ji S 50 40 1 40 ji 30 30 20 20 DE NM Lo 0 Ltt cy 0 ttt 0 01 0 1 1 10 100 0 01 0 1 1 10 100 Grosseurs mm Grosseurs mm Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 118 1 3 2 2 B ton 100 Ain Tebournouk Passants Nahli 100 PR Grosseurs mm Grosseurs mm El Haroueb Jbel Ressas 100 gt B 90 i 80 ji x 107 3 601 Vu o L c 50 me 7 o0 40 8 S 30 T 20 10 ETE Lu 100 0 01 0 1 1 10 100 Grosseurs mm Grosseurs mm Jradou Mixte 100 gt B 90 80 _ 704 E S en gt 2 F 2 ea S 401 S A F 30 20 4 10 0 O 4 Ee 0 01 0 1 1 10 100 0 01 0 1 1 10 100 Grosseurs mm Grosseurs mm Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 119 Tab IV Proportions Se des constituants granulaires des m langes M thode Dreux Haoureb Jbel Ressas
18. Les m thodes existantes reconnaissent implicitement ce principe Pour le praticien un b ton compact est synonyme d un b ton m caniquement r sistant et durable Les m thodes traditionnelles se r f rent une granularit de r f rence propre chaque b ton pouvant prendre en compte la destination du b ton ferraillage coffrage etc pour atteindre cet objectif Certaines de ces m thodes reposent sur la th orie de Caquot 12 qui est la premiere avoir consid r les interactions entre grains effets de paroi et d interf rence pour calculer la porosit du m lange La porosit minimale du squelette porosit min qui sera combl e par le ciment l eau efficace et l air pi g v d pend de l tendue granulaire du squelette c est dire du rapport d D d porosit v 8 est reli la forme des granulats concass s ou roul s Il est voisin de 0 4 D apres cette relation la porosit minimale d un empilement optimis de grains tend vers pour un spectre granulaire d tendue infinie Notons que jusqu aux ann es 80 faute de disposer de superplastifiants il n tait pas possible de disperser les flocs de ciment ou d additions min rales tels les fillers Le seul moyen d augmenter l tendue granulaire tait alors d augmenter D Faury 13 qui a adapt la th orie de Caquot a propos une forme simplifi e de la relation 8 valable pour des tendues eranulaire
19. Nord Est Centre Ouest Centre Est Sud Ouest Sud Est Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 28 Tab I II Subdivision du pays en r gions 4 Sidi Bou Zid Siliana s TTT Tab I III Nombre des carri res par r gion et par mati re 4 SE e oe mn Pa LEE Pene e taille Marbri re To Carri res Tnd Nord Est 415 91117 8 1116175191 2 2 6 6 05 10 115 331 105 ew erum HS 1 11 eu 1 1 poop 1 2 3 Nel 2 R m EOI Ouest Sud Est 1 1 2 79 Sees et eee Totafis 9 24 3 8 11 5271150677 2 7 9 19 19 171 10 181 921 203 Art Artisanale Ind Industrielle Tab I IV Production d clar e des carri res par r gion et par mati re 4 par millier taille Marbri re Total det Nord Est 8 399 407 370 370 693 1105711750 27 27 46 46 837 945178228764 MICH NBC CODICUM CS Ouest Centre Est 50150 904213 1117 70 70244 R gion Cent T pple Wand ie Sud Est 7 7 4901145011940 30555 3 3 4510 Sud Ouest 204 220 424 mt 49 946 Art Artisanale Ind Industrielle Tab I V R serves annonc es des carri res par r gion et par mati re 4 Somme des r serves Pierre de Pierre 4262 4300 230274 170 1400 26138 266544 Nord Ouest 209 0 54070 4
20. ch ances ont t recoup es et ajust es sur la base d un mod le semi logarithmique couramment admis pour la mont e en r sistance des ciments 5 9 Les valeurs correspondantes sont donn es dans le Table 3 La granulom trie de ce ciment mesur e au granulometre laser compl te le Table 2 Les valeurs de d t n cessaires au calcul de Rel 2 sont port es dans le Table 3 Elles sont donn es par la relation suivante 5 partir des valeurs et o cog calcul es donn es d t 0 0522 e 1 6 Cog Aucun adjuvant superplastifiant etc n a t utilis Les b tons de qualit courante ainsi obtenus ont t gach s avec l eau du robinet Certaines propri t s sp cifiques n cessaires aux calculs de la compacit des m langes avec le logiciel RENE LCPC 8 ont t mesur es galement sur les mat riaux Il s agit des compacit s des fractions fines et grossi res de chaque granulat et du ciment mesur es selon des protocoles exp rimentaux con ventionnels caract ris s chacun par un indice de serrage appropri 5 Pour les fillers 80 elles sont d duites du rapport e p qui permet d obtenir une pate lisse dans un malaxeur en mouvement selon la relation 1 EIE 7 1 Ppp dans laquelle p est la densit r elle de la fraction fine test e e et p sont les masses respectives d eau et de poudre Rappelons que la compacit pour les fillers calcaires est d duit
21. la construction de barrages ne concernaient que les deux barrages de Sidi Aich et Rmel situ s dans le Nord Ouest du pays 4 Les quantit s estim es de granulat et d enrochement ont t valu es 1 million de m et celles de sable roul 0 22 million de ce qui correspond une consommation moyenne annuelle de 0 2 million de m de eranulat et d enrochement et une quantit de 0 05 million de m de sable roul 1 2 2 6 Bilan des consommations Commentaires L ensemble des besoins estim s pour les diff rentes consommations est repris dans le Tab I IX Les besoins annuels moyens pr vus durant la p riode du VII plan taient alors d environ 8 millions de m de eranulat concass et 4 5 millions de m de sable roul En r sum les figures I 5 et I 6 illustrent les besoins en granulats par nature et par type de consommation pour la p riode du VIII plan Tab I IX Consommation totale de granulats plan D signation plan Granulat Sable ranulat Sable concass roul concass roul WS Quantit s 1000 m 172 Habitationg Construction 18180 _ 3636 126 6529 39175 762 4569 46 Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 33 Fig 1 5 R partition des besoins en granulats concass s par consommateurs plan E Divers ME 1 Routes 1696 lt O Barrages FS 395 N 23 O Tourisme d AN 2 F
22. un coefficient d effet limitant du granulat la traction a l inverse si les grains sont majoritairement d chauss s la rupture les contourne c est alors la zone de contact pate grain qui est d faillante Cette aur ole de transition est souvent d crite comme un point faible de la pate en raison de la structure orient e des hydrates 14 et ou du contraste de rigidit entre la p te et le granulat La nature du liant et du granulat la texture du granulat etc jouent aussi un r le important avec par exemple en pr sence des grains calcaires la formation de carboaluminates qui renforcent la structure 8 Dans le mod le hyperbolique ce comportement est contr l par le param tre p qui correspond alors un coefficient d crivant la prise en compte de la coh sion dans la zone de transition On remarquera que ces consid rations s appliquent aussi au mod le de la relation 1 loi de puissance pour lequel l exposant n et le param tre m sont assimilables deux coefficients d crivant les m mes effets que ceux d crits pr c demment D un point de vue pratique la d termination des param tres p et q n cessite un lissage selon la relation 5 des r sultats m caniques compression traction obtenus sur plusieurs m langes hydrauliques base des m mes mat riaux A d faut deux b tons Table 4 Valeurs des param tres de la loi de puissance et de la loi hyperbolique et carts moyens pour
23. 09711 188 ISS 89 COIT veri EST LLE 0 lt LEE 80 IST TOT EST CEO 08 SE 8 I LE GC OZ dn 90 1 18701 95 69 SSTT 9L9 0144 OSS TTC ICE 19 SC LTE SCT OTT 881 6 0 06 Ga GO oi I OT 187 lt 1 OSTI 00 88 C c9 V6 SCT 066 165 086 9 OFT 2242 66T IT LOT SCT 0 0 06 gt 98 r LL 8 00 0 VE ET OT IT EL TI 00 9 LS vv SCIT UI voc Les Vct CC t d 00 SLT 977 VL VII 06 L L8 I RICH 09 ST 00 TT C9 6I CH CT LY OI S S8 6S 60VC LL8 GD CIO 681 Sve 6ST OST bec 0 LL I SCT 99 00 00 T 00 TT 10 61 00 81 Or 9L TI 719 9L Co VEET GIN COS CCC 09 lt 89 lt CCE OK GU 06 TOT 91 OS rt OS or OO er 0c 8 00 lt OT OE Ic Le ET SI 901 18 Ive 075 OTE OLT Col 991 980 0 96 COOC 08 67 81 7 OS TT 99 IC 6C SI LLL E OC SF 068 99 L09 907 99 6071 CO 160 EL O 050 LEO FCO 0S OI vr 8 869 06 bly 09 SSI 08 TOI TECC 069 GIE LOL CST GIE LST OST 0 1 CO C6 0 160 890 FCO OZ I LETI 0611 TTS Ov L 789 So s 6 Col 45 0cc 0501 69 LOC OLE 0 06 I EST SET O T 99 0 OT T 08 07 09 LT 091 00 1 06 ET 056 919 58 PC lt 90 OtcI UD GH GK PO 61 LL I 8r I SET L6 0 SrO 00 vc C 8I 07
24. 18 est rappel sur la Fig III 3 Ce logiciel est accompagn par une notice d utilisation d crivant notamment les protocoles exp rimentaux pour mesurer les compacit s de chaque constituant 24 Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 128 Fig III 3 Sch ma de fonctionnement de Ren LCPC 18 Modele Entr es de viscosit Compacit s ims Compacit s propres propres mesur es Ox virtuelles Densit s Granularit s Volumes M lange Non confin iel Proportions pam R cipient Dimensions Sorties Compacit s Compacit Mod le virtuelles 2 de viscosit du m lange Viscosit Yi Ou 1 Modele d empilement o m x estla viscosit relative de r f rence du m lange de constituants N rm est la viscosit relative du m lange de m constituants est compacit propre de la classe des grains de taille d dans un volume fini de k constituants NB ce sch ma correspond a la version ant rieure de Ren LCPC qui mettait en ceuvre le mod le de suspension solide La notion de viscosit relative est remplac e dans le MEC par celle de l indice de serrage 4 3 2 Calcul de compacit des m langes Les proportions massiques des constituants de chaque m lange ont t d duites des proportions volumiques Le passage se fait l aide de la masse volumique r elle Les masses obtenues ont ensuite
25. Direction des Carri res et des Explosifs 1994 Plan directeur pour le secteur des carri res Rapport global de SOTINFOR SERAH D cembre 5 Minist re de l quipement de l Habitat et de l Am nagement du Territoire Direction G n rale des Ponts et Chauss es 2001 Projet X Plan Routes et Ponts Version PXN2 5 Juillet 6 Minist re de l quipement et de l Habitat Centre d Essais et Techniques de la Construction 1991 Atlas des mat riaux calcaires 7 Added M 2005 Impact de la qualit des granulats sur les caract ristiques physico m caniques des mortiers et des b tons Th se de Doctorat de la Facult des Sciences de Tunis 8 1989 Production et qualit dans les carri res de roches massives ciel ouvert Bulletin de CTMCCV N 7 D cembre 9 Nouaili L 1993 Granulats en Tunisie Qualit et m thode de fabrication S minaire sur la gestion et l exploitation des carri res Tunis 15 et 16 F vrier 10 Ben Soltane S 1993 Localisation des carri res S minaire sur la gestion et l exploitation des carri res Tunis 15 et 16 F vrier 11 Jouirou M 1993 Potentialit s de la Tunisie en mati re de granulats S minaire sur la gestion et l exploitation des carri res Tunis 15 et 16 F vrier 11 p 12 Minist re de Transport 1989 Tarification g n rale de transport de marchandise Arr t du Journal Officiel de la R publique Tunisienne 29
26. Gi 5 125 L5 142 12 5 20 0 8 106 S 0 315 92 3 43 ovas D n ii Dog G 125 20 07 117 Tahen Gu 5 225 46 113 k in S O1 12 126 b Fraction inf rieure 80 um La granularit de la fraction inf rieure 80 um a t obtenue par s dimentom trie 10 Cette technique permet de compl ter l analyse granulom trique par tamisage jusqu aux 1 um Son principe repose sur la loi de Stockes qui exprime partir de l quilibre la relation entre la vitesse de d cantation d une particule sph rique dans un liquide et le diam tre de cette particule Cette loi s crit 2 t 1 81 ou v est la vitesse de d cantation de la particule cm s g est l acc l ration de la pesanteur cm s p est le poids sp cifique de la particule kN m Pw est le poids sp cifique Ps Pw 5 en cm s 3 du liquide est la viscosit du liquide de d cantation poises et D est le diametre de la particule cm L essai consiste mesurer l aide d un densim tre pour diff rents temps donn s de d cantation la densit d une suspension une profondeur H Au temps t 0 la suspension est consid r e homog ne A t quelconque la densit de la suspension varie avec la profondeur H Les particules taient initialement en surface se trouvent l instant t la profondeur H Elles ont d cant avec une vitesse constante v H t Leur diam tre quivalent D est alor
27. Larrard 9 le param tre K est pris comme param tre contr lant le ressuage des m langes frais Dans les travaux de A Lecomte et al 26 ce param tre a t substitu par l indice qui prend en compte aussi la fraction filler dans le ph nom ne de ressuage Les exp riences correspondantes ont t r alis es sur des b tons ayant des taux de fillers variables Elles ont montr que les b tons riches en fillers ressuent beaucoup moins que ceux pauvres en fillers 26 Notons que d autres propri t s sont d crites par ce logiciel comme le potentiel de s gr gation I L int r t de ce param tre est qu il permet de d celer les m langes granulaires propices la s gr gation Plus sa valeur est faible moins le m lange est pr dispos s gr ger Sa valeur est contr l e par le plus petit volume relatif partiel des classes agr g es regroupement de quatre classes l mentaires d D du m lange 9 Sa valeur est li e l indice de serrage par la relation suivante 9 IL I cl lm as 15 ISi n i lt lt lt 1 1 ou I est le potentiel de s gr gation de la classe agr g e 1 dans le m lange les i param tres dh d et K ont t d finies pr c demment relation 11 Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 131 D apr s cette formule l indice de s gr gation Is est minimis si les valeurs de K sont 1 lt 1 lt 1 plus fortes
28. Les valeurs de et K sont estim es partir des tableaux associ s la m thode Elles tiennent compte de la forme des granulats du dosage en ciment de la vibration et du mode de mise en ceuvre du b ton K est d duit du module de finesse du sable MF est compris entre 2 2 et 2 8 selon la relation suivante 6 MF 15 7 ayant trac la courbe granulaire de r f rence sur le diagramme granulom trique qui comporte aussi les courbes granulom triques des mat riaux il s agit ensuite de trouver les proportions volumiques des diff rents granulats dans le m lange Elles sont trouv es par une interpolation graphique appel e lignes de partage Ces lignes relient le point 95 passants d un granulat au point 5 du granulat suivant Les points d intersection Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 116 entre ces lignes et la courbe granulaire de r f rence donnent directement les proportions respectives des granulats en pourcentage du volume r el des constituants granulaires 3 2 Dosages volumiques des granulats La m thode de formulation de Dreux Gorisse a t appliqu e aux micro b tons et aux b tons r alis s avec les granulats de chaque carri re Les valeurs du module de finesse des sables et les coefficients K K et K pour chaque m lange sont donn s dans le Tab III III Pour d terminer les valeurs de K il a t consid r un dosage en ciment gal celui des m
29. M lange 5 EE far ao Pas Par 15 49 5 12 5 Le pep psp pep qo G S preux GS ci b micro b ton c b ton On constate que les proportions volumiques granulaires obtenues avec la m thode Dreux diff rent sensiblement de celles donn es par le CETEC formules r alis es A l exception des m langes mixtes et du b ton Nahli les formules Dreux sont enrichies en sable et appauvries en gravillons avec des rapports G S preux G S e1 compris entre 0 5 et 0 86 Les rapports OS preux ne d passent pas 1 38 pour les micro b tons et 1 78 pour les b tons l exception du m lange mixte alors qu ils atteignent 2 39 et 2 21 pour les m langes r alis s Ces derniers sont donc sousdos es en sable et donc en fillers par rapport aux pr visions de la m thode Dreux Par contre la m thode pr voit pour le b ton de Nahli et les m langes mixtes moins de sable et plus de gravillons par rapport aux m langes r alis s Les r sultats divergent donc sensiblement par rapport aux formules r alis es On ne peut toutefois accorder trop de confiance aux pr visions de cette m thode car elle ne s applique en r alit qu des mat riaux conventionnels en particulier si le sable a un taux limit en fillers D ailleurs pour cette raison priori que la courbe granulaire de chaque m lange obtenue par la m thode Dreux repr sent e en rouge sur la Fig III 2 ne coincide pas avec
30. colonnes sans fillers puis les proportions des deux ou trois granulats ont t ramen es 100 Tab III V Les courbes granulaires des m langes obtenues par le MEC formule 2 avec fillers sont pr sent es en vert sur la Fig 2 Elles se confondent Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 25 approximativement avec celles obtenues par la m thode Dreux pour les micro b tons de El Haoureb et de Jbel Ressas Les rapports gravillons sable G S des distributions granulaires du CETEC de Dreux et du MEC B tonlabPro2 compl tent le Tab Tab Proportions volumiques des m langes optimums Logiciel B tonlabPro2 Ain Tebournouk M lange b c fillers fillers fillers fillers fillers fillers pat fot fol Go Go o E GIS peronarpro2 0 12 000 0 60 239 239 206 Wl s is fare unes Pass fas pu 9 5 1005 025 029 046 1118 9053 foso 06 SSC 009 045 joss 053 jiso 06202 057 El Haoureb Jbel Ressas M lange DC BC Fares Sans ques Sans aver Sans Sans Aves Ps sso ss 24335 ms soa 95 oe 9 86 97919 mess s o o o srl s 6 BENED OMNE NNNM S W ww roo am us Us GS as 2 2w 2e iss 19 206 2 06 Gi bol eje los hzl in KG Gea os 09 os os os os os
31. composition chimique de la granularit de la densit et de la classe de r sistance La composition chimique a permis par application des formules de Bogue de calculer le taux des principaux constituants du clinker Pour la classe de r sistance du ciment les valeurs communiqu es ont t v rifi es exp rimentalement d autres ont t ajust es selon le mod le du LCPC voir chapitre Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 61 II 2 Mat riaux utilis s II 2 1 Introduction Comme cela a d j t d fini au paragraphe 6 du chapitre pr c dent le choix des carri res retenues pour cette tude est associ une recommandation du Minist re de l quipement de l Habitat et de l Am nagement du Territoire qui d finit les orientations strat giques du pays en mati re de ressources granulaires Ainsi sept carrieres calcaires ont t s lectionn es pour v rifier la faisabilit de b tons hydrauliques avec leurs productions actuelles Il s agit des carri res de Ain Tebournouk de Nahli de El Haoureb de Jbel Ressas de Jradou de Tahent et de El Khl dia L origine g ologique les diff rentes formations rencontr es dans les gisements ainsi que les coupures granulom triques fournies par carri re sont d taill es dans les paragraphes qui suivent La situation g ographique de ces carri res est rep r e sur la carte reproduite la Fig II 1 Le ciment choisi pour l
32. du ciment quivalent c g Pour la r sistance elle intervient par un effet cin tique acc l rateur contr l par la surface sp cifique S et le dosage massique fi du fillers Pour le liant quivalent elle intervient par le dosage massique du fillers fi et la quantit de dans le clinker formation de carboaluminates Enfin les additions pouzzolaniques interviennent dans le calcul de Geo en consid rant leur masse pz dans une unit de b ton et leur activit liante K t dans le temps d duite de l indice d activit 1 t mesur par comparaison des r sistances la compression d un mortier contenant la pouzzolane et d un mortier t moin Si tous les parametres de ce modele sont d termin s avec soin sa pr cision est en deca de 2 3 MPa 6 Pr cisons toutefois que ce modele a t calibr sur des b tons ayant g n ralement une structure granulaire optimis e et dont les sables ne contenaient pas une teneur en fillers calcaires ou non d passant 10 4o Ce modele est le plus avanc en la matiere car il fait intervenir les propri t s r elles des constituants et leur assemblage dans le composite Il est implant dans B tonlabPro2 8 Signalons encore que les valeurs habituelles de p et q s inscrivent respectivement dans l intervalle 0 5 1 2 et 0 0 006 MPa 11 Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 142 IV 2 2 Essais Les mesures de r sistan
33. install e de production 2006 B Besoins 2006 pr visions du Xeme plan LE Besoins 2011 pr visions du VIII me plan 6000 5000 4000 3000 2000 1000 E District de Nord Est Nord Tunis hors district de Tunis Quantit s de granulats concass s 1000 m Centre Centre Sud Est Sud Ouest Est Ouest Ouest Dans le d tail les remarques suivantes peuvent tre formul es voir la carte Fig I 1 pour le rep rage des r gions et des principales villes e la r gion du Nord hors district de Tunis le Centre Ouest et les r gions du Sud restent exc dentaires jusqu l horizon 2011 grace aux carrieres et aux capacit s des installations de production existantes dans ces r gions e le district de Tunis qui fournit actuellement des granulats aux zones avoisinantes ne pourra plus couvrir ses propres besoins en 2011 si la situation reste inchang e L expansion urbaine l puisement de certaines r serves et les surco ts d exploitation et de transport dus notamment la densit du trafic routier sont les causes principales de ce futur d ficit Les exploitations en site urbain posent aussi des difficult s Certaines carri res abandonn es sont d j envahis par un urbanisme rampant et des lotissements nouveaux apparaissent au pied de front de taille encore en exploitation Le plan directeur pour le secteur des carri res 4 pr voit par cons quent l ouverture de nouvelles
34. intrins ques du granulat comme par exemple le coefficient Los Angeles LA toujours mesur sur les mat riaux granulaires Pour les cinq carri res ce coefficient est donn dans le Table 1 La Fig 3 pr sente les r sultats obtenus Ils peuvent tre d crits en premi re approximation par une relation lin aire dont le coefficient de d termination R indiqu sur les figures justifie le bien fond de l hypoth se D 2 0 95 LA 34 ouencore q E 0 009 LA 0 007 11 Enfin si l on ne dispose que d un seul b ton caract ris par des valeurs repr sentatives de fc et de ft et si le coefficient LA du granulat est connu on peut crire alors 1 p Pf UY 7 20 95 LA 34 C ft 0 95 LA 34 12 3 2 Module d lasticit Les modules d lasticit ont t mesur s sur les diff rents m langes des carri res d Ain Tebournouk de Nahli d El Haoureb et de Jbel Ressas Les r sultats sont port s dans le Table 2 avec les parametres g et g propres chaque m lange Piem Dispatch 10 12 2007 LE Pages 13 TYPESET MS Code MAAS3321 cp DISK 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 436 437 438 439 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 458 Materials and Structures Fig 3 Relation
35. limoneuses ou de mati res colloidales ES lt 60 L essai au bleu de m thylene est alors pr conis L utilisation de ces sables dans les b tons hydrauliques risque de g n rer des probl mes de retrait ou de gonflement Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 53 e les teneurs en alcalins actifs Na2O et K5O sont assez variables 0 003 a 0 03 La norme tunisienne sp cifie une valeur inf rieure 0 01 17 Certains sables peuvent donc favoriser des r actions alcali silice en pr sence du ciment Il importe alors de s assurer du non r activit du sable en pr sence du ciment choisi pour la fabrication des b tons Tab I XIX Caract ristiques physiques et g om triques des sables de diff rents sites de production 7 provenance T m 96 Ben Arous ElKhl dia 2 52 2 62 1 4 1 67 24184 8 2 11 322 18 Nabea Bori Hraiedh 3542 65 Nord Est Menzel Temime 2 60 2 65 1 55 1 63 85 90 1 4 1 2011 67 hors district Zaghaouan M Charga __ 2 58 2 63 1 66 1 7 70 73 9 14 1 35 1 96 de Tunis Shiri Sejn ne 2 60 2 65 1 51 1 58 90 95 1 2 1 28 1 72 Siliana BouArada 2 62 2 64 1 45 1 62 90 96 1 3 2 00 2 52 Centre Ouest lAa 26 25 1401 5160 85121 7 11531220 Oueslatia 2 6 2 65 1 35 1 6 50190 3 6 1 2212 10 Tataouine Douiret 2 5 2 63 1 52 1 60 65 90 1 3 1 81 2 57 Sud Est Medenine Gribs 7 2 53 2 621 37 1 54
36. mentaires e la r gion du Nord Ouest gr ce ses gisements importants peu couvrir sans probl me les besoins du moins jusqu l horizon 2020 D ailleurs les carri res peuvent encore Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 45 se d velopper au fur et a mesure des besoins grace notamment a la forte capacit de production install e e le Centre Est qui est actuellement fortement d ficitaire verra son d ficit augmenter Son approvisionnement en granulats continuera donc se faire a partir des r gions du Nord Est grace au fret des camions revenant de Tunis et du Centre Ouest A plus long terme des exploitations a Jbel Garci et a Enfidaville 60 km au Nord de Sousse sont envisag es 4 e la r gion du Centre Ouest poss de de nombreux gisements constitue une ressource potentielle importante pour le d veloppement de la r gion du Centre Est qui lui est proche g ographiquement Ainsi la carri re de El Haoureb 100 km au Sud Ouest de Sousse qui exploite des calcaires dolomitiques puissants ou de nouvelles exploitations dans ce secteur peuvent alimenter en granulats la r gion du Centre Est 4 Les produits actuels entrent d j dans la composition de certains b tons e les r gions du Sud Est et du Sud Ouest poss dent de nombreux gisements mais les capacit s de production actuellement install es sont plut t faibles par rapport celles des autres r gions l
37. mod le trisph re 19 20 Le module du b ton est d duit de Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 154 celui des deux phases pr sentes dans le composite et de la structure granulaire du m lange d crite par les compacit s g et g La relation s crit ES 162 E En E 15 4 C e gE 20 g 9EE e e E2 n ou E et Em sont respectivement les modules du granulat et de la matrice Em est d duit de la r sistance la compression du composite selon la relation suivante E 226 16 Rappelons que g est la compacit r elle du squelette granulaire et g sa compacit maximale qui peut tre calcul e avec le MEC pour K 9 Pour calculer E il faut connaitre au pr alable le module E du granulat 51 celui ci n est pas mesur directement sur la roche m re on peut alors l estimer avec une bonne pr cision en r alisant des b tons dont on mesure E et fc Les relations 16 et 15 permettent alors de trouver E C est cette approche qui a t adopt e pour la suite Elle a permis de comparer E la r sistance des roches m res voir chapitre VI Par ailleurs d apr s la relation 15 on peut v rifier que c est bien les granulats les plus rigides qui donne les b tons les plus rigides si tous les param tres de la formule restent quivalents par ailleurs Em g et B IV 4 2 Essais Le module d lasticit se mesure g n ralement par un essai d extensom trie en c
38. more precise model described by a hyperbolic law makes it possible to provide a physical interpretation to the tensile strength behavior of the hydraulic mixtures Its parameters are linked to the aggregate strength and cohesion in the paste aggregate transi tion zone For the elastic modulus the use of a model taking into account the properties of the granular phase and the binding phase made it possible to reach the elastic modulus of the aggregates Mots cl s Traction par fendage Compression Module d lasticit Granulats B tons calcaires Modeles Loi de puissance Loi hyperbolique Piem Dispatch 10 12 2007 LE Pages 13 TYPESET MS Code MAAS3321 cp DISK 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 52 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 Keywords Splitting tensile strength Compression strength Elastic modulus Aggregates Limestone concretes Models Power s law gt Hyperbolic law 1 Introduction Dans le cadre de mesures li es au d veloppement durable le Minist re de l quipement de Habitat et de l Am nagement du Territoire de Tunisie a initi un programme de recherches portant sur la faisabilit de m langes hydrauliques avec les ressourc
39. pour l ensemble des fractions granulaires conform ment la norme NT 21 127 13 Son expression MV vrac est donn e par la relation suivante MV vrac T en kg m g cm 6 o M est la masse apparente de l chantillon g et V est le volume de l chantillon cm Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 76 la masse volumique absolue est la masse de l unit de volume absolu du granulat c est dire celle du volume constitu par la mati re sans tenir compte du volume de toute forme de vides Les essais ont t s r alis es selon la norme NT 21 94 14 Son expression MV Ab est donn e par la relation suivante e M M Mj est la masse volumique de l eau en kg m M est la masse s che de l chantillon MVAb P en kg m g cm 7 ou p eau M est la masse du pycnom tre rempli d eau et contenant l chantillon et est la masse du pycnom tre rempli d eau en g la masse volumique r elle est la masse de l unit de volume r el du granulat c est dire celle du volume constitu par la mati re sans tenir compte du volume des vides intergranulaires Les essais ont t r alis s selon les normes d volues aux gravillons NT 21 04 15 et aux sables NT 21 05 16 MVR est donn e par la relation suivante M 3 3 MVR en kg m g M AM en kg m g cm 8 ou M est la masse s che de l chantillon est la m
40. prise pour les fractions comprises entre 80 um et 5 mm et une masse s che de 7 5 kg pour les fractions sup rieures 5 mm Toutefois se produit aux limites du moule un effet de paroi qui d compacte l empilement des grains sur une distance estim d 2 Suite aux travaux de Ben Aim 29 cet effet a t pris en compte dans le MEC par le biais d un coefficient correcteur q entre compacit non confin e et la compacit mesur e confin e selon la relation 1 E uerus 21 1 1 ks 1 p 1 J o 9 est le diam tre du cylindre 6 2160 mm pour 16x32 et kw est un coefficient qui q tient compte de la forme des grains Il a t ajust exp rimentalement 0 87 pour les grains roul s et 0 71 pour les grains concass s 30 Un tel dispositif de mesure de compacit a t mis au point pour la premi re fois au Laboratoire de G nie Civil LGC l Ecole Nationale d Ing nieurs de Tunis ENIT pour r aliser nos essais Il a n cessit un montage proche de celui du protocole d essai La fixation du cylindre sur la table vibrante a t assur e par des serre joints Fig 11 Le processus de vibration a t gard constant pour toutes les classes granulaires Chaque valeur exp rimentale prise en compte dans le modele est la moyenne de trois mesures successives faites sur le m me chantillon Le Tab II X donne les r sultats des mesures hauteur de l chantillon apr s serrage
41. rimentales III 2 2 1 2222 2 2 3 2 2 4 III 2 2 5 2 2 6 Ain Tebournouk Nahli El Haoureb Jbel Ressas Jradou Mixtes III 2 3 Commentaires sur les m langes r alis s 95 99 101 103 104 105 108 109 110 111 112 113 114 Sommaire III 3 Formulation des m langes selon la m thode Dreux IIL3 1 Principe de formulation III 3 2 Dosages volumiques des granulats 3 2 1 Micro b ton IIL 3 2 2 B ton 4 Formulation des m langes selon la m thode LCPC 4 1 Introduction III 4 2 Formulation des m langes s lectionn s avec B tonlabPro2 IIL 4 2 1 Pr sentation du logiciel B tonlabPro2 4 2 2 Application aux m langes s lectionn s 4 3 Compacit des m langes Logiciel Ren L CPC IIL 4 3 1 Pr sentation du logiciel Ren L CPC IIL 4 3 2 Calcul de compacit des m langes 4 4 Indices de serrage des m langes r alis s logiciel Compac III 5 Conclusion III 6 R f rences bibliographiques Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations IV 1 Introduction IV 2 R sistance la compression 2 1 Modeles IV 2 2 Essais IV 2 3 volution de la r sistance la compression dans le temps IV 3 R sistance la traction IV 3 1 Mod les IV 3 2 Essais IV 3 3 volution de la r sistance la traction dans le temps IV 4 Module d lasticit IV 4 1 Mod les IV 4 2 Essais IV 4 3 Evolution du module d l
42. s dans les m langes hydrauliques 96 29 Ben Aim R 1970 Etude de la texture des empilements de grains Application a la d termination de la perm abilit des m langes binaires en r gime mol culaire interm diaire laminaire Th se d tat de l universit de Nancy 30 de Larrard F traduit de l anglais par A Lecomte 2000 Structures granulaires et formulation des b tons Etudes et Recherches des Laboratoires des Ponts et Chauss es n OA 34 414 p Avril 31 Sedran T 1999 Rh ologie et rh om trie des b tons Application la formulation des b tons autonivelants Th se de doctorat de l Ecole Nationale des Ponts et Chauss es Mars 32 Norme NT 21 21 19906 Granulats Essai los Angeles INNORPI 33 Baron J Sauterey R 1982 Le b ton hydraulique Connaissance et pratique Presses de l Ecole Nationale des Ponts et Chauss es 34 Baron J Ollivier J P 1996 Les b tons Bases et donn s pour leur formulation Association technique de l industrie des liants hydrauliques Editions Eyrolles 35 Norme 15 301 1994 Liants hydrauliques Ciments courants Composition sp cifications et crit res de conformit AFNOR 36 Meric J P Caron J F 1973 Les applications de la granulom trie laser dans l industrie cimenti re Revue des Mat riaux de Construction et de travaux publics n 676 pp 30 34 37 Norme ASTM C188 Norme Am ricaine sur les granulats 1988 D terminati
43. s du pays en mati re de ressources min rales L acc s un inventaire caract re confidentiel du MEHAT a permis de mieux connaitre les ressources granulaires en termes de production et d volution de la demande Les donn es collect es sont issues de la pr paration du vin plan 1991 1996 actualis es pour certaines lors de la pr paration du k plan 2001 2006 L interpr tation de ces donn es calculs graphiques montre la strat gie adopt e par le MEHAT pour combler le Introduction 15 d ficit de production dans certaines r gions Les mesures pr conis es concernent principalement l ouverture de nouvelles exploitations ou le renforcement de la production des carri res d j existantes Pour la premi re option et pour le district de Tunis la formation de Jbel Lansarine est d sign e comme source de remplacement des gisements en voie d puisement Pour la seconde option les gisements de Ain Tebournouk de Nahli de El Haoureb de Jbel Ressas de Jradou et de El Khl dia sont retenus comme sources privil gi es d approvisionnement pour le district de Tunis et la r gion du Centre Est Ces gisements ont donc t retenus pour notre tude Ce chapitre montre aussi que les ressources granulaires concern es sont les plus souvent d origines s dimentaires carbonat es calcaires et dolomies Une tude bibliographique montre que les caract ristiques m caniques et chimiques des roches m res couvrent une large tendue de vale
44. t s ont t fournies par le cimentier Toutefois sa r sistance m canique a t v rifi e aux ch ances de 28 et 90 jours et la composition du clinker a t d duite de l analyse chimique par application des formules de Bogue La mesure de sa compacit a aussi t r alis e par un essai de p te lisse Le troisi me chapitre concerne l tude de formulation de dix huit m langes hydrauliques r alis s avec les six mat riaux s lectionn s avec lesquels ont t fabriqu s des Introduction 16 mortiers des micro b tons et des b tons Trois fractions granulaires ont t fournies par chaque carriere hormis celles de Tahent et de de El Khl dia ou une seule fraction par carriere est donn e un sable un gravillon interm diaire et un gravillon plus grossier Les formules retenues ont t celles habituellement r alis es pour les b tons destin s a la construction d habitations Elles ont t propos es par le CETEC Seul le dosage en eau a t ajust si n cessaire pour atteindre une maniabilit satisfaisante m lange plastique Par suite les granularit s des m langes ont t compar es celles donn es par la m thode de Dreux Gorisse appliqu aux mat riaux fournis puis celles donn es par le logiciel B tonlabPro2 du LCPC Les r sultats obtenus montrent que les squelettes granulaires de la plupart de ces m langes ne sont pas optimis s Seuls les b tons r alis s avec les granulats de
45. une consistance plastique puis liquide Elle permet ainsi de d finir l tendue du domaine Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 79 plastique du sable D apres 21 les valeurs de la limite de liquidit et de la limite de plasticit pourraient refl ter la composition min ralogique et chimique du mat riau lorsque la part de l eau li e aux argiles devient sup rieure la quantit d eau libre Un sable d pourvu de fines argileuses risque d entrainer un d faut de plasticit du b ton A l inverse une pr sence lev e d argile risque d entrainer des gonflements au sein du b ton 22 Les valeurs de ces propri t s physiques sont donn es par les relations ci apr s Les r sultats obtenus sont report s dans le Tab II IX quivalent de sable ES H ES 2100 T 12 1 ou H est la hauteur de la partie sableuse s diment e et est la hauteur totale du floculat et de la partie sableuse s diment e mesur e au piston Valeur de bleu a la tache VBta V VBta en g 100g 13 q ou V est le volume final de solution inject e en ml v est le volume de solution de bleu pour la kaolinite et q est la masse r elle de fines soumises l essai ndice de plasticit IP IP LL LP en 96 14 ou LL est la limite de liquidit correspondante la teneur en eau qui marque le passage de l tat plastique l tat liquide en et LP est la limite de plastic
46. 04489 0 5159 belesas 0084 831 0 673 015262 0 5847 sn25 225 0 624 05926 0 6584 L2500 235 0593 05994 0666 filers 8236 0617 04306 0 4949 radou 008548 88 0643 05063 0 5626 345124 227 0688 0 6230 06922 25201 269 0 559 05711 0 6346 5025 2455 04632 0 5873 0 6526 El Khl dia 109 16 0 554 0 4124 0 474 0081 84 0 689 0 5827 0 6474 La lecture de ce tableau appelle aux remarques suivantes les compacit s r siduelles B des granulats tendent logiquement 4 augmenter la taille des grains Elles se situent dans l intervalle propos par 30 0 58 D lt 0 74 pour les granulats et 0 47 D 0 51 pour les fillers calcaires on constate que la compacit exp rimentale des sables S est sup rieure a celle des eravillons interm diaires qui elle m me est sup rieure celle des gravillons plus gros G2 Ce ph nom ne est en relation directe avec l tendue granulaire des fractions et dans une certaine mesure avec l effet de paroi qui est plus important pour les grains plus gros Les compacit s des sables sont ainsi sup rieures de 6 a 10 par rapport a celles des gravillons G et de 10 18 96 par rapport celles des gravillons Go les compacit s exp rimentale b des fillers de El Haoureb de Jbel Ressas et de Jradou sont comparables entre elles de l ordre de 0 616 alors que celle de N
47. 25 logements par hectare et un lin aire de rue de 200 ml par hectare 4 l apport en produits de carri res pour l am nagement des zones d habitations rues trottoirs etc a t valu pr s de 7 5 millions de soit 1 5 millions de m par an Le Tab I VIII donne pour chaque classe granulaire le d tail de ces pr visions Comme pour les travaux routiers les sables roul s n ont pas t consid r s pour la r alisation de ces travaux Tab I VIII Quantit s de granulats pr vues pour l am nagement des zones d habitations VIII plan 4 Largeur m paisseur m Quantit s totales 1000 m Grave concass e 0 31 5 0 2 4758 Grave concass e 020 6 015 2879 Gravillon 12 20 6 N29 Gravillon ai 6 001 19 Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 32 1 2 2 4 Programme touristique Le Programme touristique avait pr vu durant la p riode du plan la construction de 35000 lits 4 a t consid r pour les calculs une superficie moyenne de 30 par lit y compris les locaux communs et les m mes ratios de consommation de granulats que pour la construction d habitations Par cons quent la consommation totale tait de 0 63 million de de eranulat concass et de 0 63 million de m de sable roul soit 0 13 T 3 million de m an pour chacun 1 2 2 5 Construction de barrages Les actions d intervention du plan relatives
48. 57 7 98 94 100 25 100 90 7 100 100 31 5 100 contrainte de 10 kPa dans un cylindre m tallique 160 mm est alors calcul e selon la relation Ms MVR S h 8 ou S et h sont respectivement la section et la hauteur de l chantillon apr s serrage Pour les fractions sup rieures 5 mm les com pacit s ont t mesur es selon le proc d sur un chantillon de masse Ms de 7 5 kg Ces compacit s permettent de calculer les compacit s l mentaires r elles puis virtuelles fi de chaque produit avec le logiciel RENE LCPC en consid rant respectivement un indice de serrage de 6 7 pour la p te lisse et de 9 pour les mesures sous contrainte 5 Dans cette approche les compacit s virtuelles sont suppos es uniformes Les effets de paroi du moule sont pris en compte pour les fractions grossieres partir des dimensions de l chantillon Le Table 4 donne pour information les valeurs des Table 3 Classes vraies dans le temps du ciment CPC II A L 32 5 Age 1 Classe vraie Classes vraies d t Annonc e a cq Calcul es o Go 1 7 6 12 81 0 0371 3 22 1 232 0 0248 4 31 2 31 2 0 0154 14 37 6 37 15 0 0077 28 0 Cog 44 37 44 3 0 90 2222 55 33 0 013 180 56 61 88 0 0206 365 65 68 56 0 0285 valeurs v rifi es exp rimentalement Journal 11527 Article No 9287 compacit s mesur es et des compacit s fi pour chaque coupure de chaque mat r
49. 7 4 2 0 025 65 14 5 21 5 4 5 9 7 4 9 0 0315 71 15 22 6 6 7 7 2 5 4 0 04 78 15 5 250 9 6 9 7 3 7 4 6 1 0 05 84 16 29 9 8 5 8 4 7 6 7 0 063 89 17 25 10 8 9 2 amp 8 7 0 08 94 18 21 13 2 11 9 12 0 1 97 19 28 16 11 6 10 16 3 0 125 99 20 5 29 IAZ 12 2 11 21 5 0 16 100 22 31 19 3 13 12 29 0 2 23 5 32 5 2 14 13 5 37 1 0 25 25 9 34 23 15 2 15 49 5 0 315 28 37 25 6 16 8 17 60 8 0 4 30 40 28 2 19 21 71 5 0 5 33 43 5 31 8 22 25 82 3 0 63 37 0 4T 5 35 4 25 6 28 9 88 6 0 8 42 2 52 40 3 30 35 92 1 46 5 3 5 57 45 2 42 95 2 1 25 52 48 62 51 40 5 48 97 1 6 57 6 8 69 59 2 49 0 59 97 6 2 64 93 77 68 4 57 5 0 4 68 0 98 5 2 5 71 3 7 84 77 7 66 4 1 2 82 2 8 98 8 0 3 15 n 21 3 90 86 8 0 76 241 94 7 3 99 1 2 1 4 87 393 0 96 9361 87 3 98 18 9 99 5 6 5 94 57 26 100 0 97 5 8 96 4 6 100 34 5 99 6 9 7 6 3 100 88 3 10 8 0 2 100 28 8 100 184 0 21 2 99 8 20 6 8 98 2 32 8 1 2 0 60 7 0 52 0 4 67 2 100 44 5 10 100 54 9 8 1 87 3 3 81 5 0 6 80 8 0 70 6 12 5 81 7 39 5 98 27 4 96 6 3 5 91 1 2 4 89 8 PIEM Journal 11527 Dispatch 8 8 2007 Pages 16 Article No 9287 LE TYPESET MS Code MAAS3119 WY cp DISK 287 288 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 Materials and Structures Table 2 continued Taille mm Origine El Khar Ain Tebournouk Nahli El Haroueb Jbel Ressas Jradou El Khledia Tahent 5 G 5 G G S G G S G G S G G S 16 96 79 7 25 7 100 86 3 100 41 100 64 100 20 100 98 7
50. 80067 8 SCOT ESSE ESHT SLOE 6661 8 Sc SL ET 600 869 c8tI 6170 06t0 CI et WI 810 IL O lt 590 690 lt 590 1590 6170 WI VIS q e 8 L S xnouinoqo t I b 79 98142 9675 8472 21 OF 8 9 SIE ON soguv our sop I OUUOISIADIA DOULISISAI BI op no eo 9 ALL PIEM 8 8 2007 Dispatch 1 TYPESET 9287 Article No N en un lt lt gt MS Code 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 491 492 493 494 495 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 516 2 3 4 PIEM incoh rentes De plus les mesures d pendent fortement des chantillons test s de leur taille de leur orientation et de leur situation dans le gisement C est pourquoi plut t que de con sid rer les donn es disposition ou de r aliser des essais il a t pr f r d estimer une r sistance moyenne la compression fc des granulats a partir des valeurs de Los Angeles LA plus repr sentative de la qualit globale du mat riau En premi re hypoth se ces valeurs ont t tir es des graphiques publi s par Tou renq et A
51. 9 E amp EN Spon London Journal Medium 11527 Article No 9340 10 11 12 13 14 Norme NF EN 1992 1 2005 Eurocode 2 Calcul des structures en b ton Partie 1 1 r gles g n rales et r gles pour les b timents Afnor Lecomte A 2000 Contribution la valorisation des res sources min rales de la Lorraine et du Luxembourg HDR Universit Henri Poincar Nancy 1 Neville AM 1995 Properties of concrete 4th edn Longman Harlow Baalbaki W Benmokrane B Chaallal O Aitcin PC 1991 Influence of coarse aggregate on elastic properties of high performance concrete ACI Mater J 88 5 499 503 Baalbaki W Aitcin PC Ballivy G 1992 On predicting modulus of elasticity in high strength concrete ACI Mater J 89 5 517 520 Iravani S 1996 Mechanical properties of high perfor mance concrete ACI Mater J 93 5 416 426 Le Roy R 1996 D formations instantan es et diff r es des b tons a hautes performances Etudes et Recherches des LPC OA 22 350 p Maso JC 1982 La liaison pate granulat In Le b ton hydraulique Presses de l ENPC Paris pp 247 259 PIEM Dispatch 10 12 2007 LE Pages 13 TYPESET MS Code MAAS3321 cp DISK Conclusion Conclusion 201 Rappelons au terme de cette tude que l objectif tait de tester la faisabilit de b tons hydrauliques courants avec des granulats calcaires provenant des gisements tunisiens Jusqu pr sen
52. II V A titre d exemple r sultats de l essai de s dimentom trie r alis sur la fraction fine du sable de Nahli avec un d floculant C C P cmn H S um RER EECHER 18691 2315 60 1 0151 21 7 0 0008 0 0004 0 0015 1 0148 0 001521 13 13 6 27 60 67 16 37 80 1 0146 21 7 0 0008 0 0004 0 0015 1 0143 0 001521 13 28 5 46 58 62 15 82 1440 1 0075 196 0 0 0004 0 0015 1 0064 0 001556 15 31 1 40 26 24 7 08 Chapitre II Etude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 74 Tab II VI A titre d exemple r sultats de l essai de s dimentom trie r alis sur la fraction fine du sable de Ain Tebournouk avec un d floculant w ce min C e poise cm um 0 5 1 0223 19 0 0003 0 0004 0 0015 1 0209 0 00156549 11 61 63 92 84 03 14 97 60 11 0147 19 0 0003 0 0004 0 0015 1 0133 0 00156549 13 35 6 26 53 48 9 52 80 1 0138 19 5 0 00015 0 0004 0 00151 0125540 00155743 13 61 5 46 50 46 8 99 240 1 011 20 1 0 0 0004 0 0015 1 0099 0 00154767 14 41 3 23 39 81 7 09_ Fig II 10 Granularit des fines des sables fraction inf rieure 80 um 100 90 Ain Tebournouk ee Nahli Ep 80 El Haoureb rct s Jbel Ressas Pu WM E 70 g t d 27 p Jradou M uM x E p 9 60 4 Khl dia o EN d NS
53. INSA de Toulouse Directeur du Laboratoire des Mat riaux de Construction de Toulouse de Larrard Professeur l ENPC Directeur de recherche au Laboratoire Central des Ponts et Chauss es Nantes Examinateurs M Ben Ouezdou Maitre de conf rences HDR cole Nationale d Ing nieurs de Tunis A Lecomte Professeur Universit Henri Poincar Nancy R Mensi Maitre de conf rences HDR Ecole Nationale d Ing nieurs de Tunis Invit A Hamrouni Ing nieur g n ral Ex Directeur du Laboratoire des Ponts et Chauss es de Tunis Directeur g n ral du laboratoire G otechnique Routi re et Mat riaux de Construction Tunis quipe Mat riaux pour le G nie Civil Laboratoire de G nie Civil LCSM UMR 7555 Universit Henri Poincar cole Nationale d Ing nieurs de Tunis IUT de Nancy Brabois BP 37 F 54600 Villers l s Nancy France 1002 Tunis Belv d re Tunisie Andr Lecomte Direction de these Mongi Ben Ouezdou Rachid Mensi Accomplir ses r ves n est pas une chance mais le r sultat d un combat C est les avoir l arrache Quoi N diya Zighem Championne de France d athl tisme 1989 Afrique magazine N 247 Avril 2006 Avant propos Initi e en 2001 par le Minist re de l quipement de Habitat et de l Am nagement du Territoire tunisien MEHAT cette recherche a t solidement soutenue par ce d partement car ses retomb es doivent b n ficier au secteur du BTP du pays Madame la M
54. MPa et un coefficient granulaire moyen identique pour toutes les carri res Ky 0 5 par exemple relation 2 de bolomey on Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 144 obtient des performances moins contrast es entre type de m lange que celles observ es Tab IV II La structure granulaire et les interactions pate granulat sont des raisons qui peuvent tre invoqu es ce stade Tab IV II Calcul th orique de la r sistance la compression des diff rents m langes de chaque carri re selon la relation de Bolomey ch ance 28 jours m 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 Granulat Nahli El Haroueb Jbel Ressas Mixtes 31502 392 350 552 370 319 529 373 366 540 360 345 537 350 331 377 237 283 Eor 0 58 0 66 0 6310 58 0 56 0 57 0 48 0 580 56 0 45 0 62 0 54 0 55 0 69 0 6710 75 0 59 0 47 Bolomey avec OC 2g 32 5 MPa et K 0 5 a mortier b micro b ton c b ton Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 145 Fig IV 5 Evolution de la r sistance la compression exp rimentale fe dans le temps pour les diff rents types de m langes et les sept carri res 50 T 50 Mortier Micro beton 40 530 a 7 20 4 10 0 SSS 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 50 100 150 200 250 3
55. aux granulats trait s aux liants hydrauliques pour chauss es 24 Une partie non n gligeable des fines de ces sables est de nature argileuse Elles peuvent entrainer pour les b tons des effets secondaires dus en particulier une augmentation du rapport eau ciment pour maintenir la maniabilit L indice de plasticit des fines de Nahli de Ain Tebournouk et de Jradou qui ont des valeurs VBta assez lev es est mesurable alors que celui des fines de Jbel Ressas de Haoureb et de El Khl dia n est pas d terminable inf rieur a 6 d Compacit Depuis peu certaines m thodes de composition des m langes granulaires font appel la mesure de la compacit des tranches l mentaires 25 Cet essai compar aux essais de caract risation normative des granulats traduit mieux le lien pouvant exister entre les propri t s des m langes et les diverses propri t s morphologiques des grains l mentaires li es l histoire g ologique de la roche et son mode d laboration Il constitue ainsi un moyen suppl mentaire de d cryptage des structures granulaires Pour les grains de taille sup rieure 80 um la technique consiste relever la compacit de l empilement granulaire lorsque le granulat est soumis a une vibration sous contrainte de 10 kPa dans un cylindre m tallique A d faut d autres essais les interactions eranulaires tributaires de l tat de surface des mat riaux entrent en jeu ce qui per
56. calcaires 7 Selon F de Larrard 5 ces faibles performances sont contr l es par l adh rence pate granulat Les r sistances mesur es sur le micro b ton de Nahli et du m lange Mixte sont m diocres Ces deux m langes sont fabriqu s avec une fraction granulaire G provenant de roches assez tendres Nahli LA 30 Tahent LA 32 caract ris e par une forte absorption d eau et une faible masse volumique r elle Tab Les propri t s des constituants granulaires affectent directement la r sistance du composite C est la confirmation du bien fond du concept du mod le Pour les autres carri res les m mes constats faits sur les mortiers sont confirm s Pour le b ton on observe les m mes comportements que pour les micro b tons avec toutefois des r sistances encore plus faibles pour Nahli compte tenu d un plus fort volume granulaire de gravillons tendres Les b tons de Jbel Ressas de El Haroueb et de Jradou sont les plus performants Ceux de Ain Tebournouk et de Jradou ont des comportements interm diaires D une mani re g n rale la r sistance des m langes 28 jours repr sente approximativement 70 de la r sistance 365 jours Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 147 IV 3 R sistance la traction IV 3 1 Mod les Cette propri t intervient principalement pour les ouvrages dimensionn s la flexion comme les assises de chauss es pa
57. caract ristiques m caniques de la roche m re travers des relations entres p q fc et LA 3 d termination des param tres p et q du grav illon G5 de Nahli partir des r sultats m caniques mesur s sur les b tons Comme pr c demment taux de fillers inf rieur 10 les valeurs de p et de q de ce gravillon sont d duites des valeurs p et q issues du lissage Fig 3 apr s pond ration des param tres du sable et du gravillon G1 selon leurs proportions respectives dans le m lange Les valeurs Journal 11527 Article No 9287 correspondantes sont donn es dans le Table 6 colonne 18 On constate que les valeurs obtenues pour le gravillon de Nahli sont coh rentes avec celles d termin s pr c demment pour la roche m re ce qui constitue une validation de la d marche L application de ce mod le relation 11 des m langes mixtes montre ainsi qu il a t possible de caract riser les param tres d adh rence et d effet limitant de m langes m mes riches en fillers base de granulats diff rents 7 Conclusion Les nombreuses mesures de r sistance la compres sion r alis es dans le cadre de ces travaux ont servi calibrer les parametres d adh rence et d effet limitant d une large vari t de granulats calcaires tunisiens Ces param tres ont t calcul s avec le mod le du LCPC en comparant la r sistance des composites la r sistance de leur p te liante Toutefois le taux de f
58. cart MPa moyen MPa Ain Tebournouk 0 446 0 26 0 22 Nahli 0 301 0 10 Haoureb 0 415 0 28 Jbel Ressas 0 408 0 24 Jradou 0 465 0 24 fc 3 1 2 Interpretation des resultats selon un modele hyperbolique log ft et m ou m 9 Les m mes donn es pour l ensemble des carri res ou pour chaque carri re peuvent aussi tre ajust es au mod le hyperbolique de la relation 5 Les pr cisions obtenues sont comparables voire meilleures que celles du mod le pr c dent Les courbes correspon dantes sont port es en traits pleins pais sur les Fig 1 et 2 et les param tres p et oO compl tent le Table 4 avec les carts moyens associ s Sur les Fig 2 on observe que ce mode le s adapte effectivement mieux aux diff rents cas trait s en particulier pour les plus faibles et les plus fortes performances m caniques l origine et l extr mit des ensembles de points Les param tres p et q sont donc de bons indicateurs des ph nomenes physiques et m caniques qui contr lent le comportement du composite en traction Materials and Structures Ainsi en consid rant le plan de fendage o la phase granulaire discontinue est entour e de p te on peut admettre que si les grains sont majoritairement rompus c est bien la r sistance du granulat qui est le facteur limitant du syst me Dans le mod le hyperboliq ue ce ph nom ne est contr l par le param tre q qui correspond alors
59. comparaison de la masse volumique r elle et de la masse volumique th orique des m langes 12 Les valeurs obtenues ont toujours t proches des valeurs th oriques qui ont t pr f r es pour ajuster les quantit s r elles de chaque ingr dient dans le r f rentiel du volume unit par ajustement des volumes partiels r alis s Les valeurs correspondantes figurent dans le Table 5 Chaque fabrication a permis de couler 40 prou vettes 16 32 qui ont servi mesurer la r sistance la compression 3 prouvettes le module d lasticit Dispatch 8 8 2007 LE Pages 16 TYPESET MS Code MAAS3119 DISK cp 359 360 361 363 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 39 392 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 406 407 408 409 410 411 412 413 414 415 416 417 418 419 420 Materials and Structures puis la r sistance a la traction 2 prouvettes aux ch ances de 1 3 7 14 28 90 180 et 365 jours Le nombre total d prouvettes r alis s et test es dans le cadre de cette tude s l ve ainsi 720 unit s Les valeurs moyennes de r sistance a la compression compl tent le Table 4 les valeurs de module et de traction ne sont pas communiqu es ici 5 Relations entre la structure granulaire et l adh rence des granulats la pate 5
60. constitue une approche plus r aliste que celles plus empiriques qui existent jusqu pr sent Ces mod les ont t calibr s exp rimentalement sur des b tons et des mortiers dont leurs distributions granulaires taient g n ralement optimis es Ils ont t valid s sur des mat riaux de diverses natures Dans notre tude les formules de m langes hydrauliques r alis es avec les granulats calcaires s lectionn s n ont pas toujours t quilibr es sous l aspect granulom trique De ce fait ils s cartent pour certains du domaine couvert par les pr visions de ces mod les En ce qui concerne la r sistance la compression nos recherches ont permis de proposer une extension du mod le pour retrouver les mesures exp rimentales Le param tre qui d crit l adh rence p te granulat a d tre associ la teneur relative en fillers des granulats L hypothese est que la pr sence des l ments fins de m me nature que les granulats am liore l encrage entre p te et granulat grace au rapprochement des propri t s de rigidit des deux mat riaux et une meilleure homog n it du syst me L tude des donn es exp rimentales montre que les m langes courants pr sentent des performances la compression int ressantes du moins dans la plage de r sistance tudi e m me s ils contiennent une teneur en fillers plut t lev e Le modele ainsi tendu a t valid sur des m langes mixtes de granulats avec l
61. croissante pour traduire le fait souvent observ que pour la m me nature des grains les grains de petite taille se compactent moins bien que ceux de plus grande taille En pratique on se satisfait g n ralement d une fonction constante sur chaque fraction du mat riau La relation dj s crit alors a d B 18 La compacit r siduelle D compacit virtuelle obtenue si l on arrangeait au mieux les grains un un d une classe l mentaire est d duite de la compacit r elle par la relation implicite suivante 27 pi 1 2 Q 19 ou correspond l indice de serrage propre au protocole exp rimental suivi d1 Compacit des mat riaux grenus fraction gt 80um La technique propos e par 27 pour la mesure de la compacit d un mat riau grenu consiste placer dans un cylindre m tallique de section S un chantillon de la classe analys e de masse s che M et le soumettre une vibration de 60 Hz pendant deux minutes sous une pression de 10 kPa transmise perpendiculairement par un piston plat L indice de serrage correspondant est gal 9 Le volume solide des grains est d duit de la hauteur h finale de Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 82 l chantillon et de la masse volumique r elle MVR du mat riau La compacit est alors calcul e selon la relation suivante 20 MVRS h 20 Une masse s che M d chantillon de 3 kg a t
62. des ressources granulaires en Tunisie 26 Fig I 3 Les gites des roches carbonat es en Tunisie Quaternaire Enc ne Cr tac sup rieur et formation Abiod Cr tac inf rieur et moyen 2 Jurassique T Trias tabulaire 5 Permien Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 27 Par commodit de pr sentation la Direction des Carri res et des Explosifs a subdivis le pays en six r gions regroupant chacune plusieurs gouvernorats 4 Cette r partition est donn e dans le Tab I II et sur la carte reproduite Fig I 4 Le district de Tunis dans la r gion du Nord Est regroupe les gouvernorats de Tunis de Ariana de Ben Arous et r cemment de Manouba Le Tab I III donne le nombre de carri re par r gion et par substance On notera l importance du nombre de carri res artisanales de petite taille Elles sont tenues par de petites entreprises familiales qui ont un r le important dans le tissu socio conomique de chaque r gion Leur production d clar e est donn e dans le Tab I IV Les chiffres ne concernent que 419 des 921 d clarations Plusieurs fiches portent la valeur z ro Il est noter que certains carriers ne fournissent pas leur vraie production Enfin le Tab I V donne les r serves annonc es par les carriers Ces estimations concernent uniquement 506 fiches Fig I 4 R partition g ographique des r gions Tataoume Nord Ouest
63. est r v l e peu fructueuse car elle ne distingue pas suffisamment le ciment des fillers calcaires qui ont des effets comparables du point de vue de la compacit et du serrage mais pas de l adh rence Une autre approche est de comparer le rapport p p fi g Fig 3 On observe alors une augmentation substantielle de l adh rence au del d un taux de fillers de 10 dans le granulat Ce comportement peut tre d crit de facon satisfaisante par une simple branche de parabole d quation Fig 3 Ajustement de la fonction p p f fi g et 3 autres carri res validation sur melanges lissage mixtes 25 El Kh ldia fi g Piem Journal 11527 Article No 9287 Materials and Structures p p 1 9 fi g 11 Cette relation constitue alors un mod le compl mentaire pour le calcul de la r sistance la compression des b tons calcaires non superplastifi s ayant des taux lev s de fillers Sa mise en uvre n cessite toutefois de d terminer pour une carri re donn e le coefficient d adh rence p partir d essais r alis s sur des m langes ayant un taux de fillers inf rieur 1096 de la masse des granulats 5 4 Cas des m langes de Nahli Pour cette carri re aucun des m langes ne pr sen tait un taux de fillers inf rieur 10 Ils ont donc t cart s de l interpr tation pr c dente Toutefois dans une d marche inverse le mod le propos p
64. et par projection statistique pr voir l augmentation dans le temps partir de taux probables d accroissement Pour les travaux routiers le taux retenu tait de 5 par an Pour la construction d habitations et l am nagement des zones urbaines le taux consid r a t pris gal celui enregistr entre 1984 et 1989 soit 3 par an 8 Le Tab I I reprend les chiffres qui ont servi tablir les estimations du XIII plan Il est compl t par ceux du X plan qui seront utilis s par la suite Les produits de carri res granulats et autres substances utiles auxquels la Direction des Carri res et des Explosifs s est int ress e sont les suivants e granulats concass s et pierres de construction produits partir des roches s dimentaires carbonat es L extraction de ces produits se fait g n ralement par abattage l explosif apr s limination de la d couverte terre v g tale et roche alt r e surplombant le front de taille Cette tape est suivie du concassage du mat riau pour l amener aux dimensions d utilisation Ces granulats ne sont tr s g n ralement pas lav s L argile ventuellement pr sente peut tre r duite par scalpage e granulats non concass s sables roul s produits g n ralement partir d alluvions siliceuses L extraction de ces produits se fait la pelle m canique en site terrestre ou par dragage en site aquatique Ce sont les conditions conomiques de l instal
65. et de 20 9o d alumine et de silice pr sentes dans l argile Ces mati res premi res sont broy es m lang es puis cuites dans un four rotatif une temp rature voisine de 1450 C temp rature ou le mat riau fond partiellement pour former des nodules appel s clinker Ce clinker est alors refroidi brusquement puis finement broy pour former le constituant de base dans l laboration des diff rents ciments Les principaux constituants du clinker sont 33 silicate tricalcique Alite not 5 3CaO 510 e silicate bicalcique B lite not 5 2 51 aluminate tricalcique C lite not CA 3CaO ALO3 e aluminoferrite t tracalcique not C4AF 4CaO Al203 Fe203 Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 87 En pr sence d eau chacun de ces constituants r agit pour former des hydrates qui sont les gels amorphes responsables de la prise puis du durcissement 34 Ces hydrates sont des silicates et des aluminates calciques hydrat s qui ont des coefficients stoechiom triques variables C S H et C A H Ces derniers sont regroup s sous le terme de CSH et CAH 1I 3 2 2 Composition chimique L analyse chimique du clinker a t fournie par la cimenterie de Le Karrouba Elle est reproduite dans le Tab Par application des formules de Bogue 34 ces donn es ont permis de d terminer le taux des principaux constituants du clinker Les r sultats obtenus r
66. exception de la r gion du Centre Est Un certain nombre de formations a t inventori par le MEHAT en pr vision d volutions conomiques ventuelles dans ces r gions 4 Ces ressources non encore exploit es constituent un potentiel pour le d veloppement du Sud du pays Il s agit des a formations permiennes de Jbel Tebaga pr s du village de Toujane r gion de Medenine marqu es par des niveaux dolomitiques de 200 250 m de puissance b formations jurassiques de Jbel Tajra r gion de Medenine avec les calcaires de Krachoua d une paisseur de 30 m et de grande extension g ographique c formations cr tac es calcaires dolomitiques qui forment la plateforme saharienne du Sud du pays Dans le gouvernorat de Gafsa elles affleurent Jbel Jelabia Jbel Ben Youn s Jbel Orbata Jbel Idane Jbel Bouhedma Jbel Daoua Jbel Kbir Jbel Berdaa et dans la chaine Nord des chotts Jbel Naimia Jbel Zitouna Dans le gouvernorat de Gabes elles affleurent Jbel Dissa Jbel Halloufa EI Hamma Jbel Tabaga et Jbel Haidoudi Enfin dans le gouvernorat de Medenine elles affleurent aux Monts de Matmata Jbel Mogar et Jbel Zr bib d formations ocenes qui affleurent dans la r gion de Gafsa au niveau des chotts Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 46 La capacit de production install e dans les carri res si elle reste constante verra son taux d utilisation passer de 58 en 2
67. exploitations ou le renforcement d autres encore peu exploit s dans la r gion du Nord Est pour pallier l approvisionnement futur de ce district Les sites concern s sont g ographiquement les plus proches du district de Tunis Il s agit particuli rement du g te de Jbel Lansarine 25 km au Nord Ouest de Tunis non Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 44 encore exploit a ce jour Toutefois les autorisations d ouverture d une carri re cet endroit sont conditionn es au renforcement des infrastructures routi res reliant le site l agglom ration voisine La carri re de Jbel Ressas 30 km au Sud Est de Tunis est une autre possibilit Elle est encore peu exploit e et sa production actuelle de granulats est d j destin e en grande partie la fabrication des b tons hydrauliques et bitumineux D autres possibilit s d ouvertures d exploitation existent encore sur le flanc Nord Est de la formation Le gite de Nahli peu exploit est situ 15 km au Nord Est de Tunis Il est caract ris par un acc s facile et son relief est en pente douce Les granulats produits ont des teneurs en fillers assez lev es plut t argileux et leurs performances m caniques sont assez m diocres Actuellement les mat riaux servent dans les structures de chauss es et dans les remblais e la r gion du Nord Est b n ficie d une bonne infrastructure routi re favorable aux transports De ce
68. granu laire du m lange et sa compacit granulaire maximale En principe le module E du granulat doit tre mesur sur la roche m re A d faut des essais sur b tons permettent de le d terminer par calibrage du mod le 3 Formules r sultats et mod lisation D 1 Les formules r alis es pr sent es en 2 sont reprises dans le Table 1 avec les r sultats la Si n cessaire le lecteur trouvera dans 2 la d finition des param tres utilis s dans le Table 1 ainsi que les d tails sur les propri t s des mat riaux et les param tres des m langes granularit des sables S et des gravillons G1 et G2 nature et classe de r sistance du ciment rapports e c etc Ces donn es n ont pas t reprises ici par souci de simplification Piem Dispatch 10 12 2007 LE Pages 13 TYPESET MS Code MAAS3321 cp DISK 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 IFLOI IFL0O2 1FL03 1FL04 IFLOS 1FL06 Materials and Structures CH ST OST 4 160 CEO 061 91 00 1 OIEI 00 TI LS OI CU 9L y 001 OC OTEC 01 EBT FCO vel EST SCT I STI 101 6L 0 8 0 0691 CC ET 1911 08 0478 Br 9L 68 901 ESTE GIN ESL 07 LET so e LIT 951 ICT 16 0 590 OS rr 00 97 00 TT 987
69. l ordre de 20 ce qui constitue une bonne approximation pour un secteur difficile maitriser compte tenu des variables de consommation Toutefois les nuances sont beaucoup plus marqu es pour la r gion du Centre Est du Centre Ouest et du district de Tunis Cette analyse r alis e partir des seules donn es disponibles a fourni des ordres de grandeurs plut t fiables pour situer les besoins en granulats issus de carri res et pour les sables de rivi re Il importe encore d valuer les moyens de productions actuels ainsi que les ressources disponibles avec leurs propri t s pour statuer sur la recherche des gisements potentiellement capables de produire les granulats b ton de demain pour la Tunisie Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 42 I 3 Capacit de production et orientation du pays en matiere de ressources granulaires 1 3 1 Prospective pour les granulats concass s Pour les granulats concass s le Tab I XIV pr sente les capacit s de production install es dans chaque r gion recens es en 1991 4 et en 2006 5 Durant cette p riode la capacit de production a augment globalement de 26 avec toutefois des diff rences significatives selon les r gions alors que la demande a augment de 43 en 1991 les besoins taient de 7835 10 m Tab I X elles sont de 11225 10 m en 2006 Tab Cela ne laisse pas croire que les moyens de productio
70. limitant d crit l puisement la compression du granulat et EMP ou paisseur Maximale de Pate Il s agit de la distance qui s pare dans le b ton deux grains de taille Dmax le plus gros grain du m lange g est le volume solide du granulat dans le volume unit de b ton et g est la compacit granulaire de l empilement sec Selon 7 un age donn et pour un type de granulat donn la r sistance d croit quand Dmax et EMP Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 141 augmentent De m me quand g augmente g et Dmax constants l EMP augmente aussi relation 6 et par cons quent fcm et fc p et q constants diminuent relation 4 et 3 Comme dans la loi de F ret la contribution du ciment est prise en compte par classe vraie 28 jours par c dosage massique du ciment Portland et par densit du ciment Portland Le taux de CA du ciment Portland tc3A intervient aussi pour prendre compte l action liante des fillers calcaires dans le liant quivalent c g d t et d 7 sont des parametres cin tiques relatifs la mont e de la r sistance dans le temps t jours et 7 jours Les quantit d eau e et d air a sont videmment prises en compte La pr sence des fillers calcaires ajout s au ciment Portland ou apport s par les granulats influe d une part sur la r sistance de la matrice liante fc t dans le temps et d autre part sur la quantit
71. lui ont permis de proposer une extension originale des r cents mod les de r sistance la compression et la traction des b tons propos s par le LCPC fran ais Ces outils tres bien ma tris s par le candidat sont ainsi mieux adapt s aux m langes riches en fillers calcaires Ses r sultats ont permis galement de proposer des recommandations utiles aux praticiens en vue de l exploitation des carri res tunisiennes La pr sentation orale du candidat a t de tr s grande qualit Ses r ponses aux questions ont toujours t pertinentes et convaincantes suites Pr sident du Jury Nom Pr nom et signature M oumu RoJA SS D A Membres du Jury Nom Pr nom et signature dt UM AND lec AY dre _ BEN OCUEZDOU Monai N B De par d cision du Conseil d administration de l Universit en date du 2 d cembre 2002 les jurys de soutenance de th se de l UHP Nancy 1 n attribuent plus aucune mention compter du 1 janvier 2003 3C F8A A retourner au Service de la Scolarit de la Facult des Sciences amp Techniques dans les meilleurs d lais Domaine Scientifique Victor Gong 239 re VANDCEUVRE les NANCY C dex France T l 03 83 68 40 36 International 00 333 83 68 40 36 Fax 03 83 68 40 01 i i nfr Adresse lectronique doc Nancy Universit Universit Henri Poincar FACULTE DES SCIENCES amp TECHNIQUES Service de la Scolari
72. m re Mabrouka mon frere Slim ma sceur Rim mon oncle Manoubi mon cousin Mahmoud mon beau p re Abdelhamid ma belle m re Fatma et mes deux beaux fr res Bayrem et Heiykel Avant propos 6 Je d die ce m moire a ma femme Nesrine et mon fils Mustapha que j ai trop souvent abandonn s au cours de ces trois derni res ann es de travail Enfin je termine par une pens e pleine d amour pour mon b b Mustapha le rayon de soleil de ma vie Taoufik ACHOUR Juillet 2007 Avant propos 7 Sommaire Avant propos Introduction Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie I 1 Introduction I 2 La demande et son volution 1 2 1 Carri res implantation production et r serve Situation en 1991 1 2 2 Besoins en granulats pour la p riode du plan 1991 1996 1 2 2 1 Programme routier 1 2 2 2 Construction d habitations 1 2 2 3 Am nagement des zones d habitations 2 2 4 Programme touristique 1 2 2 5 Construction de barrages 1 2 2 6 Bilan des consommations Commentaires 1 2 3 Besoins en granulats l horizon 2011 pr visions du VIII plan 1 2 4 Validation des pr visions des besoins en granulats concass s l ch ance de 2006 1 2 4 1 Programme routier X plan 1 2 4 2 Autres programmes I 3 Capacit de production et orientation du pays en de ressources granulaires 1 3 1 Prospective pour les granulats concass s 1 3 2 Prospective
73. mos o e o Mortier Date de fabrication 20 06 2005 D signation Mo Pourcentages volumiques et Formule du m lange a r aliser massiques des constituants CETEC l kg So o o o sur gach e de 451 et mesure d affaissement A sur m lange frais 413 8 8 130 3375 338 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental Micro b ton Date de fabrication 22 06 2005 D signation Mi K T Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC 1 9 1 kg 664 sur gach e de 451 et mesure d affaissement A sur EE frais a lala s 33 4 elo 2532 73 E 2625 263 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental B ton Date de fabrication 24 06 2005 D signation K T N Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC 1 kg sur gach e de 451 et mesure d affaissement A sur Ty frais d s ora 109 c 2757 86 2415 248 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental 3 Formule du m lange ramen e au m ladle 130 118 377 oa Lal 2 i 3 Formule du m lange ramen e au m kg 1 1 1 s
74. nature du granulat Comme pr c demment la validit de ce mod le est v rifi e sur des m langes mixtes r alis s avec diff rents granulats Pour le second volet module d lasticit le mod le de LCPC permet d estimer le module du granulat partir du module du b ton et du module de la phase liante Les r sultats trouv s pour les diff rents eranulats sont coh rents avec les propri t s m caniques mesur es sur les mat riaux ce qui confirme la pertinence de ce mod le pour les b tons calcaires Finalement les travaux r alis s durant cette recherche apportent une meilleure connaissance du comportement m canique des b tons calcaires Ils forment aussi un ensemble assez complet de r sultats originaux devant permettre aux services de l administration aux exploitants et aux chercheurs de mieux caract riser les ressources granulaires tunisiennes en vue de leur valorisation dans les b tons hydrauliques de demain Elles constituent galement un support th orique et pratique pour adapter les exigences des cahiers de charges ces mat riaux Enfin elles peuvent initier d autres recherches sur l utilisation des ressources eranulaires dans les techniques routi res base de liants hydrauliques ou de liants hydrocarbon s par exemple Notons enfin que la bibliographie relative ce m moire de th se est pr sent e par chapitre en r sulte qu une m me r f rence peut tre appel e plusieurs reprises sous di
75. param tres cin tiques attach s la mont e en r sistance du ciment o cos Pe e et a sont respectivement la classe vraie du ciment 28 jours la masse volumique r elle du ciment la quantit d eau efficace et le volume d air L paisseur maximale de pate EMP d signe l intervalle qui s pare deux gros grains de taille Dmax initialement en contact apr s injection de la matrice liante dans l empilement granulaire sec optimis du point de vue de la compacit L EMP est calcul selon la relation EMP Dmax Vise 1 3 est le volume granulaire gt 80 dans le volume unit de b ton et g la compacit r elle du m me granulat qui peut tre calcul e avec le logiciel RENE LCPC par exemple 8 Dmax correspond la dimension du passant 90 du m lange granulaire Les fonctions qui contr lent le r le des fillers calcaires dans les relations 1 et 2 ont t calibr es sur des mortiers contenant 2596 de fillers calcaires par rapport aux ciments utilis s ayant divers taux en C3A Elles sont donc valides pour les essais r alis s dans le cadre du pr sent travail 3 Calcul de la r sistance fc t du composite partir de celle de la matrice et de deux coefficients p et q qui d crivent l un l effet de l adh rence du granulat la matrice l autre l effet des limites m caniques du granulat effet limitant ou effet plafond p fCm t I a fes 1 4 Si les diff r
76. partir de la moyenne des valeurs obtenues pour chaque m lange au m me age La valeur de est habituellement comprise entre 0 32 et 0 47 MPa Selon de Larrard 5 si le param tre est d termin avec soin et si les mesures des essais de compression et de traction par fendage sont effectu es avec pr cision l incertitude du modele est de 0 17 MPa Contrairement aux autres modeles ce dernier a l avantage de faire intervenir la nature du granulat via le coefficient k Il est connu que la r sistance la traction du composite diminue lorsque le granulat n est pas propre pr sence d argiles par exemple Dans ce cas on doit s attendre l gitimement une r duction du coefficient relation 10 qui prend alors aussi en compte la liaison pate granulat IV 3 2 Essais Des essais en traction par fendage essai br silien ont t effectu s sur les prouvettes des diff rents m langes hydrauliques r alis s avec les granulats s lectionn s Ils ont t effectu s conform ment a la norme NF P18 408 15 Chaque prouvette est couch e horizontalement dans un dispositif de fixation Fig IV 6 avant d tre sollicit e en compression diam trale exerc e par les plateaux de la presse le long des deux g n ratrices Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 149 oppos es Le dispositif assure le centrage de l prouvette Deux r glettes de contreplaqu de 5 mm d paisse
77. poudre selon la relation suivante 1 22 est la densit r elle de la poudre testee Selon 31 il est recommand de mesurer la demande en eau des fillers calcaires en pr sence d un dosage de 10 et 20 de ciment La compacit des fillers est alors d duite par extrapolation des mesures jusqu a 0 de ciment Avec cette technique les calculs de compacit r alis s avec le MEC sur les fillers sont satisfaisants Les r sultats des essais de demande en eau effectu s sur les fillers issus des sables retenus pour l tude en l occurrence la quantit d eau e ainsi que les valeurs des compacit s compl tent le Tab II X Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 84 Tab II X R sultats de l essai de compacit e et h et valeurs des compacit s et D des mat riaux Origine Fracion h cm o B fillers 79 86 0 625 04109 0 4722 Ain 0984 8 1 0701 05271 0 5857 2 63 22075 0 643 0 5734 0 6371 63 46 227 0 628 0 5928 0 6587 filles 71 04 0 659 0 4549 0 5228 Nani 008313 85 0 689 0 5264 0 5849 1000 25345 0 582 0 5707 06541 2 575 2585 0 564 0 5570 0 6189 Fillers 7956 _ 0 614 0 4598 0 5284 EL Haoureb 0994 83 0652 0 4871 05412 Css _ 22 25 0 611 0 5824 0 6471 H2500 234 0 74 0 5746 0 6384 Fillers 8 68 0616
78. pour les sables roul s I 4 Influence du co t de transport I 5 Origine nature et qualit des roches exploit es en Tunisie 1 5 1 Formations carbonat es calcaires et dolomies 1 5 2 Formation siliceuse sables roul s 1 5 3 Conclusion I 6 Conclusion s lection des formations pour l tude I 7 R f rences bibliographiques Sommaire 50 53 55 56 57 Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques II 1 Introduction II 2 Mat riaux utilis s 2 1 Introduction 2 2 Roches exploit es Aspects g ologiques 221 12 2 2 M223 2 2 4 11225 2 2 6 2 2 7 Ain Tebournouk Nahli El Haoureb Jbel Ressas Jradou Tahent EI Khl dia 2 3 Ciment de Le Karrouba 1 2 4 Conclusion II 3 Propri t s des mat riaux retenus pour l tude 3 1 Granulats 3 1 1 3 1 2 1I 5 1 5 Granularit Propri t s physiques R sistance m canique Essai los Angeles II 3 2 Ciment Portland de Le Karrouba CEM II A L 32 5 IS T 1 5 2 2 5 283 3 2 4 115225 3 2 6 Introduction Composition chimique Granularit Densit Compacit R sistance a la compression du ciment II 4 Conclusion 5 R f rences bibliographiques Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques III 1 Introduction III 2 Formulations retenues 2 1 Pr paration des mat riaux et r alisation des m langes III 2 2 Calcul des formules exp
79. pr sentent des rapports G S plut t ouverts Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 103 Tab III I Proportions volumiques des granulats Formules propos es par le CETEC n 1415 16 17 8 10 11 12 13 14 15 16 17 18 u 1 2 Granulat A n Tebournouk Nahli El Haroueb Jbel Ressas Jradou Mixtes M lange a 37 7313 0 170 520 o 161817 8 0 68 619 8 0 66 420 6 0 6490281 0 62 3153 a mortier b micro b ton c b ton III 2 1 Pr paration des mat riaux et r alisation des m langes Les granulats ont t livr s par camions au d partement G nie Civil l ENIT Ils ont t d vers s en tas sur des b ches ciel ouvert Avant la r alisation d une g ch e la quantit de mat riaux n cessaire a t pr lev e dans chaque tas en plusieurs point selon les consignes de la norme N FP 18 551 5 en partie basse en partie haute et l int rieur du tas Les mat riaux ont t homog n is s dans un grand bac La quantit d eau efficace Ee a t d termin e en tenant compte de l absorption des granulats et de l eau apport e par ces derniers Le volume des g ch es a t fix 45 litres de facon permettre la r alisation des essais d affaissement puis la confection de six prouvettes cylindriques 16x32 Le malaxage des constituants a t effectu dans un malaxeur axe vertical en introduisant les constitu
80. pseudo r cifaux ou cryptocristallins au sommet 15 de calcaire gris fonc a rognons de silex tithonique Les forts pendages de ce site constituent la difficult majeure de son exploitation dont les granulats produits sont d excellente qualit Une seule carri re celle de la soci t Les Grandes Carrieres du Nord est implant e sur le flanc Sud Est ou elle occupe pratiquement toutes les parties accessibles du massif Son ouverture date de 1989 L exploitation de la roche s effectue par un dynamitage des bancs suivi d un chargement la pelle m canique Le tout venant est transport par des camions jusqu aux installations de concassage percussion o il subit deux passages successifs destin s produire les coupures granulom triques r pondant aux besoins du march La Fig II 3 pr sente une vue de la carri re et de l un des ses fronts de taille Pour cette tude les coupures retenues Fig II 4 sont un sable concass 0 4 un gravillon 5 12 5 et un gravillon 12 5 20 Fig II 3 Vue d ensemble de la carri re de Jbel Ressas et du front de taille 2 Chapitre Etude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 65 Fig II 4 Coupures granulom triques des granulats retenues de la carriere Jbel Ressas Sable concass 0 4 Gravillon 5 12 5 Gravillon 12 5 20 7 2 2 5 Jradou Le site de la carri re de Jradou se trouve au lieu dit Jbel El Rhezala
81. qu il sous estime la plupart des r sultats exp rimentaux notamment les meille ures performances On v rifie ainsi que les b tons calcaires tudi s r sistent mieux en traction que ceux ayant servi a tablir ce mod le qui sont de nature siliceuse dans leur grande majorit 5 L cart moyen obtenu moyenne des carts absolus entre exp rience et lissage est de 0 50 MPa A l oppos le mod le de l Eurocode 2 surestime les r sistances en traction en particulier les plus faibles valeurs Rel 4 courbe en trait discontinu sur la Fig 1 L cart moyen est de 0 31 MPa Le comportement m canique des m langes calcaires tudi s n est donc pas d crit de facon r ellement pertinente par ces deux mod les Un meilleur lissage est obtenu avec la relation 1 et des valeurs m et n optimis es de 0 166 et 0 852 respectivement courbe pleine fine sur la Fig 1 L cart moyen entre exp rience et mod le n est alors plus que de 0 18 MPa Toutefois cette approche ne distingue pas les nuances qui apparaissent entre carri res dont les granulats sont de qualit s diff rentes C est pourquoi une nouvelle exploitation des donn es a t r alis e sur la base du mod le propos par 6 relation 3 Les courbes correspondantes sont report es en pointill s sur les Fig 2 et les coefficients k sont donn s dans le Table 3 avec les carts moyens On constate que ce param tre varie significativement d une carri re l autre
82. r sistance en traction g n ralement faible joue un r le d terminant Enfin en ce qui concerne le module d lasticit l application du mod le du LCPC mod le trisph re a permis de retrouver les modules des granulats Les r sultats obtenus sont coh rents avec l ordre de classement de la r sistance m canique des roches m res ce qui confirme la pertinence de ce mod le Les roches qui pr sentent les plus fortes r sistances intrins ques ont les modules d lasticit les plus lev s L tude de l volution du module d lasticit dans le temps sur certains m langes hydrauliques a permis de mieux comprendre l effet de la nature du granulat Au terme de ce travail on peut pr tendre que les r sultats obtenus contribuent une meilleure connaissance des ressources granulaires tunisiennes Ils apportent des r ponses sur les possibilit s d utilisation des ressources s lectionn es dans les m langes hydrauliques avec toutefois des nuances selon l origine des mat riaux Ainsi les formations calcaires de Jbel Ressas de El Haoureb de Jradou et de Ain Tebournouk fournissent des granulats aptes entrer dans la composition de b tons hydrauliques de qualit courante m me et surtout si les sables contiennent un taux de fillers relativement important Les mat riaux de Nahli et de Tahent sont de moins bonne qualit et dans l tat actuel de leur production ils ne peuvent servir que pour des b tons peu performants Tou
83. rences assez significatives de dosage en eau et de r sistance par rapport aux pr visions De plus cette m thode ne prend pas en compte le r le des additions min rales tels que les fillers calcaires pr sents dans les sables de concassage ni celui de l air pi g ou des adjuvants r cents fr quemment utilis s des m langes hydrauliques En pratique cette m thode donne une premi re approche de la formule du b ton qui n cessite ensuite des ajustements exp rimentaux en r alisant un certain nombre de g ch es d essais puis une preuve d tude en laboratoire de la formule retenue suivie d une autre preuve de convenance sur chantier Le but cette derni re tape est de v rifier qu avec les moyens du chantier il est effectivement possible de r aliser la formule retenue Malgr ces inconv nients cette m thode a t retenu pour v rifier nos m langes car c est la seule utilis e en Tunisie Elle nous a permis aussi de confronter ses r sultats avec ceux issus du nouveau mod le de formulation propos par le Laboratoire Central des Ponts et Chauss es LCPC francais qui prend en compte notamment l ensemble des propri t s des mat riaux du m lange dans la pr diction des comportements Cependant plut t que d utiliser d s le d part cette m thode pour formuler les diff rents m langes envisag s nous avons choisi de recourir aux formules ayant d j des r f rences d emploi chez les partenaires industrie
84. sence de fillers limite le ph nom ne de ressuage ce qui vite une alt ration du contact pate granulat Enfin l exc s de fillers rend les m langes particuli rement collants en l absence notamment d adjuvants appropri s Dans cette approche on d signe par p le coef ficient d adh rence d termin sur les m langes optimis s b tons et par p le coefficient mesur sur les autres m langes plus riches en fillers calcaires mortiers et micro b tons Les valeurs de p ont t trouv es comme pr c demment par optimisation du lissage des points exp rimentaux en consid rant le parametre q appropri Les valeurs de p et de p sont port es dans le Table 6 Pour chaque carri re les points exp rimentaux comparant fc a fc et les lissages associ s sont pr sent s sur la Fig 2 Les courbes caract ristiques de la roche m re courbes maitresses d termin es pour les parametres p et q sont galement trac es sur ces graphiques On constate que les valeurs de p varient sensi blement selon les carri res indiquant une adh rence satisfaisante pour les mat riaux de Jradou une adh rence un peu moindre pour ceux de El Haroueb et de Jbel Ressas et une adh rence plus faible pour ceux de Ain Tebournouk Notons que les valeurs du coefficient p sont inf rieures 1 except pour 8 8 2007 Dispatch Pages 16 LE TYPESET MS Code MAAS3119 cp DISK 517 518 519 520 521 2
85. t relativis es 100 Les pourcentages correspondant pour Sp et G2 sont donn s dans le Tab II VI pour les trois m thodes de formulation Les caract ristiques des constituants ont t entr es dans le logiciel Les donn es sont disponibles au chapitre 3 1 Le calcul de la porosit granulaire n des m langes sans fillers a t effectu en consid rant un indice de serrage K gal 9 qui correspond au serrage d un empilement sec bloqu d o l ast risque La compacit granulaire o est alors d duite de n selon la relation 14 Les r sultats obtenus compl tent le Tab II VI g 1 n 14 Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 129 Tab II VI Proportions massiques des constituants dans chaque m lange porosit et compacit des m langes o 4 1 2 3 4 5 6 7 9 i5 16 7 18 Granulat Nahli El Haroueb Jbel Ressas Jradou Mixtes E D E ae CE CR CC Kann E 20 EN io o 024497 0 esr o o o o pre o sso d em ETE ED EE A EN EE ER g 0 7010 6840 726 689 736 0 765 0 652 0 695 0 728 0 673 0 7090 752 0 643 0 73200 754 0 689 0 813 0 803 S 0 061 7212 88 0 65 2516 67 0 57 37 16 79 0 52 32124 10 0 54 95133 64 0 66 29 12 21 Go E o o 0 o o 9 0 29910 30300 2680 3110 2510 247 0 34800 286 0 26 0 3270
86. une cotutelle entre l cole Nationale d Ing nieurs de Tunis ENIT et l Universit Henri Poincar de Nancy UHP Je salue les efforts d ploy s par Messieurs Mongi BEN OUEZDOU et Andr LECOMTE pour concr tiser cette collaboration Les essais se sont d roul s au Laboratoire de G nie Civil de l ENIT LGC au Centre d Essais et des Techniques de la Construction CETEC au GRMC et la soci t SIKA J adresse mes plus sinc res remerciements aux personnels de ces organismes pour leur accueil toujours chaleureux A ce titre j ai une pens e particuli re pour Monsieur Khaled HOUAIDI technicien la Section B ton au CETEC qui a test la plupart des 720 prouvettes r alis es Avant propos 5 durant ce travail et pour Madame Zeineb BEN AMOR ing nieur au LGC qui m a permis d utiliser le mat riel de fabrication et de conservation des b tons L encadrement scientifique de ce travail a t assur par Messieurs Mongi BEN OUEZDOU Rachid MENSI et Andr LECOMTE Je les en remercie tr s sinc rement Monsieur Mongi BEN OUEZDOU Maitre de Conf rences l ENIT a toujours t disponible pour suivre mon travail Il m a apport son soutien moral durant les moments les plus difficiles et il a su planifier le bon d roulement des diff rentes phases de cette tude Monsieur Rachid MENSI Maitre de Conf rences l ENIT a orient mes recherches d s leur d but et il a d fini les objectifs atteindre m a a
87. 0 4 0 7 Sa validit pour des b tons plus performants base de granulats r sistants a t v rifi e par F de Larrard 3 Toutefois cette relation ne prend pas en compte d une mani re pr cise et explicite l effet r el du granulat ni sa nature min ralogique ni sa r sistance m canique Son expression est donn e par la relation suivante fc t K oc t 1 ou c et a sont respectivement les dosages volumiques du ciment d eau et d air Une approximation lin aire de la formule de F ret a t propos e ult rieurement par Bolomey 4 Elle permet d estimer la r sistance la compression selon la relation suivante E V C fc t K oc t 55 95 2 La participation des granulats est prise en compte par le coefficient granulaire qualitatif Sa valeur est fix e dans un tableau a partir de la qualit du granulat La participation du ciment est prise en compte par oc t et par le dosage massique C E est le dosage en eau efficace et V4 est le volume d air exprim en masse d eau occupant le m me volume pour tre homogene avec E Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 140 On notera que ces deux relations ne prennent pas en compte le r le des additions min rales liantes utilis es dans les b tons hautes performances ni celui des fillers calcaires pouvant avoir aussi certains effets acc l rateur de mont e en r sistance p
88. 00 350 400 Ech ances jours Ech ances jours 50 B eton Ain Tebournouk 40 Nahli 530 El Haoureb uum 20 Jbel Ressas 10 Jradou 0 Se ee e 0 50 100 150 200 250 300 350 400 e Mixtes Ech ances jours Dans le d tail les valeurs de r sistances du mortier de Nahli sont les plus faibles bien que le rapport correspondant soit comparable aux autres mortiers Tab Tab IV II hors m lange mixte l effet limitant du granulat peu r sistant m caniquement LA lev joue donc un r le d terminant dans la r sistance du composite A l inverse le mortier de Jradou est le plus performant long terme Ceux de Ain Tebournouk et de El Haoureb sont comparables au del de 7 jours La mont e de la r sistance dans le temps des m langes mixtes est la plus r guli re Pour les autres carri res on constate que les courbes pr sentent une inflexion partir de 28 jours environ d lai au del duquel les performances augmentent peu L effet acc l rateur des fillers calcaires s estompe alors contrairement au m lange mixte qui contient un sable siliceux Les faibles valeurs de r sistances enregistr es au jeune ge 1 jour et 3 jours pour les m langes Mixtes et dans une certaine mesure pour Jradou Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 146 confirment par d faut le r le acc l rateur des fillers
89. 006 87 en 2011 Elle permettra donc de r pondre globalement aux pr visions des besoins du pays l horizon 2011 Toutefois ces ratios ne sont pas identiques selon les r gions dont certaines comme celle du district de Tunis ou du Centre Est sont ou seront sous quip es termes Notons enfin que l implantation de nouvelles exploitations des distances loign es des centres de consommations n est pas une solution conomiquement viable compte tenu des co ts de transport tr s vite prohibitifs 1 3 2 Prospective pour les sables roul s Les besoins en sables alluvionnaires roul s utilis s dans le secteur de la construction sont actuellement satisfaits dans chaque r gion Les pr l vements sont effectu s soit dans les gites s dimentaires carri res naturelles soit par les d p ts r cents d rosion alluvions des lits d oueds et d p ts oliens dont les r serves ne sont pas in puisables Toutefois les capacit s actuelles de production sont insuffisantes pour couvrir les besoins l horizon 2011 C est pourquoi l administration recommande de recourir si possible aux sables de carri res riches en fillers pour certains usages en b timent ou pour la viabilisation 4 Pour la ressource potentielle de El Khl dia le MEHAT recommande d tablir des tudes de reconnaissances compl mentaires visant tablir un plan d exploitation permettant de d limiter les zones exploitables avec les ac
90. 1 2006 et 2011 Les chiffres sont r sum s dans le Tab I X 4 L volution de ces besoins par rapport 1991 est report e sur la Fig I 7 Tab I X Prospective des besoins en granulats l horizon 2001 2006 et 2011 estimations du plan 4 Quantit s 1000 m 2639 3350 4271 5466 Nord Est hors district de Tunis 1153 1367 1624 1932 2304 Nord Ouest 1061 1245 7465 1732 2056 1781 986 Granulats Centre Est concass s Centre Ouest Sud Est Sud Ouest 9422 11380 13807 16827 District de Tunis 1420 1794 2277 2902 3715 650 528 597 1020 1206 17 590 78 309 56 173 5425 Nord Est hors district de Tunis Nord Ouest Centre Est Centre Ouest Sud Est Sud Ouest Sables siliceux 1 Fig 1 7 volution par rapport 1991 des besoins en granulats jusqu 2011 selon les pr visions du plan 140 Granulats concass s 12096 100 D Sables roul s 80 60 40 Besoin en granulats 20 0 1991 1996 2001 2006 2011 Ann e Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 35 Un traitement num rique des donn es a permis d appr cier par r gion l volution de la demande en granulats Les r sultats pour les granulats concass s et les sables roul s sont report s sur les figures I 8 et I 9 respectivement O
91. 1 R sistance des pates Le calcul de la r sistance des p tes n cessite de connaitre la quantit de ciment quivalent dans chaque formule relation 1 Elle a t obtenue en consid rant la quantit r elle de clinker c gale au dosage en ciment diminu de sa fraction de fillers calcaires et la totalit des fillers calcaires fi fournis par le ciment et les granulats sable et gravillons Les valeurs de sont donn es dans le Table 6 Elles sont l g rement inf rieures la quantit de ciment introduites dans les formules Table 4 cause du faible taux de C4A du clinker facteur contr lant l effet liant des fillers Il s agit ensuite d exprimer l paisseur maximale de p te EMP calcul e selon la relation 3 partir du volume granulaire g gal au volume des grains de taille sup rieure 80 um dans le volume unit de mortier de micro b ton ou de b ton volume granulaire g gal au volume maximum du m lange granulaire pr c dent en l absence des autres constituants eau air fillers Ce volume a t calcul avec le logiciel RENE LCPC partir des proportions granulaires des m langes r alis s et en consid rant un indice de serrage de 9 qui correspond celui d un empilement sec serr diam tre Dmax La r sistance de la matrice dans le temps fc t est alors calcul e selon la relation 2 en tenant compte des quantit s de fillers calcaires contenus dans le cim
92. 138 80 3 11 1 12 1 78 Tab I XX Composition chimique des sables de diff rents sites de production teneurs en ip ovenance Aram Sail Amri _ oas oor us NE See Sud Es Tataouie TiO Oxyde de titane Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 54 1 5 3 Conclusion L tude min ralogique et p trographique des roches qui affleurent en Tunisie massives ou meubles et dont sont tir s les granulats a permis de montrer qu elles pr sentaient une large tendue de caract ristiques m caniques physiques et chimiques La plupart des formations sont de nature carbonat e Elles sont largement pr sentes sur le territoire national et leur qualit est g n ralement bonne except pour quelques affleurements du quaternaire qui ne sont pas aptes former des granulats b ton de premier choix La plupart des autres formations peuvent donner des granulats pour les ouvrages courants en b ton voire pour des ouvrages performants La qualit des granulats d pend aussi dans une certaine mesure des techniques de fabrication La nature g otechnique du mat riau et son mode d laboration ne peuvent tre dissoci s car une roche ayant des bonnes caract ristiques intrins ques ne donne pas syst matiquement un bon granulat 18 Par contre une roche poss dant des propri t s moyennes peut donner un granulat de choix s il a t judicieusement labor Dans le bu
93. 152 153 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 171 172 173 174 175 176 178 180 181 Materials and Structures mesur s sur les b tons suffit en principe Mais un plus grand nombre de points permet d obtenir une valeur plus fiable par un processus de lissage par exemple Au niveau r glementaire europ en la relation retenue par l Eurocode 2 7 pour les b tons de r sistance la compression inf rieure 50 MPa est 0 3fc2 ar 4 ft est la valeur de la r sistance en traction directe ft est celle obtenue par fendage Le coefficient 0 9 corre spond l quivalence entre les deux modes de mesure Toutefois comme on le verra plus loin les approches d crites par les relations 2 3 et 4 ne refletent pas de facon satisfaisante les r sultats obtenus avec les b tons calcaires r alis s dans le cadre de cette tude Seuls les ajustements o les param tres m et n sont optimis s la fois donnent des r sultats r ellement pertinents avec des valeurs diff rentes pour chaque carri re Une autre approche donne un niveau de pr cision quivalent du moins 0 3 4 3 ouencore ft E E B 142 5 pour la plage de performances investigu e Elle consiste d duire la traction de la compression partir d une loi hyperbolique de la forme fe PA 5 q tc 1 o D et q sont deux coefficients qui d pendent des propri t s m caniques de la liaison pa
94. 2 niveau inf rieur calcaires phosphat s 2 3 argiles et marnes sous jacentes niveau moyen alternance de calcaires et de marnes 2 5 m niveau sup rieur calcaires durs massifs 40 m environ avec pr sence remarquable de nummulites micro fossiles Les calcaires de cette formation sont en gros bancs d bris coquilliers avec des intercalations de marnes et de gypse massif Seule la carri re El Gharbi Fr res est en exploitation Son ouverture date de 2001 Elle ne fabrique qu un granulat 5 12 5 qui a servi dans le cadre du pr sent travail la fabrication des m langes mixtes 2 2 7 El Khl dia Le gite de El Khl dia gouvernorat de Ben Arous se trouve 25 km au Sud de Tunis Il s agit d un gr s h t rog ne de couleur jaune ayant une teneur en silice variant entre 90 98 5 96 avec des oxydes de fer 0 5 0 8 La formation d ge oligocene est repr sent e par une paisse couche gr seuse dite gr s Fortuna qui comprend une partie inf rieure argilo gr seuse Fortuna A et une partie sup rieure massive sableuse Fortuna B 1 2 La coh sion de cette formation exige l emploi d explosif pour l abattage Le gisement fait l objet d une exploitation intensive 45 carri res sont install es sur les deux sites de Henchir Khouenjel et de Henchir Kharrouba Certaines carri res sont d j sous le niveau phr atique Le sable siliceux roul fin Fig I
95. 22 523 524 2325 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 571 572 Materials and Structures Fig 2 Relations entre la 50 r sistance exp rimentale fc et la r sistance de la matrice pour les diff rents m langes de chaque carri re Les points 30 4 correspondent aux 40 r sistances mesur es fc iG calcul es fcm aux 20 diff rentes ch ances 10 S fcm 50 El Haoureb fc fcm Jradou fc Jradou ce qui peut paraitre faible pour des calcaires r put s avoir une bonne affinit avec la pate de ciment 14 Mais le param tre d adh rence est affect aussi par la propret des grains ES VBta IP qui est plut t m diocre pour ces mat riaux Table 1 Pour une m me carri re l adh rence p augmente g n ralement lorsque les m langes deviennent plus Journal 11527 Article No 9287 Ain Tebournouk fc fc o Mortier o M Micro b ton o B ton Lissage Mortier Lissage Micro B ton Lissage B ton Courbe caract ristique de la roche mere fins c est dire lorsqu ils contiennent plus de sable et donc plus de fillers L augmentation relative p p est naturellement plus marqu e pour les mat riaux de valeur p moindre Toutefois ce rapport est pe
96. 23 Baron J Lesage R 1969 Compacit et maniabilit des b tons hydrauliques Rapport de recherche du Laboratoire des Ponts et Chauss es N 3 Ao t 24 de Larrard F Sedran T 2000 Manuel d utilisation de Ren LCPC Version 6 1d Logiciel d optimisation granulaire Septembre 25 Lecomte A 2006 Logiciel Compac Aspect th orique Notices d utilisation Laboratoire de Chimie du Solide Min ral Universit Henri Poincar Nancy 26 Lecomte A de Larrard F Mechling J M 2001 R sistance la compression de b tons hydraulique au squelette granulaire non optimis Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chauss es 234 Septembre Octobre R f 4378 pp 89 105 Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 136 Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 137 IV 1 Introduction Les r sistances m caniques et les modules d lasticit des diff rents m langes r alis s ont t mesur s entre un jour et un an au laboratoire CETEC selon les protocoles normalis s en vigueur On pr sente dans ce chapitre les r sultats de cette campagne d essais qui a concern rappelons le quelques 720 prouvettes 16x 32 Cinq prouvettes taient disponibles pour chaque type de composite mortier micro b ton b ton pour chaque carri re et pour chaque ch ance Pour un lot une pre
97. 24136 12 31 5 30 63 39 5 23 31 8743 86 33 56 31 58 26 14 27116 44 2 2 1 8 1 87 2 33 2184 4 2 81 2 25 1 481 35 0 95 10 73 2 68 2 13 2 45 3 05 2 2 75 2 41 2 16 2 02 1 31 1 15 1 29 S fts f 13 78 3 43 2 342 03 1 57 1 09 4 1 3 37 12 5 15 8 12 12 4 6 7 7 16 20 174 17 201 24 fT 16 7 15 6 14 9 8 8 10 19 2 25 7 28 7 19 2 8 2694 S Eu g 18 18 1619 5 9 2 115 216 29 1304 21 24 26 v gt H 2 2 24 34 27 15 14 5114 6 30 39 5 35 8 31 30 77 342 icro b ton c gt 2 a a IV 2 3 volution de la r sistance la compression dans le temps Le d veloppement de la r sistance exp rimentale la compression dans le temps est pr sent sur la Fig IV 5 par type de m lange mortier micro b ton ou b ton et pour les diff rentes carri res La comparaison des r sultats pour n importe quelle carri re montre tonnamment qu un ge donn la r sistance du mortier est toujours plus lev e que celle du micro b ton et du b ton Certes les mortiers contiennent plus de ciment Mais si calcule l ch ance 28 jours par exemple les r sistances des m langes en premi re approximation avec les relations de F ret ou de Bolomey en utilisant les rapports effectifs Tab la classe vraie du ciment 32 5
98. 278 0 2480 357 0 273 0 254 0 31110 1910 223 g 07010 6970 73210 6890 749 0 75300 652 0 713 0 73 0 673 0 72 0 752 0 643 0 727 0 7460 689 0 809 0 777 2 0 SSSI B 0 0 60 533329 Go EXE mero o Joof oro basto o muro o booto o Bos 9 0 299 292 0 25 0 311 0 233 0 233 0 348 0 2870 268 0 327 0 2780 238 0 3570 2680 246 0 311 0 187 0 177 Eo 0 701 0 708 0 75 0 6890 767 0 767 0 652 0 713 0 732 0 673 0 722 0 76210 643 0 732 0 754 0 6890 813 0 823 a moe b micro etos es D Bolt Le d du prse aaa B tonlabPro2 Dreux Gorisse La lecture de ce tableau appelle les observations suivantes e pour n importe quel m lange granulaire r alis avec des granulats de la m me carri re la compacit est une fonction croissante de l tendue granulaire Plus le spectre granulaire est large mortier micro b ton b ton plus la compacit est lev e On rejoint ainsi la th orie de Caquot 12 e les proportions granulaires du MEC sont celles qui conduisent la compacit la plus forte ce qui suppose que la consistance des m langes r alis s aurait pu tre atteinte avec une quantit d eau efficace moindre si leurs proportions granulaires avaient t optimis e les compacit s d duites des proportions donn es par la m thode Dreux s intercalent entre celles des formules du CETEC et celles du MEC Elles sont g n ralement plus proches de celles du MEC la compacit des b tons
99. 41 52 8 Sedran T de Larrard F 2000 B tonlabPro2 Logiciel de formulation des b tons Version 2 0 ex cutable sous Windows 95 et versions ult rieures Logiciel et notice Presses de l Ecole Nationale des Ponts et Chauss es Juillet 9 Norme NT 21 113 1990 B ton D termination de la r sistance la compression des prouvettes INNORPI 10 Norme NF P 18 416 1994 B ton Surfacage au soufre des prouvettes cylindriques AFNOR 11 Baron J Ollivier J P 1996 Les b tons Bases et donn s pour leur formulation Association technique de l industrie des liants hydrauliques Editions Eyrolles 12 Baron J Sauterey R 1982 Le b ton hydraulique Connaissance et pratique Presses de l Ecole Nationale des Ponts et Chauss es 13 Oluokun F A 199 Prediction of Concrete Tensile Strength from Its Compressive Strength Evaluation of Existing Relations for Normal Weight Concrete ACI Materials Journal Vol 88 N 3 pp 302 309 14 Norme NF EN 1992 1 2005 Eurocode 2 Calcul des structures en b ton Partie 1 1 r gles g n rales et r gles pour les b timents AFNOR Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 159 15 Norme NF P18 408 1981 B ton Essai de fendage Novembre AFNOR 16 Norme NT 21 115 1990 B ton D termination de la r sistance la traction par fendage des prouvettes INNORPI 17 Norme NF P18 407 1981 B
100. 6 de Larrard F Sedran T Angot D 1994b Pr vision de la compacit des m langes granulaires par le mod le de suspension solide II Validations Cas des m langes confin s Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es 194 Novembre D cembre pp 77 86 17 de Larrard F 1999 Concrete mixture proportioning A scientific approach Modern Concrete Technology 9 S Mindess amp A Bentur Editors E amp FN SPON London 18 Sedran T de Larrard F 1994 RENE LCPC Un logiciel pour optimiser la granularit des mat riaux du g nie civil Note technique Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es N 194 Novembre D cembre 19 de Larrard F Ferraris C F 1998 Rh ologie du b ton frais remani II Relations entre composition et parametres rh ologiques Bulletin des Laboratoires des Ponts et Chauss es 214 Mars Avril R f 4177 pp 69 79 20 de Larrard F Fau D 1996 B tonlab Logiciel d aide la formulation des b tons Version 3 5 Presses de l Ecole Nationale des Ponts et Chauss es 21 Sedran T de Larrard F 2000 B tonlabPro2 Logiciel de formulation des b tons Version 2 0 ex cutable sous Windows 95 et versions ult rieures Logiciel et notice Presses de l Ecole Nationale des Ponts et Chauss es Juillet 22 GEODIF 2007 Catalogue 2007 Ouvrages et Logiciels Presses de l Ecole Nationale des Ponts et Chauss es Distribution SODIS p 33
101. 6 pour les besoins en granulats concass s 5 ainsi que les chiffres de production les plus r cents capacit de production th orique de 2006 Pour les travaux routiers ces donn es sont fournies par r gion et par type de travaux Pour les autres programmes habitations et tourisme seules les valeurs totales des besoins par r gion sont donn es Jusqu ce jour aucune tude sur la conformit de ces chiffres aux besoins r els n a t tablie Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 37 1 2 4 1 Programme routier X plan Lex plan 2001 2006 avait pr vu dans son programme routier les actions suivantes e l am nagement de 1650 km du r seau class e le renforcement en b ton bitumineux du r seau class sur un lin aire de 1250 km e le comblement de lacunes du r seau class par la r alisation de 340 km de tron on routier e construction de 45 ouvrages Ponts et tunnels portant sur un lin aire de 3418 e la construction des voiries des villes et de leurs voiries structurantes Il s agit de la construction de 13 changeurs de 8 carrefours de 12 interconnections de 4 d viations et de 4 d doublements de voies e l am nagement de 1000 km de pistes agricoles e le rev tement de 1200 km de pistes agricoles e la construction de 368 7 km d autoroute Sur la base des quantit s unitaires associ es 5 voir Tab I I ces travaux devaient consommer a
102. 616 942 0 FR Avenue Charles Nicolle Cit El Maharaj ne 1082 Tunis TUNISIE Nos R f G C 07 2807 doc Objet acceptation article r f MA AS 3119 Bagneux le 26 juillet 2007 Cher Monsieur Taoufik Achour Jai le plaisir de vous confirmer par la pr sente que votre article r f rence MAAS 3119 Contribution des fillers calcaires l adh rence p te granulat Exemples tunisiens Contribution of the fillers limestones to the paste aggregate bond Tunisian example a t accept en date du 16 juillet 2007 pour publication dans le journal Materials and Structures Mat riaux et Constructions Je vous prie d agr er Cher Monsieur Taoufik Achour l expression de mes cordiales salutations 2 0 Prof Jacques Marchand R dacteur en chef RILEM Secr tariat G n ral 157 rue des Blains F 92220 Bagneux France T l 33 1 45 36 10 20 Fax 33 1 45 36 63 20 e mail sg rilem org http www rilem org n SIRET 784 617 649 00040 Code APE 913E N TVA intra communautaire FR 34 784 617 649 Si ge Social 8 rue du Rh ne Gen ve Suisse On d 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 Materials and Structures DOI 10 1617 s11527 007 9287 0 ORIGINAL ARTICLE Contribution des fillers calcaires a l adh rence pate granulat Exemples tunisiens Contribution of the fillers limestones to the paste aggregate bond Tunisian examples Taoufik Achour Andr Lecomt
103. 69 54013 NANCY C dex 03 83 68 20 00 Fax 03 83 68 21 00 COURRIER ARRIV E UNIVERSIT HENRI POINCAR d 3 NGV 2007 Sen icc de la Recherche et des Etudes Doctorales RESUME Ce travail de th se s int resse la valorisation des ressources granulaires tunisiennes de type calcaire dans les m langes hydrauliques Les mat riaux utilis s sont issus des carri res de Ain Tebournouk Nahli Jbel Ressas El Haoureb Jradou et Tahent qui sont appel es a alimenter les principaux centres de consommation de la r gion de Tunis et de la zone cotiere du Centre Est Les propri t s analys es sont les r sistances en compression et en traction et le module d lasticit Les r cents mod les du LCPC francais ont t utilis s pour pr dire ces propri t s Ils ne donnent pas toujours des r sultats satisfaisants en particulier si les m langes sont riches en l ments fins comme c est souvent le cas avec des granulats issus de carri res Les mortiers micro b tons et b tons r alis s dans le cadre de ce travail ont permis de proposer une extension de ces modeles Pour la r sistance la compression le coefficient d adh rence a t associ la teneur en fillers des granulats L hypoth se est que la pr sence des l ments fins de m me nature que les granulats am liore l adh rence p te granulat grace au rapprochement des propri t s de rigidit des deux mat riaux Pour la r sistance la traction
104. 8 459 460 461 462 463 464 465 466 467 Materials and Structures Kol Fr 91 VI Tel LS Ol 08 9 7 001 VL 95 SLET SSOT tac YTO bel tac 691 LC cc El LOTI 86 SIL8 LY L 916 068 78 901 LOTT CSL OVI LEC evt 9 CC 98 VI OTT Ie TI 5088 5065 589 686 ttv COU d vev T EST LLE 966 8e Ir LS LC 5606 orl 90 VI 1801 096 Us 69 LETT 9 9 ort OSS TTC Itt 6 tt 9S t 60 6 Ir OC LS ST SIT 88 C 09 t 6 76 ELIZ 066 165 086 687 98 CP LL 8E og VEET CIC eb Cl OLS 6 Ip Orr SEIT COE T VOC Les 6 LE F 43 c0 8C 9 SC CC c9 6I 8 ST LV OI 569 tt 6S 601 C LL8 LN CIO 681 SVE c1 sop 6 TOA o nopeo Ip tE Svr EC 6t CC 6t IOol C8E SI CS SO YI COE OL IT 092 0901 eL t 6t to 69 0 0 0 066 TSI CCC Ive 09 075 q e LOC 9 0t 8 DC SLP SCT 99 IC 6c SI LLA O EL 8 95 CECR 068 99 109 907 99 298 0194 22 U0J9q OJOIUI q TONIOW V e La CLC 8 OC 9 LI SEU VI 6 tl 6 9 9 0758 VEC 601 C 9 c T GIE VC SI TSI 9I eI SIT 158 69 7 OSL vs Ov CTS 0 ILS CCC ose ve 6 SEI 9 CC 10 61 SEI 78 COL 8c 8c GLY LSC COL Iv Dt tt 96 VC CC 91 601 O
105. 8 que les granularit s des gravillons G2 sont assez similaires et plut t resserr es contrairement celle des gravillons G qui pr sentent certaines diff rences entre elles les gravillons de Jradou et de Ain Tebournouk sont plus fins ceux de Nahli et de Tahent se distinguent par un taux de fines assez lev 5 8 pour le 10 20 de Nahli et 4 6 pour le 5 12 5 de Tahent Tab II I Au regard de la norme NT 21 25 7 qui s applique en Tunisie et qui pr conise une teneur maximale en fillers de 2 pour les eravillons b ton ces deux mat riaux sont plut t hors sp cification On notera aussi les granularit s peu tal es des fractions G de Jradou et de Ain Tebournouk Cette derni re pr sente plus de 13 9o d l ments de grosseur inf rieure 2 5 mm et moins de 43 d l ments de grosseur sup rieure 5 mm La granularit du 2 6 3 de Ain Tebournouk assez fine se rapproche de celle d un sable Concernant les granularit s des sables S Fig II 9 on constate qu elles sont tal es et r gulieres l exception de celle du gr s de El Khl dia qui est plus fin et mieux gradu Ces sables sont form s en majorit de gros l ments leur module de finesse MF compris entre 2 0 et 3 4 sont sensiblement sup rieures la limite admise par la norme NT 21 30 8 pour les sables b ton On notera toutefois que le sable de Nahli est plus fin ainsi que le sable roul de El Khl dia qui a un module de finesse assez f
106. 81 00 91 O0 I OSTI 168 69 SL 9 SOET CC8 OSE ILS CCC ose CR 8 lt 60 SST STT 187 ELT 860 00 lt 00 67 09 87 00 97 00 TT 10 61 OS ET 078 COL 8 C STET 647 LSC COL SC CR LTE OT IST LOT Col 0871 0017 00 0 00 09 67 00 00 cc 00 9T 0601 IL OZ OSTC 1961 16 COS U039q 22 u039q OITU 0 IIOU Juoue L 9 1 08117 061 821 Fi LU 2 5969 O8T oy 0697 8C9 VI 2 Lol t5 Toy sonbruvooui SOOULISISOY V I ny HAN saondoiq ID H HG 9 sogeso FULN ynounoq LI SOIXIN OT nopeif eI sessoy oqf IT 01 LEE IY 067 6 lt 090 09 900 9 EIT 89 561 EET 6ST OL 80 PET 0996 0517 0616 TIOE 0060 687 080 00 TT 00 861 OST 0871 LT TT 089 061 IL Got Ly TSE 807 88 0 0 0 CLS OISI SIC CLE GTS q e OT A 8 L 9 5 t I aIL oU sogue our sop sonbruvoour jo sonbisAyd sojoudoud s gesop sop sojouidoig AQEL PIEM 13 1 TYPESET Pages 10 12 2007 Dispatch N N em 2 iss D N en 5 Article No MS Code Materials and Structures v9 CTE TOE 8 LT OST CO L O OLT 9 O ST CVC 0 cc vl L
107. 9 690 691 692 693 694 695 696 697 698 699 700 701 702 703 704 705 706 707 708 709 710 711 712 713 714 715 716 717 718 719 720 721 722 723 724 2129 726 127 728 729 730 731 132 733 734 735 736 Tal 738 Par ailleurs ces travaux fournissent des donn es nouvelles qui aideront a valoriser et a mieux choisir les ressources granulaires calcaires tunisiennes des tin es a la fabrication des m langes hydrauliques de demain Remerciements Les auteurs remercient plus particuli rement Madame le Ministre et les cadres du Minist re de l Equipement de l Habitat et de l Am nagement du Territoire Tunisien ainsi que les exploitants des carri res tudi es qui ont apport un soutien pr cieux la r alisation de ces travaux R f rences bibliographiques Neville AM 1995 Properties of concrete Longman ed Harlow 2 Feret R 1892 Sur la compacit des mortiers hydrauliques Ann PC 7 4 5 164 3 de Larrard F 1988 Formulation et propri t s des b tons tr s hautes performances Th se ENPC Rap Rech LPC 149 4 Bolomey J 1935 Granulation et pr vision de la r sistance probable des b tons Travaux 19 30 228 232 5 De Larrard F 1999 Concrete mixture proportioning A scientific approach Modern concrete technology 9 S Mindess amp A Bentur editors E amp FN Spon London Piem Journal 11527 Article No 9287 10 11 12 13 14 Materials and Struc
108. 960 60049 Centre Est_ 480 0 14970 0 1385 1602 SEO Centre Ouest _0 0 78484 3984 5730 88198 Sud Est 375 0 38750 60 0 10 45935 Sud Ouest O 0 4502 0 20 4752 Total Ces donn es montrent que les plus fortes productions se situent dans la r gion du Nord Est L activit conomique de cette r gion qui comprend le district de Tunis a Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 29 videmment favoris l implantation des carri res On constate en effet que plus de la moiti des carri res industrielles du pays sont en exploitation dans la r gion du Nord Est 105 203 soit environ 51 46 de la capacit de production du pays Une lecture plus d taill e des donn es issues de 4 par type de production et en termes de nombre de carri res valeurs non communiqu es ici montre que le district de Tunis poss de 37 carri res industrielles de pierre et 6 de sable roul Ramen la r gion du Nord Est le nombre de ces carri res repr sente respectivement la moiti environ 37 75 et les deux tiers 6 10 des carrieres de cette r gion Le district de Tunis tait donc et reste encore le p le principal du d veloppement conomique de la r gion du Nord Est et du pays D ailleurs cette poque plus du cinquieme de la population du pays plus de la moiti de l activit industrielle et pr s des deux tiers des activit s de services tourisme e
109. A M Ei 981 0 10 907 100 10 Lll Chapitre II Etude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 69 Ain LO 0 4 28 2 30 94 34 3 315 7847 90 868 4 8 4 96 936 63 10 10 9 BLL 10 3 15 Fig II 8 Granularit des gravillons concass s et G2 11 11 6 12 7 3 4 15 2 16 82 19 22 6 1 1 25 64 30 35 40 46 49 57 5 66 37 7 97 96 37 100 Tab II II Analyse granulom trique du sable de concassage passants cumul s en Ouverture des tamis l Nahli El Haoureb Jbel Ressas mm Tebournouk 0 3 15 0 3 15 0 9 9 1 2 0 2 9 68 985 98 d 2099 100 996 998 JL 10 Ain Tebournouk 2 6 3 A n tebournouk 6 3 16 10 20 Nahli 12 5 25 El haoureb 5 12 5 El haoureb 12 5 20 Jbel Ressas 5 12 5 Jbelressas 12 5 20 Jradou 3 15 12 5 Jradou 12 5 20 Tahent 5 12 5 Passants 96 Grosseurs mm Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques Fig 9 Granularit des sables fraction sup rieure a 80 um 100 90 Ain Tebournouk 0 4 Nahli 0 3 15 80 El Haoureb 0 4 70 Jbel Ressas 0 4 Y 60 Jradou 0 3 15 9 EI Khl dia 0 1 AO 30 20 10 O 0 01 0 1 1 10 Grosseurs mm On remarque d apr s la Fig
110. Ain Tebournouk de El Haoureb de Jbel Ressas et de Jradou pr sentent des compacit s sec assez voisines de celles des m langes optimis s Ce chapitre est compl t par le calcul de certains param tres caract ristiques des m langes r alis s indices de serrage et potentiel de s gr gation Le chapitre IV introduit le formalisme des mod les du LCPC de pr diction de la r sistance la compression de la r sistance la traction et du module d lasticit utilis s par la suite Les mesures exp rimentales des propri t s des m langes r alis es aux ch ances de 1 3 7 14 28 90 180 et 365 jours sont donn es ce stade L volution de ces propri t s dans le temps confirme le bien fond du concept de ces modeles En particulier le r le jou par le granulat et la surface de contact p te granulat est mis en vidence pour chacune des propri t s Ce chapitre constitue une introduction aux chapitres V et VI coeur de ce m moire Le chapitre V compare les mesures de r sistance la compression r alis es sur les diff rents m langes hydrauliques calcaires prouvettes cylindriques 16x32 conserv es dans l eau 20 C aux pr visions du mod le du LCPC Les r sistances exp rimentales sont souvent sous estim es par ce mod le Une extension est alors propos e en reliant le coefficient d adh rence p te granulat la teneur relative en fillers calcaire des m langes L hypoth se est que ces fillers asso
111. Am nagement des territoires Minist re de l Equipement Tunis Tunisia Journal 11527 Article No 9287 modele aux melanges hydrauliques base granulats calcaires concasses naturellement riches en fillers Abstract This article presents compressive test results carried out on a series of hydraulic concrete mixes without admixtures based on Tunisian lime stones aggregates Their estimated strength was calculated with the French model of LCPC Labora toire Central des Ponts et Chauss es which takes into account the effect of bond to the paste and the ceiling effect of the aggregates To check the experimental values the parameter of bond had to be associated the content of fillers aggregates because the performances predicted by the model are lower than the measurements at least beyond 10 of fillers The assumption is that the presence of these fine elements of comparable nature that the aggregates improves adherence or linking between paste and aggregate thanks to bringing together the properties of rigidity of the two materials and to a better homogeneity of the system The relationship found between the calcareous filler ratio and the bond coefficient then makes it possible to extend the forecasts of the model to the hydraulic mixtures containing aggregates crushed limestones naturally rich in fillers Motscl s Granulat fillers calcaires effet d adh rence compacit r sistance la compression
112. Ao t p 840 13 Zennir A 1996 B tons calcaires en Lorraine Utilisation des granulats du Bajocien de Viterne pour la formulation de b tons courants Th se de doctorat de l soutenue le 25 Juin 1996 Voirin J 2004 Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 57 14 Voirin J 2004 Utilisation des calcaires du Bajocien Lorrain en technique routi re Th se de doctorat de l UHP soutenue le 24 Juin 2004 15 Guesmi M 2000 Qualit et m thode d laboration des granulats S minaire sur la gestion et l exploitation des carri res Tunis 2 et 3 F vrier 11 p 16 Institut des Sciences et des Techniques de l quipement et de l Environnement pour le D veloppement 1987 Syntheses les sables Guide pratique d utilisation routi re N TE 230 C43 17 Norme NT 21 30 2002 Granulats D finitions Conformit s Sp cifications INNORPI 18 Aitcin P C Jolicoeur G Mercier M 1992 Technologie des granulats Cours de l Universit de Sherbrooke p10 19 Projet de Norme PNT 21 1995 2002 B ton Partie 1 Sp cification performance production et conformit INNORPI 20 Norme NF EN 12620 2000 Granulats pour b tons AFNOR Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 58 Chapitre IT Etude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques Chapitre II Etude des constituants utilis s dans les m la
113. GS naar Gips 130 19 rai os uo 1e Granulat M lange Formule sans avec sans avec sans avec sans avec EU MO Mi 13551 348 G 217 maa us ara sss 2 ssa sts 927 ototo pops molo o asl ms Ld aaa oes ee ws __ n85 185 221 7 ale 165 faio 2 9 G S preux na 4 _ 186 264 264 GS Yn tontabrrc2 8 173 147 049 120 ose 088 1077 05 5 2 G S preux 263 223 074 _ 184 077 078 fosa 06 b micro b ton c b ton Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 126 Les principaux constats suivants peuvent tre faits e les proportions des constituants S et G2 donn es par BetonlabPro2 sont sensiblement diff rentes entre formule 1 et formule 2 Elles varient en fonction du taux de fillers pr sent dans ces m langes Les diff rences sont maximales pour le b ton Nahli dont le sable est riche en fillers Pour ce m lange la formule 1 optimis e est obtenue sans la fraction alors que pour la formule 2 elle est donn e sans la fraction G2 Cet exemple montre bien l effet important du taux fillers sur la structure granulaire des m langes e pour la formule 1 des b tons de Ain Tebournouk dont le sable est aussi riche en fillers on retrouve le m me comportement que pour Nahli formule 1 c est dire le rejet de la
114. I 7 1ssu de ce gr s n a servi qu l laboration des m langes mixtes Fig II 7 Sable siliceux roul d El Khl dia AT a n KM ea Aw D w ai at A K mm dom E Mc Z e mE S ei f pe i TM 1 sk P CC n Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 67 11 2 3 Ciment de Le Karrouba Les ciments utilis s dans les b tons hydrauliques r alis s dans la r gion du district de Tunis sont ceux produits par la cimenterie de Le Karrouba sise Jbel Jeloud 4 km de Tunis Pour les b tons courants et conomiques le ciment privil gi est un Portland CEM II A L 32 5 4 a t retenu pour l tude Ce ciment est de couleur gris clair et il est d pourvu d additions min rales autres que calcaires Les quantit s n cessaires pour l tude ont t approvisionn es en une seule fois conservation dans des sacs plastiques II 2 4 Conclusion Les gisements retenus se diff rencient par leur origine g ologique leur mode d affleurement leur nature majoritairement calcaire et leur couleur Les granulats provenant de ces gisements hormis ceux de El Khl dia et de Tahent sont issus d un concassage primaire et secondaire Le premier concassage est effectu par un concasseur percussion Il donne un sable et un refus pouvant avoir des l ments pouvant atteindre 80 mm de grosseur Le concassage secondai
115. IL LEE 9 ct Gigs 191 16 COS xnouinoqo SOIXIIN 9T nopeif eI sessoy oqf IT OT 996 STE Trog OSTE SC VC 906 CC LC 78 61 vec LECT 89 SOL Vr 96 LY Se 8070 8877 0 0 0 TLS 0181 SIC CSC ELE 6cS q e A 8 L Lol LCC 8 TI 809 8 SS Vi VLY V8 9 9 SOS CH DIr 0708 SOL 601 SS C OI 85 SOET I8CC 069 0 61 0501 LOL ECD 81 LOC Olt OLE S q 9 5 8 t 2952 9812 962 8 3J 3 3J 9J V I JAIN 8 HA so9jouidouq LU 9 8 10 LU S 8 59 LU 2 sogeso OSULIOIN Sje nuer ON sop jo e PIEM 8 8 2007 Dispatch 1 TYPESET 9287 Article No N en un lt lt gt MS Code Materials and Structures 100 0 Da YLE O L SS 6 0 Sc 9y Ir 86 t9 tt 8t 6 Ur vC 6L 6I 5180 SC LOO tC8 0 08 0 6cL 0 SLC STI 41000 0 0 6070 vt 96 8 Ire LL SC 00 1Z Si LOL 9TS 0 600 8 0 6180 81170 OCT LT 9 70 083 0 Us COVE t6 LC 6c LT cc ll 00 TI O0 OI 00 9 5800 800 910 6390 6390 637 0 99 SOIXIIN OT 19071 c Lt 6S CE 00 SC Lc OC 8971
116. Il s carte m me dans certains cas Nahli de l intervalle propos par 6 0 32 k 0 47 MPa De m me les carts moyens sont toujours importants Ce mod le surestime aussi les faibles valeurs de traction et sous estime les plus fortes voir les courbes n est donc non plus pas totalement Dispatch 10 12 2007 LE Pages 13 TYPESET MS Code MAAS3321 DISK cp 236 221 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 213 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 202 Materials and Structures Fig 2 R sistance a la 5 traction ft v s r sistance a la compression fc pour chaque carri re Ajustements 0 10 20 Ain Tebournouk 5 30 fc MPa 5 El Haoureb ft MPa Nahli ft MPa N N 40 50 0 10 20 30 40 50 fc MPa 5 Jbel Ressas ft MPa 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 fc MPa fc MPa Mortier Jradou L n tdi Micro B ton gh 5 7 gt de Larrard a d Loi de puissance 1 r 10 20 30 40 50 Loi hyperbolique fc MPa pertinent pour ces b tons calcaires de performances courantes riches en fillers Les r sultats par carri re ont alors t interpr t s sur la base de larelation 1 en cherchant l
117. La Fig IV 2 pr sente l appareillage utilis Les valeurs de r sistance la compression sont r capitul es dans le Tab IV I Chaque valeur pr sent e correspond g n ralement la moyenne de trois mesures Le nombre total d prouvettes test es s l ve 432 La Fig IV 3 pr sente l tat d une prouvette apr s rupture Notons qu avant d entamer les essais le CETEC a proc d l talonnage de sa presse Fig IV 4 Fig IV 1 Surfa age Fig IV 2 Presse de Fig IV 3 prouvette Fig IV 4 talonnage des prouvettes compression apr s essai de la presse ge b L Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 143 Tab IV I R sistances la compression la traction et modules d lasticit des diff rents m langes de chaque carriere 1112 131415 16171819 10 11 I2 13 14 I5 16 17 18 Granulat E aaa Nahli El Haroueb Jbel Ressas Jradou Mixtes M lange a b c a bcla bjcjaj byc aj byjcjaj bj c 11303 pis fins 1380245 52411324 2651272 at _ 10 9 8 4 4 696 16 3 19 1 55 12 9 6 8 7 77 15 23 6 14 10 47 6 2 88 4 3 5 51 3 76 4 76 S fc 22 19 01 11 5 13 9 6 84 4 74 25 4 19 8421 66 30 214 0519 62 21 2 11 5 14 06 1 1 31 8 72 10 57 6 foi 9 8 2 029 6 26 16 15 6 8 22 6 58 30 8 24 25124 78 38 2 19 01 25 6 30 20 31 20 35 14 8611 67 13 1 5 fcio 36 29 18 220 812 279
118. Nancy Universite Universit Henri Poincar AVERTISSEMENT Ce document est le fruit d un long travail approuv par le jury de soutenance et mis disposition de l ensemble de la communaut universitaire largie Il est soumis la propri t intellectuelle de l auteur Ceci implique une obligation de citation et de r f rencement lors de l utilisation de ce document Toute contrefa on plagiat reproduction illicite encourt une poursuite p nale Contact SCD Nancy 1 theses sciences scd uhp nancy fr Code de la Propri t Intellectuelle articles L 122 4 Code de la Propri t Intellectuelle articles L 335 2 L 335 10 http www cfcopies com V2 leg leg_droi php http www culture gouv fr culture infos pratiques droits protection htm Nancy Universite gig is gas im ol isis Il an sao Tl Ecole Nationale d Ing nieurs de Tunis Ecole Doctorale EMMA Th se en co tutelle Pr sent e pour l obtention du Titre de Docteur de l Universit Henri Poincar Nancy Universit amp de l cole Nationale d Ing nieurs de Tunis Sp cialit G nie Civil par Taoufik ACHOUR tude de l influence de la nature des eranulats sur les propri t s des b tons hydrauliques cas des granulats calcaires tunisiens Soutenue publiquement Tunis le 15 Novembre 2007 Jury Pr sident M Bouassida Professeur Ecole Nationale d Ing nieurs de Tunis Rapporteurs G Escadeillas Professeur des universit s
119. S 03651 80 94290 89443 03651 395 T 30 1 2 3 2 6 R sistance la compression du ciment Les classes vraies des ciments informent sur la r sistance la compression t Jours Cette r sistance est mesur e sur mortier conventionnel mortier au tiers conform ment la norme NT 47 30 38 La norme NF P 15 301 35 classe les ciments courants selon leur r sistance normale gt 28 jours et suivant leur r sistance Rc 2 jours dite r sistance au Jeune age Les sp cifications du ciment concernant sa r sistance la compression 2 jours et 28 jours d pendent de la classe laquelle 11 appartient 33 Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 9 Pour le ciment CEM II A L 32 5 de l tude la classe vraie a t communiqu e par la cimenterie de Le Karrouba aux ch ances 1 3 7 14 28 90 180 et 365 jours Ces donn es regroup es dans le Tab II X VI ont t v rifi es exp rimentalement aux ch ances de 28 et 90 jours Pour les autres ch ances elles ont t ajust es sur la base d un mod le semi logarithmique admis pour la mont e en r sistance des ciments 30 La d marche consiste tout d abord d terminer l volution du parametre cin tique d t caract ristique du ciment en fonction du temps en supposant que cette volution est lin aire en chelle semi logarithmique Elle s crit selon la
120. ST OF L amp C 607 ULI 6 I apg TYE ote OTE 9 8c 697 O TT 0 8I UO CLT Cie VC UO 0 1 OTE 067 GC oc CSC 01 061 0 1 OTT 0 866 CEE Gee 8 0 9 6 C 6C 6 vC O LI C 9 Sr CEE CTE PO C 6C 6 ST VLI 0 97 DC UC lt 0 861 CSI L TI TSLO 1490 80990 60 0 6190 670 94 49 3 sq apog SESSOY 9qf 8 SE Or YTE PI O L 8T LI VOI Cor 0 6 PI 0 67 L ST 0 07 OO 0 0 8T CV 8 TC O17 C 6I 091 40 LET CTI STI 8 6 98 97 IK 80 0 090 6T TSI 9 ET SO OO V6 CL 159 Ir OTT 1201 Po lt 8 8L 8L Le SLO 66 6 lt lt 690 59 S 3 Ser else qoinory A 9 vI vl 8 CET 001 OL 0 8 cI C6 8 8 0 Vt Or 0 O ET 001 Co 0 0 9 vt od xog SOLO 9 L 0 689 0 8 8 617 CO CH CLI 119 0 96 PO LYT 9 9 cc 6 Ic OT 6 cI CO 681 991 Or 801 pse0 79 08 1150 o e OLT C SC CTT CSI 091 0 901 OF 0 CO C07 081 GO OCI 99 0 vc 0 0c 0 8I L 9I 8 SI 66 dD xog 90 70 7890 10 0 8 ynouimogqay 596 081 06 8c VI 9190 I 596 081 06 8c Vi 0 00 uo19q ODIN I 596 081 06 8c Vi LcV O JON I D 3
121. ab II XI ceux de Nahli de la roche mere la moins r sistante Ce r sultat parait logique m me s il n y a pas de relation directe entre r sistance a la compression et module des granulats et des b tons voir ci avant e Les modules augmentent rapidement entre 1 jour et 28 jours Ensuite l augmentation est marginale Fig IV 11 volution du module d lasticit exp rimental Eexp dans le temps pour les diff rents m langes de carrieres 40 Morti 40 ortier Micro beton 30 2 20 ul ul 10 perc 0 4 4 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Ech ances jours Ech ances jours 40 Beton Ain Tebournouk d Nahli El Haoureb PUn M RUNE ee ee Jbel Ressas 50 100 150 200 250 300 350 400 ch ances jours Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 157 IV 5 Conclusion Les r sultats de r sistance la compression la traction et de module d lasticit obtenus sont du m me ordre de grandeur que ceux des m langes hydrauliques courants De m diocres performances sont toutefois observ es pour les m langes r alis s avec les granulats de Nahli et de Tahent mixte de moins bonne qualit Les propri t s de ces m langes dans le temps sont contr l es en premi re analyse non seulement par les param tre
122. agement du Territoire de Tunisie un grand nombre de mortiers de micro b tons et de b tons ont t formul s avec des granulats calcaires provenant de sept carri res du nord et du centre du pays 7 Leurs sables sont plut t riches en fillers Les r sultats des essais ont t confront s aux pr visions du mod le du LCPC Elles sont satisfaisantes lorsque les m langes contiennent un taux mod r d l ments fins m me si les squelettes granulaires ne sont pas toujours de compacit optimale Pour les m langes plus riches en fines une approche compl mentaire fond e sur un raisonnement physique reliant le coefficient d adh rence la structure granulaire permet alors d obtenir des r sistances th oriques comparables aux valeurs exp rimentales La validit du mod le est ainsi tendue aux mortiers et b tons courants ayant des teneurs lev es en fillers calcaires L article rappelle tout d abord les principes du calcul de la r sistance la compression des m langes hydrauliques selon le mod le du LCPC Il pr sente ensuite les propri t s des mat riaux de l tude ainsi que les formulations et les r sultats obtenus Ces donn es permettent de d terminer les param tres de la matrice et de calibrer les coefficients caract risant les roches m res Les formules divergentes servent alors compl ter l criture du mod le Enfin une validation est faite partir de formules mixtes base de granulats issus de s
123. ahli est largement sup rieure le passage l tat lisse de la pate se fait alors avec un rapport e p plus faible La plus grande tendue granulaire de ce fillers et la pr sence de l argile expliquent ce comportement voir IP dans le Tab II IX A l inverse la faible valeur de Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 85 la compacit des fillers du sable de El Khl dia s explique pour des raisons oppos es li e la nature siliceuse du mat riau la quantit d eau n cessaire pour l essai est plus lev e 3 1 3 R sistance m canique Essai Los Angeles Les essais de r sistance m canique des granulats sont utilis s pour s assurer de la duret des mat riaux Les essais les plus couramment utilis s sur les granulats mettent en jeu des processus de rupture par fragmentation et d usure ou attrition par frottement Dans le cadre de cette tude seul l essai Los Angeles qui a t pratiqu pour l ensemble des granulats Cet essai r alis selon la norme NT 21 21 32 permet de mesurer les r sistances combin es la fragmentation par chocs La granularit du mat riau soumis l essai est choisie parmi les 6 classes granulaires suivantes 4 6 3 6 3 10 10 14 10 25 16 31 5 et 25 50 Celle choisie pour les granulats de El Haoureb de Jbel Ressas de Jradou et de Tahent est la classe eranulaire 6 3 10 Elle est extraite par tamisage de la fraction granulaire G de chacun de ces er
124. aible MF 1 26 Dans le b ton ce sable conf re g n ralement une meilleure ouvrabilit Les sables de Nahli et de Ain Tebournouk sont riches en fines Les teneurs de 27 et de 17 8 respectivement Tab d passent les limites admises par la norme NT 21 30 8 qui fixe une teneur maximale de 15 Le pourcentage des fines et les modules de finesse associ s aux sables completent le Tab II IV Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 71 Des essais compl mentaires sur les diff rents gravillons et Gz se sont int ress s la forme des grains s agit de la d termination du coefficient d aplatissement selon la norme NT 21 19 9 Cet essai consiste a effectuer 2 tamisages successifs le premier sur des tamis a mailles carr es qui permet de classer l chantillon en diff rentes classes granulaires d D avec D 1 25d le second pour les classes pr c dentes sur des grilles fentes parall les d cartement D 2 La valeur partielle A pour chaque classe l mentaire d D est donn e par la relation 1 Celle pour l ensemble du granulat A est donn e par la relation 2 Le Tab II III donne titre d exemple les r sultats de cet essai A et A du gravillon 3 15 12 5 du Jradou M A 100 en 1 M o est la masse du passant sur la grille fentes parall les et M celle du refus sur le tamis mailles carr es 00 9 Tab II III Coeffi
125. ainsi que les valeurs des compacit s b mesur es exp rimentalement des compacit s r elles a et des compacit s virtuelles D suppos es uniformes pour chaque coupure de chaque mat riau Fig II 11 Dispositif de mesure de la compacit des mat riaux grenus ENIT 2003 Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 83 d2 Compacit des poudres fraction lt 80um La mesure de la compacit des poudres fines est comparable par certains aspects au cas pr c dent Il s agit de mesurer le volume solide par une phase exp rimentale qui doit tre r alis e avec des fines compact es par une intensit connue Comme il n est pas facile de s parer les fines en tranches l mentaires la mesure de la compacit se fait sur tout le produit dont on connait la granularit Les fonctions compacit s propres satisfont la relation 15 Par convention la compaction de r f rence est obtenue lorsque le m lange constitu d une masse p au moins 350 g de produit sec et d une masse e d eau atteint par un malaxage dans un malaxeur normalis l tat de pate lisse et paisse 27 Cet tat standard est caract ris par un indice de serrage de 6 7 28 Lorsque la pate se forme on admet que les interstices entre les grains sont juste emplis d eau et que les particules commencent tre suspendues dans la phase aqueuse continue La teneur en eau e p sert alors calculer la compacit de la
126. alorisation dans les b tons voire dans certains m langes routiers Les donn es ont t trait es le plus souvent sur la base des modeles les plus r cents dont ceux du PIEM Journal Medium 11527 Article No 9340 LCPC fran ais qui constituent d excellents outils de formulation et de pr diction des comportements pour une large gamme de m langes Des extensions ont toutefois d tre propos es pour permettre leur adaptation au cas particuliers des m langes riches en fillers calcaires Pour la traction les mod les g n raux qui relient compression et traction par une loi de puissance ne donnent pas de r sultats r ellement satisfaisants pour les m langes calcaires si leurs deux parametres ne sont pas ajust s aux donn es Dans ce cas un autre mod le hyperbolique a t propos Il convient mieux pour les faibles et les fortes r sis tances et il a l avantage d associer de fa on plus explicite ses param tres la coh sion dans la zone de transition pate granulat et la r sistance limite du granulat en traction Ce mod le a t valid sur quelques m langes mixtes contenant des mat riaux siliceux et calcaires Il conviendrait encore de v rifier sa pertinence sur d autres mat riaux comme par exemple les m langes trait s aux liants hydrauliques destin s aux chauss es ou la r sistance en traction g n ralement faible joue un r le d terminant Le comportement en traction de ces produit
127. anges Param tres des granulats q et m et n concernant les granulats des m langes Loi de puissance Loi hyperbolique mixtes baz Granulat a b C m n p q MPa El Khl dia 100 36 62 28 67 0 115 0 950 0 108 0 006 Tahent 63 68 15 85 0 230 0 780 0 141 0 055 Nahli 55 48 0 210 0 758 0 145 0 031 c b ton le param tre n a t d duit de la relation 11 et de la valeur de LA de Nahli Les valeurs correspondantes compl tent les Table 6 On constate que celles trouv es pour le gravillon de Nahli p 0 145 q 0 031 s accor dent plut t bien avec celles d termin es initialement sur les m langes base uniquement de ce calcaire p 0 156 q 0 034 voir Table 4 Ce r sultat fond sur l hypoth se que le param tre de coh sion d un m lange mixte est proportionnel aux pa ram tres D de chacun de ces constituants pond r s par les volumes relatifs respectifs apporte une premi re validation des r sultats de traction obtenus dans le cadre de ces travaux sur des m langes calcaires tunisiens 5 Conclusion Ces travaux sur la r sistance la traction et le module d lasticit de m langes hydrauliques calcaires comp l te ceux initialement r alis s la compression sur les m mes mat riaux Ces deux tudes forment ainsi un ensemble complet de r sultats originaux qui permettent de mieux caract riser les ressources granulaires tunisiennes en vue de leur v
128. ants dans la cuve en commengant par le sable le ciment et les gravillons Les m langes ont t gach s avec l eau du robinet Le m me temps de malaxage a t adopt pour toutes les formules norme NF P 18 404 6 soit une minute sec et deux minutes en pr sence d eau Les m langes ont t pr lev s directement dans la cuve Les mesures d affaissement ont t r alis es dix minutes apr s le d but du m lange d lai l issu duquel l absorption est suppos e en grande partie satisfaite D ailleurs aucun raidissement significatif n a t observ sur les m langes entre la mesure de l affaissement et la fin du coulage Les moules ont t remplis en deux fois chaque couche tant vibr e avec une aiguille vibrante de 25 mm de diam tre 7 La dur e de vibration de chaque couche a t d termin e en fonction de l affaissement A et de l angularit du granulat en se basant sur les abaques pr sent s dans la r f rence 8 Les faces sup rieures des prouvettes ont t liss es soigneusement avec une r gle en acier Chaque prouvette a t recouverte ensuite par un film en poly thyl ne pour viter la dessiccation puis plac e dans le local F2 du laboratoire du d partement G nie Civil la temp rature ambiante est de l ordre de 20 C Le d moulage a t effectu avec soin au bout de 24 heures Juste apr s cette op ration les premi res prouvettes ont t Chapitre III Formulation des m la
129. anulats Pour les granulats de Ain Tebournouk respectivement Nahli la classe granulaire choisie est 4 6 3 respectivement 10 14 Selon 32 la charge abrasive introduite dans le tambour de l essai est constitu e de boulets sph riques de fonte ou d acier Le nombre de boulets introduits est tributaire de la classe granulaire choisie Il est de 7 pour la classe 4 6 3 9 pour 6 3 10 et 11 pour 10 14 Le coefficient Los Angeles LA est donn e par la relation suivante LA 100 m 23 ou m est la masse s che de la fraction du mat riau passant apr s l essai au tamis 1 6 mm g et M est la masse s che de l chantillon pour essai conventionnellement 5000 Les r sultats obtenus sont report s dans le Tab II XI Les valeurs du coefficient LA sont inf rieures la valeur sp cifi e par la norme NT 21 30 8 qui pr conise une valeur limite sup rieure de 40 pour les granulats destin s la confection de b tons courants On notera toutefois que les valeurs de LA de Ain Tebournouk de Nahli et de Tahent sont sup rieures celles mesur es sur les gravillons de El Haoureb de Jbel Ressas et de Jradou ph nom ne qui s explique par la nature de la roche m re En effet les roches de Ain Tebournouk et de Nahli sont caract ris es par la pr sence d argile Tab II IX qui peut fragiliser le mat riau La roche de Nahli est aussi celle qui a la plus forte porosit Tab II Pour El Haoureb la valeur trouv e est li e sans doute
130. ar exemple De m me le r le complexe du granulat dans le composite n est pas exprim de facon rationnelle Ses propri t s r elles r sistance m canique adh rence avec la p te de ciment etc n interviennent pas directement dans le calcul de la r sistance fc du composite R cemment un modele plus complet a t propos par F de Larrard 5 dans lequel le b ton est assimil un mat riau composite form d une phase rigide dure et inerte le granulat suspendue dans une matrice liante la pate de ciment l ensemble tant consid r comme homog ne La r sistance pr visionnelle la compression du b ton fc t diff rentes ch ances de 1 jour an est calcul e par tapes Les d tails de calcul et les fondements des relations sont pr sent s dans la r f rence 6 et dans une certaine mesure dans le chapitre V Nous pr sentons ci apres les relations pour le calcul de la r sistance pr visionnelle la compression sous sa forme complete ainsi que les relations y aff rant fc t 3 fc t 1 avec 2 85 Seal 0 13 t 213 4 oc d t 0 0023 D 2 50 E dun J EMP 4 C E o les param tres Ceg et EMP sont donn s par les relations suivantes t pz fi c 0c lol 2659 0 017 to 1 79 SM 5 C i EMP D ox 6 g La contribution des granulats est prise en compte par les parametres p adh rence pate granulats effet
131. arri res de Ain Tebournouk de Nahli de El Haoureb de Jbel Ressas de Jradou de El Khl dia et de Tahent Ces carri res sont rep r es sur la carte reproduite Fig 1 Le Table 1 donne l origine g ologique des mat riaux ainsi que les coupures granulaires utilis es pour l tude un sable S un gravillon interm diaire et un plus gros gravillon Les pr l vements n cessaires aux fabrications des m langes ont t effectu s en une seule fois et les essais de caract risation usuels des granulats ont t pratiqu s selon les normes tunisiennes ou AFNOR en vigueur masse volumique r elle MVR absorption Ab Los Angeles LA Sur les sables des essais compl mentaires se sont int ress s l argilosit des fillers quivalent de sable ES valeur de bleu VBta indice de plasticit IP Les r sultats obtenus comp l tent le Table 1 La granularit des mat riaux a t mesur e par tamisage pour les fractions sup rieures 80 um Celle des fillers a t obtenue par Dispatch 8 8 2007 LE Pages 16 1 TYPESET MS Code MAAS3119 cp DISK 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 198 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 231 238 239 240 241 242 243 La Bizerte pam gm La Goulette gt Re
132. asse satur e de l chantillon dans l air g et M est la masse de l chantillon en pes e hydrostatique g L ensemble des r sultats pour les diff rentes fractions granulaires est report dans le Tab II VIII Chaque valeur pr sent e est la moyenne de trois mesures b Absorption teneur en eau et porosit Les essais de d termination du coefficient d absorption d eau et de la teneur en eau sur des chantillons repr sentatifs des diff rentes fractions granulaires ont t s r alis s selon les normes 15 et 16 L expression du coefficient d absorption d eau Ab qui d finit le rapport de l augmentation de masse de l chantillon M provoqu e au bout de 24 heures par une imbibition partielle en eau la masse de mat riau sec M est donn e par la relation suivante M M Ab 100 9 5 L expression de la teneur en eau W qui d finit le rapport de la diff rence entre la masse de l chantillon sa teneur en eau en l tat M et sa masse s che M la masse s che de l chantillon est donn e par la relation suivante M M W 100 9o 10 S L essai de d termination de la porosit a t r alis selon la norme 15 L expression de la porosit n qui d finit le rapport du volume des vides accessibles l eau au volume r el de l chantillon est donn e par la relation suivante Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 77
133. asticit dans le temps IV 5 Conclusion IV 6 R f rences bibliographiques Sommaire 116 116 117 118 119 122 127 124 124 125 128 128 129 131 134 135 137 139 140 140 143 144 148 148 149 150 154 154 155 156 158 159 Publications Article 1 Contribution des fillers calcaires a l adh rence pate granulat Exemples tunisiens Article 2 R sistance la traction et module d lasticit des b tons calcaires Application a des m langes tunisiens Conclusion Rapport de soutenance Avis du jury sur la reproduction de la these soutenue Permis d imprimer n 1467 en date de 29 novembre 2007 R sum Sommaire 161 163 183 201 207 208 209 212 Introduction Introduction 13 La Tunisie dispose sur son territoire d une grande vari t de gisements potentiellement aptes a donner des granulats a b tons La connaissance et la gestion de ce patrimoine min ral sont des l ments d terminants pour le d veloppement du pays Elles incombent au Minist re de l quipement de l Habitat et de l Am nagement du Territoire MEHAT qui la charge de fixer les choix et les orientations strat giques en de ressources granulaires en fonction des imp ratifs conomiques et sociaux notamment La valorisation de ces ressources dans les b tons hydrauliques est l une de ses priorit s car ces mat riaux consomment la majeure partie des granulats actuelle
134. au varient sensiblement d un mat riau l autre absorption d eau des gravillons de Nahli et de Tahent sont fortes et elle devra tre prise en compte au moment de la formulation des b tons e les propret s des sables de Jbel Ressas de El Haouareb de Jradou et de El Khl dia sont satisfaisantes bien que leurs valeurs de bleu soient hors norme Les fines des sables de Ain Tebournouk de Nahli et de Jradou sont caract ris es par la pr sence d argiles les r sistances m caniques Los Angeles sont bonnes La roche de Ain Tebournouk de Nahli et de Tahent est toutefois plus tendre que celle de Jradou de El Haoureb et de Jbel Ressas Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 93 les compacit s r siduelles augmentent avec la taille des grains Les valeurs obtenues s inscrivent dans les intervalles propos s dans la litt rature Enfin certaines caract ristiques du ciment CEM II A L 32 5 retenu pour l tude ont t d termin es s agit particuli rement de la composition du clinker Ce ciment est caract ris par un faible taux de C3A et une teneur assez lev e de fillers calcaires qui d passe la teneur admise pour les ciments Portlands Une v rification exp rimentale des performances m caniques a permis aussi de montrer une bonne concordance avec les valeurs annonc es par le cimentier aux ch ances de 28 et 90 jours Chapitre II tude des constituants util
135. bleu de m thylene et classification g otechnique des sols Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es N 159 R f 3378 Janvier F vrier 22 Leroux A Unikowski Z 1980 Mise en vidence de l influence des fines argileuses dans les granulats b tons Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es N 110 Novembre D cembre pp 101 108 23 Toureng C Lan T N 1989 Mise en vidence des argiles par l essai au bleu de m thyl ne Application aux sols roches et granulats Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es N 159 R f 3376 Janvier F vrier 24 LCPC SETRA 1984 Sp cifications relatives aux granulats pour chauss es Paris 25 de Larrard F 1999 Concrete mixture proportioning A scientific approach E et FN SPON London 26 Lecomte A Mechling J M Voirin J Vulcano N 2000 Analyse des propri t s des grains par mesure de la compacit des tranches granulaires Avril 27 Sedran T de Larrard F 2000 Manuel d utilisation de RENE LCPC version old logiciel d optimisation granulaire Note technique des Laboratoires des Ponts et Chauss es Septembre 28 Sedran T de Larrard 1994 RENE LCPC Un logiciel pour optimiser la granularit des mat riaux du g nie civil Note technique Bulletin de Liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es N 194 Novembre D cembre pp 87 93 Chapitre II tude des constituants utilis
136. c est a dire si la quantit K est maximis e Les valeurs de pour les i diff rents m langes r alis s sont donn es dans le Tab Tab III VII Indices de serrage et potentiel de s gr gation des m langes r alis s um PAPE ae wea EE EECHER 431 1 6852 987 2 022 1 281 1 236 1 622 2 880 1 988 1 803 2 734 1 961 2 026 2 363 2 659 2 153 15122200 403p 124 0 36043222 0 3 096 3 250 0 11892200 0 90 0 37 0 90 0 88 0 82 0 89 0 86 0 84 0 89 0 89 0 91 0 88 0 88 0 91 0 70 0 67 0 0 62 0 56 0 0 69 0 67 0 0 66 0 67 0 0 63 0 67 Trois constats peuvent tre faits suite a la lecture de ce tableau Premier constat il concerne l indice de serrage du m lange complet Pour les m langes hydrauliques r alis s avec les granulats provenant d une m me carri re plus le diam tre D augmente plus l indice K augmente consistance comparable tous les m langes avaient globalement le m me affaissement L indice K du b ton est plus lev que celui du micro b ton lui m me sup rieur celui du mortier Deuxi me constat il concerne l indice de serrage Ko de la fraction fine D apr s la Fig III 4 on remarque que lorsque le rapport fi g du m lange augmente la valeur augmente aussi et par suite le risque de ressuage diminue d apres la relation 15 Le lissage est m diocre mais la tendance est v rifi e On retrouve ainsi le m me c
137. capitul s dans le Tab mentionnent un faible taux de C3A facteur qui contr le dans une certaine mesure l effet liant des fillers Ce ciment contient aussi un taux de filler calcaire hauteur d environ 6 3 qui d passe l intervalle de tol rance acceptable des additions min rales dans les ciments Portlands soit 5 selon la norme NF P 15 301 35 Le r gulateur de prise employ par la cimenterie est le gypse Tab II XII Analyse chimique des constituants du clinker Composition l mentaire pon EX EEES ER 64 19 Chapitre II Etude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 88 7 3 2 3 Granularit La granularit du ciment Tab a t fournie par la cimenterie La courbe correspondante est trac e sur la Fig H 12 Elle a t d termin e par granulom trie Laser type CILAS 1064 Liquide 36 Cette technique mettant en ceuvre une dispersion de la poudre par ultrasons lors des mesures donne automatiquement la courbe granulom trique d flocul e du ciment Le taux d l ments fins donn par cette m thode est probablement surestim car la mesure est r alis e dans une suspension de l thanol La surface sp cifique Blaine du ciment donn e par le cimentier est de 380 m kg Celle des fillers calcaires associ s au ciment a t prise en absence de valeurs gale celle du ciment en premi re approximation Tab Granularit
138. ce la compression diff rentes ch ances 1 3 7 14 28 90 180 et 365 jours ont t effectu es dans le laboratoire CETEC Section B ton sur des prouvettes cylindriques 16x32 cm conserv es dans l eau 20 C form es des diff rents m langes hydrauliques r alis s chapitre III L essai est r alis conform ment la norme NT 21 113 9 Chaque prouvette a t surfac e au soufre avant qu elle ne soit soumise une charge normative P croissante sous une presse jusqu la rupture Le surfacage a t effectu selon la norme N FP 18 416 10 Le but de cette op ration est de rectifier les surfaces d appui Fig IV 1 pour qu elles soient planes et perpendiculaires la charge axiale L paisseur de la couche de surfa age a vari entre 2 et 4 mm La machine de compression utilis e est une presse de force maximale 3000 kN Elle est constitu e par deux plateaux Celui du haut est fixe alors que celui du bas est reli un piston exergant une force axiale croissante P Cette presse est command e par un ordinateur Tonitrol Un PC enregistre directement la contrainte la compression La charge P est appliqu e vitesse constante de 0 5 MPa s jusqu la rupture La r sistance la compression fc en MPa pour la charge de rupture en kN est d duite de la relation suivante fc 210 Prap T 10 5 5 est la section de l prouvette en cm 200 pour une prouvette cylindrique 16 x 32
139. ces d valuer les r serves de d finir le ou les modes d exploitation possibles en tenant compte de l environnement ventuellement d esquisser un plan de r habilitation des pistes et une tude d impact comprenant les modalit s de remise en tat des lieux la cr ation d un groupement d exploitants pour la maintenance et la gestion de l ensemble des gites sous la direction de sa tutelle Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 47 LA Influence du cout de transport Toute nouvelle ouverture d exploitation de granulats est accompagn e d une tude de march int grant la distance moyenne de transport entre le lieu de production et le secteur de livraison Signalons dans ce cadre que le transport de produit ne fait pas l objet d une tarification r glement e 12 mais qu il est n goci librement entre le transporteur et le client Pour illustrer l impact du co t de transport sur le prix de vente de ces produits on a pris l exemple concret de la r gion de Tunis pour laquelle les prix des granulats rendus sur chantier sont connus Le Tab I XV pr sente pour un m me produit de carri re un tout venant TV 0 20 les prix de vente rendus Tunis en provenance des carri res de Nahli de Jbel Ressas et de Ain Tebournouk Il donne notamment la part attribu e au transport ainsi que le prix par kilom tre correspondant au transport de de ce produit Tab I XV de tran
140. ci s la p te de ciment modifient les propri t s de rigidit de la matrice de sorte qu elles se rapprochent de celle du granulat am liorant ainsi le comportement et l ancrage m canique de la liaison meilleure homog n it du syst me et finalement la r sistance du composite Cette approche permet de retrouver les caract ristiques moyennes de la roche m re m me si les proportions granulaires des m langes ne sont pas Introduction 17 optimis es La validation de cette approche est effectu e sur des m langes mixtes riches en fillers a base de diff rents granulats Le chapitre VI traite de la r sistance la traction et du module d lasticit des b tons r alis s Pour le premier volet l cart moyen entre les pr visions du mod le du LCPC et donn es exp rimentales est assez important Le recours un mod le de type loi de puissance ou loi hyperbolique dont les param tres de chacun de ces lois sont bien ajust s permet de mieux rapprocher pr visions et r sultats exp rimentaux L int r t du mod le hyperbolique est qu il apporte une interpr tation physico m canique au comportement la traction des m langes Ses param tres sont reli s la r sistance du granulat et la coh sion dans la zone de transition p te granulat Ils sont aussi reli s aux propri t s intrins ques du granulat coefficient Los Angeles ce qui permet de mieux interpr ter le d veloppement de la traction en fonction de la
141. cients d aplatissement et du G 3 15 12 5 de Jradou Tamisage sur des tamis a mailles carr es Tamisage sur des grilles fentes parall les Classes granulaires d D M cartement des grilles mm M x 12 5 16 10 12 5 8 10 13 57 6 3 8 5 6 3 19 2 4 5 1913 M YMj 100 15 71 12 5 ON 6 3 251251 HE x LA M M Z tA Les valeurs du coefficient d aplatissement A pour les gravillons G et Gz de toutes les carri res compl tent le Tab II IV Elles sont comprises entre 10 et 16 les valeurs partielles montrent souvent des amplitudes plus grandes Cette r gularit s explique par des modes d laboration comparables entre carri res et par des propri t s physico m caniques assez semblables entre les diff rents mat riaux calcaires Les valeurs d aplatissement indiquent que ces gravillons ont une forme plut t trapue favorable la mise en oeuvre dans les b tons hydrauliques bonne maniabilit bonne compacit Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 72 Tab II IV Pourcentage en fines des granulats module de finesse des sables et coefficient d aplatissement des gravillons S 04 178 298 Ain Tebournouk G 2 63 34 G 63 46 14 12 S 0 3 15 27 0 238 EN uu 125 25 20 113 6 S 0 4 13 2 294 El Haoureb 01 5 125 L2 15 3 G 12 5 20 07 1103 DM JbelRessas
142. compacit s des diff rentes combinaisons granulaires du CETEC de Dreux et de BetonlabPro2 ont t calcul es avec le logiciel Ren LCPC 18 Cet outil informatique qui correspond au MEC permet par simulation partir des propri t s des constituants masse volumique r elle eranularit compacit mesur e de l empilement etc et de leurs proportions massiques de d terminer directement la porosit du squelette granulaire pour un indice de serrage donn Ainsi par it ration le logiciel permet de trouver le m lange le plus compact le moins poreux Pour une combinaison de deux granulats 1 et g2 la solution correspond l optima d une courbe g1 g2 Par contre pour un nombre de granulats sup rieur les proportions optimales ne peuvent tre trouv es qu l issu d un nombre croissant d it rations r sultant de toutes les combinaisons possibles en principe C est la raison pour laquelle ces proportions ont t recherch es avec le mod le d optimisation de BetonlabPro2 voir pr c demment et les porosit s compacit s avec Ren LCPC Notons enfin que malgr la possibilit de t l charger gratuitement le logiciel Ren LCPC aucun tablissement universitaire ou laboratoire tunisien ne l utilise C est au cours de ces travaux de these que ce logiciel a pu tre utilis pour la premi re fois en Tunisie 4 3 1 Pr sentation du logiciel Ren LCPC Le sch ma de fonctionnement de Ren L CPC tir de
143. construction d habitations et l am nagement de zones associ es 247 e 2 x e e 3 ont t chiffr es 28 millions de m de granulats concass s 5 soit une consommation annuelle de 5 6 millions de m Les chiffres pr visionnels du vin plan pour 2006 taient de 8 7 millions de soit une augmentation de 36 par rapport ceux du lt lt plan Pour le programme touristique les estimations du x plan taient d environ 2 9 millions de m de eranulats concass s 5 soit une consommation annuelle de 0 58 million de m Le r capitulatif de ces besoins par r gion est port dans le Tab 1 Ce tableau est compl t par les pr visions du plan ch ance 2006 On note ici que le X plan n avait pas pr vu de besoins pour la construction de barrages La Fig I 11 reporte la r partition par type de consommation route habitation et divers des besoins de 2006 selon les deux plans Il en est de m me pour la Fig I 12 qui concerne la r partition par r gion Tab I XIII Pr visions des besoins de 2006 en granulats concass s et X plan 4 5 R gion Pr visions VIII plan X plan 2001 2006 2006 Quantit s 1000 m District de Tunis Nord Est hors district de Tunis Nord Ouest 1732 392 2801 6743 139 Centre Est Centre Ouest 2994 2640 122 4882 976 Sud Est L 4594 24320 393 1037 1000 80 1902 380 Total Chapitre I Potentia
144. de produits de carri res et X plan 4 5 HM ae Quantit unitaire m Am nagement du r seau class km 3354 3350 Renforcement du r seau class km 744 1740 Comblement des lacunes du r seau class km 1677 5400 Construction d veloppement r gional et Am nagement des pistes agricoles km 2210 2736 pr paration Rev tement des pistes agricoles km 110 150 des routes 1 km 6708 17006 Construction des Ouvrages d Art km 16800 Construction des Voiries des villes et Ges 1 km 4145 de leurs voiries structurantes Construction d habitations 1 2 0 6 0 7 m couvert Am nagement des zones d habitations logement 40 40 1 lit 30m 12 18 Construction de barrages 1 barrage 600x 10 500x 10 Selon 8 le secteur de l habitation a consomm durant l ann e 1989 plus de 70 de la production totale des granulats concass s et roul s Le principal consommateur dans ce secteur est le b ton hydraulique Dans le cas g n ral les tapes de production et de transformation de ces produits sont sch matis es selon le diagramme ci dessous Fig I 1 Les phases de conditionnement et de fabrication se situent g n ralement sur le site d extraction par n cessit conomique Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 24 Fig I 1 Diagramme de production et de transformation des produits de carri res Extraction Pr l vement des mat riaux dans
145. de 120 130 m Les calcaires blancs de cette formation se caract risent par leur puret chimique leur cassure conchoidale et leur duret Ils se pr tent bien la taille au concassage et au broyage Ces calcaires se pr sentent g n ralement en bancs pais stratifi s Toutefois la pr sence des petits joints marneux restreint leur emploi en tant que mat riaux de qualit pour les b tons hydrauliques Trois carri res sont actuellement en exploitation sur le site de Ain Tebournouk la carri re Bou Attour ouverte en 1991 la carri re SOMATP ouverte en 1996 et la carri re ouverte en 1997 C est cette derni re qui a fourni le sable concass 0 4 le gravillon 2 6 3 et le gravillon 6 3 16 utilis s dans le cadre du pr sent travail Ces coupures sont produites l aide de deux concasseurs percussion Apr s abattage le tout venant est pass dans le premier concasseur pour donner apr s criblage le sable primaire Le refus est ensuite pass dans le second concasseur pour donner des gravillons et un sable secondaire 1 2 2 2 Nahli Situ e proximit de Tunis 15 km au Nord gouvernorat de Ariana la carri re de Nahli est un site strat gique 1mportant Les formations cr tac es sup rieures de Nahli Campaniens niveau Abiod 80 65 millions d ann es se subdivisent en 3 facies 1 2 le niveau inf rieur constitu d une alternance de marnes et de calcaires L paisseur totale de c
146. de Tunis Pr visions du X plan 1178 944 Fig I 10 R partition par r gion des pr visions du et X plan pour les besoins en 2006 granulats concass s Programme routier 12004 Pr visions Vill me plan Lam z H H x j 1000 Pr visions X me plan e Q 800 Ka 5 9 a 600 D c w O 5 400 G 200 District de Nord Est Nord Tunis hors district de Tunis Centre Centre Sud Est Sud Ouest Est Ouest Ouest La comparaison de ces chiffres montre que les pr visions du lt plan ont au total tripl es par rapport celles du plan Dans le d tail les besoins de travaux routiers pour le district de Tunis ont t multipli s par 6 les consommations sont ici difficiles Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 39 estimer en raison des travaux impr vus li s une urbanisation souvent anarchique qui couvre aujourd hui pres des 3 4 du district 5 Les besoins pour la r gion Sud Est ont t multipli s par 4 Ce facteur traduit le d veloppement du secteur touristique dans cette r gion Signalons enfin que les travaux de construction de l autoroute M Saken Sfax dans la r gion du Centre Est ont consomm la majeure partie de productions 1 2 4 2 Autres programmes Sur la base des estimations du X plan 2001 2006 les pr visions des besoins en produits de carri res pour la
147. de m langes hydrauliques avec leurs productions actuelles de ces carri res Cependant en l absence d exploitations en activit sur le gisement de Jbel Lansarine c est celui de Tahent situ proximit et dans la m me formation g ologique prolongement des chaines montagneuses de Jbel Lansarine qui a t retenu Quand la r gion du Centre Est le d ficit de production est d essentiellement l absence de ressources capables de donner des granulats pour satisfaire ses besoins Le MEHAT recommande l horizon 2011 de recourir aux gisements de El Haoureb et de Jradou pour combler ce d ficit Ces deux carri res compl tent ainsi notre tude Enfin le gite de El Khl dia qui produit un sable siliceux roul fin a t s lectionn pour l laboration de m langes hydrauliques mixtes Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 56 I 7 R f rences bibliographiques 1 Chattaoui H 1993 Les vibrations dues aux tirs d explosifs S minaire sur la gestion et l exploitation des carri res Tunis 15 et 16 F vrier 11 p 2 Minist re de l quipement et de l Habitat Direction des Carri res et des Explosifs 2000 Contr le et assurance de la qualit S minaire sur les mat riaux de construction Tunis 2 et 3 Mai 17 p 3 UNICEM 2000 Le march des granulats en 2000 Rapport du service statistique Paris Janvier 4p 4 Minist re de l quipement et de l Habitat
148. du ciment CEM II A L 32 5 fournie par le cimentier E 7 i n d Nn es aes up 3e se 122 2 6 2083 74 3926 21 6126 72 92 61 3 2339 8 6 4186 25 6567 86 9549 _ 3 5 2668 10 4463 30 7054 102 97549 Fig II 12 Courbe granulom trique du ciment CEM II A L 32 5 Passants 96 O1 CH 0 001 0 01 0 1 1 Grosseurs mm 11 3 2 4 Densit La densit du ciment p donn e par le cimentier est de 3 19 Elle a t mesur e au pycnom tre selon la norme ASTM C188 37 La variation de cette caract ristique d une production une autre est faible Les fillers calcaires composants du ciment ont une densit de 2 7 La densit du ciment Portland pur p calcul e selon la relation 25 est alors de 3229 Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 89 p 7 Ce 6 Pei 25 ou ts est la teneur en fillers calcaires du ciment 6 2 1I 3 2 5 Comme pour les fillers des essais de pate lisse ont t r alis s sur le ciment La quantit minimale d eau e qui permet d obtenir une pate lisse et paisse est de 83 04 ml en moyenne pour une quantit de ciment de 350 g Selon la relation 22 la compacit exp rimentale est alors de 0 569 Les compacit s r elles a 0 3651 et virtuelles D 0 4196 suppos es uniformes de chacune des classes l mentair
149. e Mongi Ben Ouezdou Rachid Mensi Im ne Joudi Received 27 June 2006 Accepted 17 July 2007 RILEM 2007 R sum Cet article presente les r sultats d essais d la compression realises sur une serie de m langes hydrauliques non superplastifi s base de granulats calcaires tunisiens Leur r sistance pr visionnelle a et calcul e avec le modele LCPC qui prend compte l effet d adherence la pate et l effet limitant des granulats Pour v rifier les valeurs exp rimen tales le parametre d adherence a du tre associe la teneur en fillers des granulats car les performances predites par le modele sont inf rieures aux mesures du moins au del de 10 de fillers L hypothese est que la presence de ces l ments fins de m me nature que les granulats ameliore l adh rence ou l encrage entre p te et granulat gr ce au rapprochement des proprietes de rigidit des deux materiaux et une meilleure homogeneit du systeme La relation trou vee entre le taux de fillers calcaire et le coefficient d adherence permet alors d etendre les previsions du T Achour M B Ouezdou Mensi I Joudi Laboratoire de G nie Civil Ecole Nationale d Ing nieurs de Tunis Tunis Tunisia A Lecomte 24 Laboratoire de Chimie du Solide Mineral UMR 7555 IUT Nancy Brabois UHP Nancy Universit Villers l s Nancy Cedex 54601 France e mail andre lecomte iutnb uhp nancy fr T Achour de l habitat et de l
150. e ce rapport en italique s il s agit d un rapport massique Les formules ainsi s lectionn es correspondent des m langes de performances courantes des observations faites sur des m langes r alis s avec ces formules dans divers projets caract ris s par des rapports massiques eau ciment E C et gravillons sable G S proches respectivement de 0 5 et de 2 Pour les m langes de Nahli et le micro b ton Mixte on remarquera qu ils sont plut t riches en sable et qu ils pr sentent de ce fait des rapports G S plus faible La r sistance de l ensemble de ces m langes n a pas t consid r e comme une sp cification et par suite elle n est pas t consid r e comme un critere de s lection ainsi les mortiers qui ne contiennent que du sable ont des dosages en ciment compris entre 500 et 550 kg m Les micro b tons contiennent entre 350 et 400 kg de ciment par m Les b tons en contiennent entre 320 et 370 kg m Au stade exp rimental les quantit s d eau initialement pr vues ont t ajust es pour atteindre la maniabilit de r f rence 52 en maintenant constantes les proportions volumiques des granulats Tab III I Cette pratique a conduit des variations volumiques et donc des dosages diff rents des constituants qui ont t corrig s par la suite Certes cette d marche ne correspond pas un plan d exp rience rationnel mais ses cons quences sont toutefois efficaces puisque les diff rents m langes
151. e m me type de ciment Il conviendrait de v rifier sa pertinence avec d autres types de ciments car les propri t s de la matrice cimentaire risquent d voluer tant en r sistance qu en rigidit ce qui peut amener conforter l hypoth se bas e sur le rapprochement des rigidit s En ce qui concerne la r sistance la traction par fendage les r sultats des essais r alis s sur les b tons calcaires ont t interpr t s partir d une loi hyperbolique analogue dans sa forme celle utilis e pour d crire le comportement la compression des b tons Les deux parametres de cette loi sont alors consid r s comme des indicateurs de la coh sion pate granulat dans la zone de contact et de la r sistance limite du granulat la traction Pour les faibles valeurs de r sistance c est g n ralement la coh sion qui joue un r le dominant Pour les plus fortes r sistances c est l effet limitant du granulat qui contr le le m canisme de rupture du composite la traction La pertinence de ce mod le a t valid e sur des m langes Conclusion 204 mixtes avec des granulats calcaires et siliceux en partant de l hypoth se que l effet de coh sion tait proportionnel au volume des phases pr sentes dans le mat riau Comme pour la compression 11 conviendrait de v rifier la pertinence de ce mod le sur d autres mat riaux comme par exemple les m langes trait s aux liants hydrauliques destin s aux chauss es o la
152. e niveau est de 70 m environ Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 63 le niveau moyen qui pr sente aussi une alternance de marnes et de calcaires mais de tendance marneuse plus d velopp e paisseur moyenne est de 30 m environ le niveau sup rieur form de calcaires crayeux blancs d paisseur variant entre 50 100 m qui se terminent par les argiles de la formation Haria Une dizaine de carri res exploitent actuellement le site de Nahli Celle retenue pour le pr sent travail est la carri re de EI Hazami Elle a fourni les coupures granulom triques suivantes Fig II 2 un sable concass 0 3 15 un gravillon 10 20 et un gravillon 12 5 25 Ces fractions sont produites selon le m me proc d de fabrication d crit pr c demment Fig II 2 Coupures granulom triques retenues pour la carriere Nahli Sable concass 0 3 15 Gravillon 10 20 Gravillon 12 5 25 1 TC Eu j Nm JU IA GE Tr 2 s W A i di m Ak Ke ri P 11 2 2 3 El Haoureb Localis e 35 km de Kairouan et 100 km de Sousse Monastir la carri re de El Haoureb est l une des plus importantes de la Tunisie centrale C est l affleurement le plus septentrional des chainons jurassiques de la chaine Nara Bou Dzer commun ment connu sous le nom de l axe Nord Sud de la Tunisie Centrale Il est constitu de calcaires dolomiti
153. e par extrapolation des mesures r alis es en pr sence de 10 et 2096 de ciment 8 Pour les fractions comprises entre 80 um et 5 mm les compacit s ont t mesur es sur des chantillons secs de masse Ms de 3 kg soumis une vibration sous Dispatch 8 8 2007 Pages 16 LE TYPESET MS Code MAAS3119 DISK cp 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 212 273 274 212 276 278 219 280 281 282 283 284 285 286 EL 16 S 9 CO cg c8 T 99 908 FC LUE 8 8 001 8 RIGA 7 0 SH Materials and Structures 76 x PUI CI 9 L O L c6 8 0 ST x PU IT L O 0 86 O LT VI vt 8 8 LI x PUT 00 gt 25 dl 925 9g 9T I cert Ive voc SET 86T 66 9 1 SSI 0 1 801 OCT ct 6I CC 0c 0t VC LT 8 6 OT 9 90 FU t O KU 60 LL L 89 GE 9 Uc IN 200 2 qv 06 lt 086 OS 06 T 8 9T 0897 0997 0 9 OSLT OYLT O9LT TOST 066 009 069 09 8 HAN esseug op AN Ce 9UIULISJO9pU 2080 Tova 2U2904 9U2904 SESSOY serq onbisseunf onbisseinf dng 9587919 dng 9987919 uone 5118
154. enant compte des propri t s des granulats est pr sent par carri re sur les fiches de la Fig III 1 Pour le m lange mixte le mortier a t r alis avec le sable S de E Khl dia le micro b ton avec le sable pr c dent et le gravillon de Tahent et le b ton avec ces deux derniers mat riaux et le gravillon de Nahli D une mani re g n rale ni s gr gation ni ressuage notables n ont t observ s sur les m langes qui avaient tous une consistance plastique Chaque fiche comprend les d tails suivants d signation de la gach e et date de fabrication pourcentages volumiques et massiques des granulats selon les donn es du CETEC quantit s de ciment C et quantit d eau E ajust e exp rimentalement afin d atteindre une consistance plastique marqu e par un affaissement A compris entre 50 et 90 mm Ces quantit s sont d termin es pour une g ch e d un volume unit 1 m tre cube formule pond rale du m lange pour une gach e d un metre cube en tenant compte des corrections li es aux propri t s des constituants masse volumique teneur en eau et absorption d eau La quantit d eau efficace Ee est gale la quantit d eau Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 105 directement introduite dans le malaxeur Eajout e augment e de la masse d eau totale apport e par les granulats Eapport e et diminu e de la masse d eau satisfaisant l absorption Eabsorb e A l except
155. ent dans le sable et dans les gravillons et de leurs surfaces sp cifiques respectives Table 4 Les val eurs de d t sont donn es dans le Table 3 Celles de g g Dax EMP et fc t compl tent le Table 6 Journal 11527 Article No 9287 5 2 R sistance des m langes coefficients p et q Pour la d termination des coefficients p et q relation 4 la m thode consiste a comparer la r sistance de la matrice a la r sistance exp rimentale de deux m langes aux performances fortement contrast es La r solution d un syst me de deux quations deux inconnues permet alors de trouver p et q S1 plusieurs m langes sont test s il faut alors que les r sultats soient coh rents Dans le cas pr sent la d termination de ces coefficients s est faite partir du lissage des perfor mances mesur es sur chaque m lange dans le temps 8 couples de valeurs aux performances contrast es Les param tres p et q sont alors ceux qui satisfont au mieux la relation 4 en minimisant les carts absolus par rapport aux valeurs exp rimentales utilisation d un outil d optimisation num rique Pour une production de granulats donn e m me carri re les valeurs obtenues pour un type de m lange b ton par exemple doivent en principe tre conformes celles des autres m langes micro b ton mortier puisque ces parametres caract risent la roche mere En pratique les valeurs trouv es non communi qu es pour ne pas surcharge
156. ent les uns des autres par diff rents aspects granulom trie teneur et nature des fines nature min ralogique angularit duret pr sence de mati res humides etc Ces formations r sultent d un processus souvent complexe d rosion et de s dimentation comportant des degr s divers une d composition sur place des roches originelles suivie d un transport fluvial et parfois olien 16 Ces processus agressifs conduisent ce que les formations sableuses tunisiennes ne contiennent pratiquement que du quartz qui est un min ral dur r sistant et quasi inalt rable Selon la nature et l importance du transport les grains de quartz pr sentent diff rents aspects mouss s et luisants lorsque le transport est d l eau rivi res zones c ti res ronds et mats si le transport est olien r gions du sud et non us s si pas de transport Les tudes men es par 7 ont permis de bien connaitre les caract ristiques g om triques physiques et chimiques des principaux gisements sableux de Tunisie Nous reprenons dans les Tab I XIX et I XX les r sultats marquant de cette tude Leur analyse compl t e par des communications priv es avec l auteur conduisent aux remarques suivantes e les formations sableuses tunisiennes sont riches en silice 96 98 6 90 avec des teneurs en oxyde de fer variables de 0 1 0 7 9o Les granulom tries sont plut t fines moyennes e certaines formations ont des pass es argileuses
157. ents param tres caract risant les mat ri aux sont d termin s avec soin la pr cision moyenne de ce mod le g n ral est en deca de 2 3 MPa Journal 11527 Article No 9287 Par contre si le squelette granulaire n est pas optimis il a t montr que le coefficient p n tait pas invariant cause notamment du ressuage li la carence en l ments fins qui altere l adh rence entre les plus gros grains et la p te liante 6 Sa valeur a pu toutefois tre reli e la structure granulaire du composite de sorte que les pr dictions du modele satisfassent aussi les r sistances mesur es sur des b tons pr sentant cette pathologie Notons enfin que le rapport des coefficients p et q d crit indirectement la r sistance la compression fc du granulat selon la relation empirique suivante 5 fCy 2 14 P 5 q Les cinq types de b tons base du m me ciment CEM I qui ont servi tablir cette relation ne pr sentaient ni exc s ni carence en l ments fins 3 Mat riaux Le choix des granulats retenus pour cette tude est associ une recommandation du Minist re tunisien de l Equipement de l Habitat et de l Am nagement du Territoire qui d finit les orientations strat giques du pays en de ressources granulaires Ainsi sept carrieres calcaires ont t s lectionn es pour v rifier la faisabilit de b tons hydrauliques avec leurs productions actuelles Il s agit des c
158. er article est pr sent sous sa version avant parution Uncorrected Proof Le second article est pr sent sous la forme de texte soumis la revue car ce jour le document n est pas encore parvenu pour une derni re lecture avant publication Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 158 IV 6 R f rences bibliographiques 1 F ret R 1892 Sur la compacit des mortiers hydrauliques Ann PC 7 4 5 164 2 Baron J Ollivier J P 1996 Les b tons Bases et donn es pour leur formulation Association technique de l industrie des liants hydrauliques Editions Eyrolles 3 de Larrard F 1988 Formulation et propri t s des b tons tr s hautes performances Th se ENPC Rap Rech LPC 149 4 Bolomey J 1935 Granulation et pr vision de la r sistance probable des b tons Travaux 19 30 pp 228 232 5 de Larrard F 1999 Concrete mixture proportioning A scientific approach Modern Concrete Technology 9 S Mindess amp A Bentur Editors E amp FN SPON London 6 de Larrard F traduit de l anglais par A Lecomte 2000 Structures granulaires et formulation des b tons Etudes et Recherches des Laboratoires des Ponts et Chauss es n OA 34 414 pages Avril 7 de Larrard F Belloc A 1999 L influence du granulat sur la r sistance la compression des b tons Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es N 219 Janvier F vrier pp
159. er l indice de serrage lorsque les quantit s de ciment et d eau sont fix es Pour ces deux param tres les valeurs des dosages effectivement mis en ceuvre voir Tab ont t impos s Les calculs ont t faits en consid rant tout d abord les sables bruts S c est dire avec leur fraction fine On obtient les r sultats indiqu s formule dans les Tab II V Ils ont t refaits ensuite en consid rant les sables d pourvus des fillers formule 2 sans fillers du m me tableau Dans ce cas les granulom tries des sables ont t recompos es sans leur fraction fine sables Sp et elles ont t entr es comme nouveaux constituants dans la banque de donn es Les proportions de Sp peuvent tre d duites de S uniquement les grains de diam tres sup rieurs 80 um en 9o par la relation suivante S t 7000 3 100 en 12 ou test le taux des fillers du sable en S est d termin e a partir de la relation suivante les grains de S concern s sont ceux de diam tres inf rieurs 80 poe enu 13 t En gardant les proportions des m langes sans fillers les formules ont t recalcul es avec les sables complets S formules 2 avec fillers On trouve ainsi les proportions des constituants comme si les fillers du sable taient associ es la pate Pour le calcul la proportion de sable S est d duite de Sy et du taux de fillers relation 12 valeurs en italique soulign dans les
160. ermet de d duire le rapport p p partir du ratio Dip des m langes r alis s puis la valeur de p partir des valeurs de p issues du lissage des points exp rimentaux on suppose ici que la valeur de l effet limitant q est celle d termin e sur les b tons On obtient ainsi une valeur unique de p qui v rifie la fois les performances mesur es et la relation 4 reliant fc p q On constate alors que l effet d adh rence caract ristique des mat riaux de cette carri re p 0 231 est particuli rement faible mais toutefois repr sentatif de la moindre qualit de la roche Table 1 et des m diocres performances obtenues sur les m langes hydrauli ques Fig 2 50 Mixtes 40 Courbe caract ristique roche El Khl dia Dispatch LE 8 8 2007 Pages 16 TYPESET MS Code MAAS3119 cp DISK 611 612 613 614 615 616 617 618 619 620 621 622 623 624 625 626 627 628 629 630 631 632 633 634 635 636 637 638 639 640 641 642 643 644 645 646 647 648 649 650 651 652 653 654 655 656 657 658 659 660 661 662 663 664 665 666 667 668 669 670 671 672 673 674 675 676 677 678 679 680 681 682 683 684 Materials and Structures 6 Validation Trois m langes compl mentaires ont t r alis s pour valider propos e sur la base du principe exp rimental pr c dents essais entre un jour et
161. errage K 9 a r v l en effet que les m langes taient moins compacts que ceux trouv s avec BetonlabPro2 et ceux aussi donn s par la m thode Dreux Il apparait donc que le recours des formules pr tes l emploi s est r v l e tre une approche hasardeuse Toutefois les b tons r alis s avec les granulats de Ain Tebournouk de EI Haoureb de Jbel Ressas et de Jradou ont des compacit s granulaires proches de la compacit optimale Ces m langes serviront donc en priorit de r f rence dans cette tude Les formules r alis es pr sentent des rapports G S et fi g tr s ouverts selon le type de m lange et le taux de fillers des sables utilis s carri res par rapport aux formules optimis es Cet ventail est finalement un atout pour pouvoir tudier le r le de cette fraction fine sur le comportement m canique des m langes Des difficult s de mise en ceuvre ont t rencontr es pour certains m langes Nahli micro b ton et b ton du m lange Mixte du fait soit du taux lev des fillers dans le m lange soit de leur nature argileuse Des ajouts d eau lors du malaxage ont t n cessaires pour obtenir la maniabilit de r f rence Ni r elle s gr gation ni ressuage n ont toutefois t Observ s sur ces m langes La connaissance de la r sistance m canique de ces m langes au squelette granulaire non optimis va permettre de tester la pertinence des mod les associ s au logiciel Be
162. es proportions granulaires est alors tablie La derni re partie de ce chapitre est consacr e la formulation des m langes selon l approche associ e aux mod les de LCPC Apr s un rappel sommaire de pr sentation de ces modeles la mise en ceuvre des logiciels B tonlabPro2 Ren LCPC et Compac est r alis e sur certains m langes Les proportions granulaires optimales retenues celles donnant la compacit maximale du squelette avec les constituants utilis s ont t fournies par B tonlabPro2 Elles ont t confront es celles des formules r alis es et celles issues de la m thode Dreux Notons que la compacit des m langes a t calcul e avec le logiciel Ren LCPC Les indices de serrage global et partiel et le potentiel de s gr gation de chaque m lange r alis ont t d termin s avec le logiciel Compac Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 102 III 2 Formulations retenues Des formules de mortiers de micro b tons et de b tons ayant d j des r f rences d emploi 2 ont t propos es par le laboratoire CETEC Elles pr sentent un minimum de p te de ciment et elles ont une consistance plastique S2 selon la norme NF P 18 305 3 soit un affaissement A au c ne d Abrams 4 compris entre 5 et 9 cm Les proportions granulaires volumiques correspondantes sont donn es dans le Tab III I Ce tableau est compl t par les rapports volumiques gravillons sable G S N B on d sign
163. es e des prouvettes calcul par comparaison de la masse volumique r elle MVR amp et de la masse volumique th orique des m langes 10 Le calcul de se fait selon la relation suivante n m La masse correspond au rapport de la masse des ingr dients introduits dans le ap 1000 1 5 malaxeur sur le volume r el de ces ingr dients solides et liquides Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 106 Les valeurs obtenues de Aen ont t toujours proches des valeurs th oriques qui ont t gard es pour ajuster les quantit s r elles de chaque ingr dient dans le r f rentiel du volume unit par ajustement des volumes partiels r alis s Le calcul se fait par une r gle de trois apr s d duction du volume d air pi g Ainsi le volume de chaque constituant qj en litre pour 1 m de m lange est d duit de la relation suivante 1000 A o qi 6 qne o q est le volume du constituant 1 dans la formule de d part dest le volume total des constituants dans la formule de d part Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 107 Fig III 1 Fiche exp rimentale des m langes des granulats de chaque carri re 2 2 1 Ain Tebournouk Propri t s des mat riaux kg m o Laun E c 290 26 o G ooo sis o Mortier Date de fabrication 23 05 2005 D signation Mo T Pourcenta
164. es roches tait domin e par les calcaires Le mode de production des granulats dans les carri res est bas sur l emploi de deux concasseurs percussion Le premier sert fournir le sable l autre permet de produire les gravillons La de El Khl dia exploite une formation siliceuse et elle ne produit que du sable Le choix du ciment s est port sur un produit couramment utilis dans le district de Tunis savoir un ciment CEM II A L 32 5 de la cimenterie de Le Karrouba L tude s est int ress e ensuite aux propri t s des granulats Les sp cifications auxquelles doivent satisfaire ces mat riaux pour un usage dans les b tons sont pr cis es dans la norme tunisienne NT 21 30 Les propri t s physico m caniques tudi es sur les granulats ont montr que leur granularit est continue Celle des gros gravillons sont plut t resserr es alors que celles des gravillons interm diaires sont plut t tal es La forme trapue des grains est favorable pour la mise en uvre dans les b tons Les sables 5 sont assez erossiers et leur module de finesse lev interdit priori selon les normes en vigueur leur utilisation dans les b tons Les sables de Nahli et de Ain Tebournouk pr sentent en outre des teneurs en fillers qui d passent le taux admis par la norme influence sur la formulation la fabrication et la mise en uvre des b tons les masses volumiques r elles porosit s et absorptions d e
165. es calc aires nationales 1 Un autre objectif est d utiliser les sables de concassage jusqu ici cart s de tout usage Dans ce but les granulats de cinq carri res du nord et du centre du pays ont t utilis s pour fabriquer des mortiers des micros b tons et des b tons de qualit courante r sistance la compression inf rieure 40 MPa 28 jours Il s agit des carri res Ain Tebournouk de Nahli d El Haoureb de Djebel Ressas et de Jradou Un sable siliceux roul prove nant de la carri re d El Khl dia a servi aussi la fabrication de m langes mixtes Ces derniers con tenaient galement un gravillon calcaire provenant de la carri re de Tahent La situation g ographique des carrieres les propri t s des mat riaux les formules r alis es et les r sultats des essais en compression ont t pr sent s dans un article ant rieur 2 Le pr sent travail s int resse plus particuli rement la r sistance la traction et au module d lasticit des m langes La r sistance la traction a t mesur e par fendage sur prouvettes cylindriques 16 x 32 con serv e dans l eau 20 C Les modules ont t mesur s sur le m me type d prouvettes apr s d termination de la r sistance la compression Les essais ont t r alis s selon les protocoles normalis s 3 4 Pour la r sistance la traction et selon la d marche habituelle les r sultats obtenus ont t compar s la r si
166. es completent le Table 1 Fig 4 Comparaison des 40 Ain Tebournouk modules mesur s et des modules calcul s pour les m langes Module des 30 granulats Oo 5 20 9 ul ul 10 Mortier A Micro O B ton Ecalc Eexp 0 0 10 20 30 40 0 10 20 30 40 Eexp GPa Eexp GPa 40 EI Haoureb 40 Jbel Ressas 30 5 20 Tr 10 0 0 10 20 Piem Journal Medium 11527 Article No 9340 E 76 GPa E 64 GPa 30 20 Ecalc GPa 10 30 40 0 10 20 30 40 Eexp GPa 10 12 2007 Dispatch Pages 13 1 TYPESET DISK LE cp MS Code MAAS3321 459 460 461 462 463 464 465 466 467 468 469 470 471 472 473 474 475 476 477 478 479 480 481 482 483 484 485 486 487 488 489 490 49 492 Materials and Structures Les Fig 5 comparent les r sultats de compression et de traction pour les trois formules Dans un premier temps les coefficients d effet de coh sion et d effet limitant des trois types de m lange ont t d termin s par lissage des points exp riment aux Les courbes correspondantes traits pointill s pour la loi de puissance et traits continus pour la loi hyperbolique sont trac es sur les Fig 5 et les coefficients associ s sont donn s dans le Table 5 Comme il s agit de valeurs qui se rapportent des m langes base de granulats de diff rentes natures elles sont not es p et q et m
167. es du ciment ont t obtenues avec Ren LCPC et la relation 19 La valeur D obtenue se situe dans l intervalle propos e par 30 0 41 lt D lt 0 44 Compar e la compacit des granulats et des fillers des sables la compacit D du ciment est plus faible Le Tab II XV donne les r sultats de sortie du logiciel Ren LCPC 28 Rappelons que les donn es d entr es du logiciel sont la compacit r elle de la pate et la granularit des particules du ciment Comme les diam tres de r f rence de la granulom trie laser different de ceux de Ren LCPC les valeurs des passants ont t interpol es des mesures fournies Le diam tre moyen d finit la moyenne des diam tres des grains passant travers le tamis d ouverture di Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 90 Tab Donn es de sortie du logiciel Ren LCPC pour le calcul de la compacit a des classes l mentaires du ciment CEM II A L 32 5 Masse vol 3190 kg m3 Compacit exp rimentale de l chantillon 0 569 Mesure effectu e en milieu infini Compacit calcul e de l chantillon 0 5689 Avec pour indice de compaction 6 7 propres de forme 0 wi 0 20 1 pour d lt 1 um sinon 0 0 224 03651 04 446 0 447 03651 08 76 0 894 03651 1 og 1 118 1 03651 12 86 8603S EEGENEN os 6 3 8 4089 8 944 03651 25 65 67 JL 28062 70361 40 75 471
168. es granulaires en Tunisie 36 Fig I 9 R partition par r gion des besoins en sables roul s Projection jusqu en 2011 100 Sud Ouest 90 _ Sud Est S 80 8 70 Centre Ouest 2 60 Centre Est 50 40 LJ Nord Ouest 30 a Nord Est hors district de nm 20 Tunis 10 District de Tunis 0 1991 1996 2001 2006 2011 Sud Ouest 3 4 2 2 3 0 2 8 2 5 Sud Est 6 1 5 7 5 3 4 9 4 6 Centre Ouest 11 3 10 9 10 4 9 9 9 5 G Centre Est 22 3 22 2 22 1 21 9 21 6 LJ Nord Ouest 11 6 11 0 10 4 9 9 9 3 il Nord Est hors 14 2 13 9 13 6 13 2 12 8 district de Tunis District de Tunis 31 1 33 1 35 2 37 4 39 8 Une lecture plus d taill e des besoins 4 chiffres non communiqu s ici montre que le secteur de la construction d habitations dont le b ton hydraulique est l l ment pr pond rant est le principal consommateur des granulats dans toutes les r gions Notre travail de th se s inscrit donc bien dans ce cadre puisque l un de ses objectifs est de pr server les ressources granulaires destin es aux b tons de qualit I 2 4 Validation des pr visions des besoins en granulats concass s l ch ance de 2006 Dans le but de valider les pr visions r alis es dans le cadre du plan la Direction G n rale des Ponts et Chauss es a mis notre disposition les donn es concernant le X plan 2001 200
169. es param tres m et n qui conduisent aux meilleurs ajustements Ceux ci sont trac s en traits discontinus sur les Fig 2 et les valeurs de m et de n sont port es dans le Table 4 avec les carts moyens correspondant Les lissages s ajus tent mieux aux r sultats exp rimentaux et les carts moyens sont moindres On dispose ainsi d un mod le plus pr cis pour ces m langes calcaires Journal Medium 11527 Article No 9340 D un point de vue pratique la meilleure facon de d terminer les param tres m et n d un granulat est de lisser selon la relation 1 les valeurs de compression et de traction d une vari t de m langes hydrauliques r alis s avec ce mat riau diff rents dosages en ciment et ou en eau ages diff rents A d faut deux b tons de r sistances la compression fc et fc contrast es pour lesquels on mesure par un nombre suffisant d essais la r sistance la traction ft et ft suffisent aussi Dans ce cas les param tres m et n sont donn s par les relations suivantes 10 12 2007 Dispatch 13 1 TYPESET W DISK LE cp MS Code MAAS3321 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 222 323 Table 3 Valeurs du coefficient mod le de de Larrard et carts moyens Carri res calcaires Granulat k 943 Ecart moyen
170. es valeurs du gravillon de Nahli ont t calcul es selon le m me principe toujours partir des coefficients p et q m et n mesur s sur les b tons Table 5 le param tre p m a t d termin partir des param tres p du sable d El Kh dia et du gravillon de Tahent et des dosages volumiques respectifs 5 Micro b ton granulats El Khl dia Tahent 403 494 405 496 497 498 499 500 501 502 503 504 505 506 507 508 509 510 511 512 513 514 515 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 50 fc MPa fc MPa 5 B ton Mortier granulats El Khl dia Tahent Nahli A Micro B ton ft MPa Loi de puissance Loi hyperbolique 0 10 20 30 40 50 fc MPa Pem Journal Medium 11527 Article No 9340 MS Code MAAS3321 Dispatch 10 12 2007 LE cp Pages 13 1 TYPESET W DISK Materials and Structures Table 5 Coefficients p et q et m et mesur s sur les m langes mixtes Param tres des m langes Loi de puissance Loi hyperbolique 1 Wi 516 517 518 519 520 521 322 32 524 525 526 527 528 529 530 531 532 533 534 535 536 537 538 539 540 541 m n Ecart moyen p Ecart moyen MPa MPa MPa MPa M langes 0 115 0 950 0 09 0 108 0 006 0 07 0 188 0 771 0 06 0 129 0 018 0 05 a mortier b micro b ton c 0 186 0 779 0 07 0 134 0 021 0 06 c b ton 5 po eee us Proportions volumiques des m l
171. es zones industrielles et touristiques la construction et l extension Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 30 d infrastructures portuaires etc a t estim e 20 de la totalit des produits des principales consommations Il est a signaler d apr s l avis verbal des responsables de la Direction des Carrieres et des Explosifs que ces pr visions ont t respect es ce qui suppose donc que les travaux aff rents chaque type de consommation durant cette p riode ont t r alis s 1 2 2 1 Programme routier Le plan pr voyait le renforcement de 2620 km de routes et la construction de 60 km d autoroute 4 selon la r partition donn e ci apr s Tab I VI Les besoins en produits de carri res correspondant taient estim s environ 5 3 millions de de granulats concass s soit 1 3 millions par an Les renforcements routiers concernaient essentiellement l am nagement du r seau class et dans une moindre mesure des pistes agricoles On constate que pour l ex cution de ces travaux le VIII plan ne pr voyait pas de besoins sables roul s Tab I VI Quantit s de granulats concass s pr vues par le programme routier 4 R habilitation modernisation et am nagement du r seau class Renforcement du r seau class en enrob plan 00 Rev tement des pistes 600 Construction d autoroute OD 1 2 2 2 Co
172. ev de MgO Oxyde de Magn sium et de silice Ces constituants peuvent cr er des r actions en pr sence de certains ciments r actions alcali silice et alcali carbonate Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 54 Tab I X VII Inventaire des ressources min rales carbonat es de la Tunisie et valeurs de LA et de MD relatives aux granulats issus des diff rents faci s 6 R gion Nord Est Jradou J Lansarine Mateur Tahent Boubbouch Ziba J Baccar Thyrh nien Calcaire crayeux Haouaria j SN formation Rejiche gr seux oolithique J Zaress J Ichkeul J Hairech Polong formation Nara calcaire dolomitique J Serj J Touiref Tajerouine Crees Calcaire dolomitique formation Serdj J Sidi Shili J Majen Ammar Siliana Ouest de Teboursouk Kef El Hrir Krib J Rabi a J Sidi Ahmed Zarrouk Nefza Tabarka J El Menchar J S Gassem J DI Menchar Halk Ennab A n El Acha Dahmani J Bougrine Nord Ouest 2 Centre E J El Kabar J Mellousi J Goubrar J Gouiet J Semmama Sidi Bouul aba J Chaambi J El Koumine J Sidi Atach Rouisset El Baten Chbika J Fernana J Mazzouna Centre Ouest Sud Est Sud J Bouramli J Ben Youn s Ouest J Saidane J Oust J Bouhamida J Ressas J Mayana Hammam Jedi Birine J Bouhadid Nahli Ain Tebournouk J Ayari J El azzag J Ouakir Bechateur
173. fait elle restera toujours la zone d approvisionnement privil gi e pour le Centre Est m me si les sites d approvisionnements du Centre Ouest sont plus proches Par cons quent l ouverture ventuelle de nouvelles exploitations dans la r gion du Nord Est devrait se faire dans sa partie la plus m ridionale sur les gites potentiels reconnus La carri re de Ain Tebournouk par exemple situ e 35 km au Sud Est de Tunis proximit de l autoroute Al et de la peut d j constituer une ressource int ressante la fois pour les besoins de la r gion du Centre Est et du district de Tunis A l horizon de 20206 de nouvelles exploitations pourraient tre autoris es dans le secteur de cette carriere Les produits extraits sont exploit s actuellement pour les couches de fondation voire les couches de base des chauss es L emploi des granulats de carri res pour la fabrication de b tons hydrauliques est marginal Il en est de m me pour le gite de Jradou situ environ 80 km au Nord Ouest des villes principales de la r gion du Centre Est Sousse Monastir et Mahdia A plus long terme le MEHAT pr voit l exploitation de nouveaux gisements dans les gouvernorats de Ben Arous et de Zaghouan notamment 4 qui sont dot s de plusieurs g tes int ressants comme par exemple Jbel Boukornine Ben Arous ou encore Jbel Raouas Jbel Fkirine et Ben Saidane Zaghouan Ces gites devraient faire l objet d tudes de reconnaissances compl
174. ff rents num ros Introduction 18 Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 19 1 1 Introduction Depuis le d but de son histoire l homme a toujours eu recours a des mat riaux naturels pour difier ses constructions Par exemple en Tunisie les Romains 1 construisaient des b timents et des ouvrages en utilisant les pierres qu ils extrayaient du sol auxquelles ils donnaient des formes particuli res grace une laboration pouss e C est bien plus tard avec l apparition du ciment que l art de construire a connu une v ritable r volution Au si cle l invention du b ton a permis de remplacer la pierre de taille par un compos base de granulats sables gravillons li s entre eux par un liant hydraulique Les exigences modernes obligent aujourd hui les producteurs de granulats proposer des produits r pondant des crit res bien pr cis pour laborer ce mat riau composite indispensable nos civilisations L exploitation des gisements est ainsi devenue une activit importante du d veloppement industriel d un pays En Tunisie au cours du plan 1991 1996 la consommation annuelle de granulats a t de 40 millions de tonnes environ pour l ensemble des travaux de construction 2 Ramen e au nombre d habitants cette consommation correspond un ratio de 5 tonnes par an et par habitan
175. fillers des sables utilis s Ces formules n ont pas toujours les caract ristiques attendues Par exemple pour le dosage en ciment choisi les rapports des m langes de Nahli devraient tre assez lev s en raison de la demande en eau g n ralement tributaire de la quantit de fillers pr sentes et de la porosit importante des granulats Or il s av re que ce n est pas le cas Un autre param tre intervient donc dans le contr le de la maniabilit Il peut s agir de la compacit favorable des fillers est des grains Enfin pr cisons que les formules du CETEC utilis es telles qu elles avec nos mat riaux n ont pas donn es des r sultats sur les rapports conformes aux sp cifications initiales Ce r sultat met en vidence l importance du r le des fillers dans les m langes De nouvelles formulations selon la m thode Dreux ont alors t tablies et compar es aux m langes r alis s Cette proc dure a t r p t e avec les formules donn es par les modeles d optimisation du LCPC qui prennent en compte les propri t s morphologiques des mat riaux pour trouver les proportions optimales Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 115 III 3 Formulation des m langes selon la m thode Dreux III 3 1 Principe de formulation Selon de Dreux 11 les proportions des constituants granulaires du m lange sans le ciment sont d finies a partir d une courbe
176. fraction interm diaire qui a manifestement un effet d compactant lorsque le sable est introduit en proportion sup rieure 61 e la plupart des m langes propos s par BetonlabPro2 sont plus riches en sable que dans les m langes r alis s dans des rapports compris entre 1 2 et 2 Certains b tons Ain Tebournouk Jbel Ressas sont appauvris en gravillon alors que les autres sont appauvris en gravillon Go Les rapports G S p tontabpro2 G S r e varient dans des proportions fortes et altern es e la plupart des m langes propos s par BetonlabPro2 sont plus riches en sable que ceux propos s par la m thode Dreux except pour Jradou dans des rapports compris entre 1 et 1 4 Les proportions de gravillon et G2 propos es par la m thode Dreux sont sensiblement celles des b tons r alis s les constats pr c dents s appliquent donc encore ici l exception des b tons de Jbel Ressas et de Jradou r sulte finalement que lorsque les m langes contiennent un taux plut t lev de fillers les m thodes de formulation traditionnelles ne sont plus capables de d signer le m lange qui conduit la plus forte Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 127 III 4 3 Compacit des m langes Logiciel Ren LCPC BetonlabPro2 ne donne pas directement la compacit de l empilement granulaire pour un indice de serrage fix K 9 par exemple C est la raison pour laquelle les
177. ge r aliser massiques des constituants CETEC 1 1 kg a 683 sur gach e de 451 et mesure d affaissement A sur PE frais d le s 256 256 107 E 20 210 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental gt 3 Formule du m lange ramen e au m a c a 529 oos mu m zm 3 Formule du m lange ramen e au m 5 524 sn fiska s m m tn 2 5 3 Formule du m lange ramen e au m E pep G Lal m om om 95 100 Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 1 2 2 4 Jbel Ressas Propri t s des mat riaux MVR Ab W kg m 9 so E oo s sem oo o _ 2660 oa 0 c 26 035 Mortier Date de fabrication 06 06 2005 D signation Mo R Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC 1 1 kg o o o 0 sur gach e de 451 et mesure d affaissement A sur EE frais C 4 157 275 22 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental Micro b ton Date de fabrication 08 06 2005 D signation Mi R Pourcentages volu
178. ges volumiques et Formule du m lange r aliser Formule du m lange ramen e au m massiques des constituants CETEC sur g ch e de 451 et mesure d affaissement A sur m lange frais Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental M kg Micro b ton Date de fabrication 25 05 2005 D signation Mi T Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser Formule du m lange ramen e au m massiques des constituants CETEC sur g ch e de 451 et mesure d affaissement A sur m lange frais EE ee we o Lull o o o 2278 251 axe 28 28 _ E 255 255 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental M kg B ton Date de fabrication 27 05 2005 D signation B T Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser Formule du m lange ramen e au m Formule de d part Formule au m Formule au M kg 1 ee ETS massiques des constituants CETEC sur g ch e de 451 et mesure LEPEN ES 5547 645 E 340 14 6 ER 304 9 34 3 d affaissement A sur m lange frais 314 SESS EE ae NEM 2314 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental M kg Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 108 2 2 2 Nahli Propri t s des mat riaux MVR Ab W kg m
179. granulaire de r f rence OAB Cette courbe est issue de l observation du comportement exp rimental de bons b tons ayant donn s satisfactions Elle ne se r f re aucune th orie bien que la courbe granulaire ressemble celle propos e par Caquot 12 La compacit maximale est alors suppos e atteinte lorsque la courbe du m lange r el coincide avec cette courbe de r f rence La construction de la courbe repose sur des abaques et des tableaux tir s de l exp rience qui sont habituellement admis comme r f rence pour d crire le comportement des b tons courants Pour d terminer les proportions volumiques des constituants granulaires seul objectif ici de l application de la m thode deux tapes doivent tre effectu es 11 l tracer la courbe granulaire de r f rence OAB sur le graphique granulom trique selon Dreux quelque soit le nombre de granulats la courbe granulaire de r f rence du m lange est repr sent e par deux segments de droite Trois points suffisent alors pour la tracer O l origine A le point de brisure et B l extr mit Les points O et B sont invariants quelque soient les m langes le point a pour coordonn es 0 08 0 de passants et le point B D 100 de passants D est le diam tre du gros gravillon Si D lt 20mm le point A a pour cordonn es D 2 50 D K K K y si D gt 20mm l abscisse du point est 5 D 2 et l ordonn e est la m me que pr c demment
180. hli et de El Haoureb les masses volumiques apparentes des sables sont sup rieures a celles des gravillons qui suppose une meilleure compacit c Propret des sables Deux essais compl mentaires se sont int ress s la propret des sables Il s agit tout d abord de l essai d quivalent de sable ES Cet essai r alis selon la norme NT 21 26 18 sur la fraction 0 2 des sables permet d appr cier uniquement la propret globale du mat riau sans distinguer la nature des fines en pr sence Il parait donc indispensable pour valuer de facon plus s lective la propret des sables de compl ter l essai d quivalent de sable par l essai au bleu de m thyl ne m thode la t che dont le principe est de d terminer la capacit d adsorption des fines actives par fixation du bleu de m thyl ne et de mettre ainsi en vidence l activit des surfaces des fines Cet essai a t effectu sur la fraction fine des sables selon la norme NF P 18 592 19 Il doit tre pratiqu si la valeur de ES est inf rieure la valeur sp cifi e par la norme NT 21 30 8 Des essais de limites d Atterberg et d indice de plasticit ont aussi t r alis s Ces essais effectu s selon la norme NF P 94 051 20 sur la fraction fine inf rieure 400 um des sables et des gravillons traduit l volution de la consistance d un mat riau fin avec la teneur en eau Quand celle ci augmente les argiles passent d une consistance solide
181. iau Enfin les surfaces sp cifiques des fillers calcaires issus des sables ont t estim es en comparant leur granularit avec celles de fillers calcaires de surfaces sp cifiques connues 10 Celle des fillers associ s au ciment a t prise gale a celle du ciment en premiere approximation Les donn es correspondan tes completent le Table 4 4 Formulations et propri t s des m langes Dix huit formules de mortiers de micro b tons et de b tons ont t r alis es avec les mat riaux d crits pr c demment utilis s tels quels pas de lavage des granulats Les mortiers ne contiennent que du sable et une quantit de ciment comprise entre 500 et 550 kg m Les micro b tons et les b tons contien nent respectivement entre 350 et 400 kg et entre 320 et 370 kg de ciment m Les proportions granul aires du squelette des b tons sables et gravillons et G5 ont t d termin es graphiquement selon la m thode de Dreux Gorisse 11 Les squelettes des micro b tons sables et gravillon G4 ont t volon tairement disproportionn s par rapport aux m langes th oriques Dreux Gorisse afin de tester les limites du mod le de r sistance Ainsi les micro b tons dont le sable est riche en l ments fins Ain Tebournouk Nahli ont t appauvris en sable ceux dont le sable contient un taux moins lev en l ments fins El Haroueb Jbel Ressas Jradou m lange mixte ont t selon cet ordre appauv
182. ig I 6 R partition des besoins en sables roul s par consommateurs plan B Divers 17 _ NS Tourismes 3 Ces pr visions bien qu elles ne soient plus d actualit permettent cependant de tirer les constats suivants e le VII plan pr voyait que la plus grande part des besoins en granulats serait pour la construction d habitations et donc indirectement pour la fabrication des m langes hydrauliques Cet tat de fait traduit durant cette p riode les orientations strat giques du pays en de d veloppement social e le faible taux qui apparait pour les travaux routiers est d au fait qu il ne tient pas compte des besoins annexes des autres centres de consommations e secteur touristique construction d h tels etc et le secteur li la construction des barrages protection des villes contre les inondations par exemple n ont pas t privil gi s lors de la pr paration de ce plan On pourra noter cependant que la Tunisie dispose d un littoral c tier d une longueur avoisinant 1200 km pouvant ainsi encourager des investisseurs exploiter ce patrimoine Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 34 1 2 3 Besoins en granulats l horizon 2011 pr visions du VIII plan Outre une valuation des besoins entre 1991 et 1996 le plan donnait aussi une prospective par r gion des besoins en granulats l horizon de 200
183. il sg rilem org http www rilem org n SIRET 784 617 649 00040 Code APE 913E N TVA intra communautaire FR 34 784 617 649 Si ge Social 8 rue du Rh ne Gen ve Suisse 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 22 26 27 28 1 2 4 5 6 7 8 9 10 Materials and Structures DOI 10 1617 s11527 007 9340 z ORIGINAL ARTICLE R sistance la traction et module d lasticit des b tons calcaires application des m langes tunisiens Tensile strength and elastic modulus of calcareous concrete application to Tunisians mixtures Taoufik Achour Andr Lecomte Mongi Ben Ouezdou Rachid Mensi Received 19 April 2007 Accepted 3 December 2007 RILEM 2007 R sum Cet article pr sente les r sultats de traction et de module d lasticit obtenus entre un jour et un an sur un vaste ensemble de mortiers de micro b tons et de b tons r alis s avec des granulats calcaires issus de cinq carri res tunisiennes Pour la traction les r sultats ont t compar s aux r sistances en compression mesur es sur les m mes m langes Les volutions obtenues ne coincident pas avec les lois de puissance g n ralement adopt es pour pr dire cette propri t Une approche o les param tres de la loi coefficient exposant peuvent tre ajust s aux donn es donne de meilleurs r sultats Le recours un autre mod le plus pr cis d crit par une loi hyperbo
184. ilis s dans les m langes hydrauliques 68 3 Propri t s des mat riaux retenus pour l tude II 3 1 Granulats II 3 1 1 Granularit La granularit des mat riaux a t d termin e par deux m thodes diff rentes selon la taille des grains Pour les fractions sup rieures 80 um la granularit a t mesur e par tamisage par voie humide La granularit de la partie fine tailles inf rieures 80 um a t obtenue par s dimentom trie a Fraction sup rieure 80 um La granularit des fractions sup rieures 80 um a t mesur e selon la norme NF EN 933 1 6 Apr s s chage de l chantillon l tuve et pes e de sa masse s che le tamisage a t r alis avec des tamis mailles carr es par voie humide puis sec apr s s chage des fractions Apr s pes e des refus de chaque tamis les courbes granulom triques ont pu tre trac es Les Tab II I et II II donnent respectivement les r sultats des gravillons et des sables des diff rentes carri res pour les gravillons interm diaires et G2 pour les gravillons grossiers Les courbes granulom triques des gravillons sont trac es sur la Fig H 8 Celles des sables sont pr sent es sur la Fig II 9 Tab II I Analyse granulom trique des gravillons passants cumul s en 906 Ouverture des tamis Nahli El Haoureb Jbel Ressas Jradou mm Tebournouk a 13 0 l6 7 794 79 7 25 7 100363 100 41 109 64 100
185. illers lev dans la plupart des formules conduit des parametres d adh rence vari ables selon les m langes L hypoth se vraisemblable est que les fillers calcaires associ s la p te de ciment modifient les propri t s de rigidit de la matrice de sorte qu elles se rapprochent de celle du granulat am liorant ainsi le comportement et l ancrage m ca nique de la liaison et finalement la r sistance pr vue du composite En rapprochant le param tre d adh rence du taux de fillers dans les m langes une extension du mod le est propos e Elle permet de retrouver les caract ris tiques moyennes de la roche m re m me si les proportions granulaires et le taux de fillers des m langes test s ne sont pas toujours optimis s Le mod le ainsi compl t est alors mieux adapt pour la caract risation des mat riaux calcaires souvent riches en l ments fill ris s qui conduisent g n ralement des m langes courants de r sistances peu lev es Des travaux compl mentaires r alis s par exemple avec les m mes granulats mais des matrices de r sistance et de rigidit diff rentes autres ciments permettraient de v rifier la validit de l extension de la loi sur l effet d adh rence et de donner un argument suppl mentaire l hypoth se bas e sur la compatibilit des rigidit s Dispatch 8 8 2007 LE Pages 16 1 TYPESET MS Code MAAS3119 cp DISK 685 686 687 688 68
186. inistre ainsi que Monsieur Abdejelil HAMROUNI alors Directeur du Laboratoire des Ponts et Chauss es de Tunis aujourd hui g rant du laboratoire de G otechnique Routi re et Mat riaux de Construction GRMC ont appuy favorablement l objectif de ce travail Les travaux ont t r alis s parall lement mon activit professionnelle au sein du MEHAT ou en tant qu Ing nieur en Chef j occupe le poste de Chef du Service des Travaux Neufs la Direction R gionale de Tunis Dans ce contexte il m a fallu trois ann es suppl mentaires au d lai normalement imparti pour finaliser la th se Ces travaux n ont pu aboutir qu avec l aide mat rielle d un grand nombre de partenaires industriels que je tiens remercier s agit des directeurs des carri res de Ain Tebournouk de Nahli de El Haoureb de Jbel Ressas de Jradou de Tahent et de EI Khl dia qui se sont charg s notamment du transport des granulats Des entreprises et des bureaux d tudes ont galement soutenu financi rement certains de mes d placements en France Enfin le Minist re de l Enseignement Sup rieur Tunisien MES m a octroy une bourse d alternance deux reprises Mes plus sinc res remerciements vont galement Madame la Ministre et aux cadres et personnels du MEHAT En particulier Monsieur Lotfi BRAHAM Directeur R gional de Tunis m a toujours encourag par sa d termination et son amiti Cette th se a t men e dans le cadre d
187. ion du sable de Ain Tebournouk il n y avait pas d eau apport e par les granulats puisqu ils taient avant formulation s ch s l tuve 90 C jusqu masse constante D une mani re g n rale la valeur de Eapport e diff rente de z ro pour les m langes de Ain Tebournouk et celle de sont donn es respectivement par les relations 1 et 2 suivantes B sonde gt W 1 i S G G ou est la masse du granulat 1 en kg W est la teneur en eau du granulat 1 en kg absorb e i S G G ou Ab est le coefficient absorption du granulat i On en d duit la masse d eau efficace selon la relation suivante E s Beieneen 3 quantit relative une g ch e au laboratoire 45 litres e mesures exp rimentales sur m langes frais en l occurrence l affaissement au c ne d Abrams A et la masse volumique mesur e par pes e des prouvettes 16 x 32 proportions r elles des constituants au moment de la gach e ajust es un m tre cube de m lange frais Le volume d air pi g th orique ame dans les m langes a t estim a partir des quantit s kg m de sable Ms et de gravillons Mg d pourvus de fillers selon la relation propos e par 9 rappel e ci dessous 1 0 00222 0 000988M 0 00368M 4 Le volume th orique ainsi trouv a t compar pour v rification au volume d air exp rimental as d duit de la p
188. ires pour s assurer que les sp cifications des cahiers de charges sont bien atteintes Le logiciel se compose d une banque de constituants divis e en dossiers ou sont stock es toutes les propri t s mesur es sur les granulats les liants les additions min rales et les adjuvants Une fois le jeu de mat riaux s lectionn deux types d op rations sont possibles a la simulation le logiciel pr dit les propri t s d un b ton d fini par l utilisateur Ce dernier peut simuler manuellement des g ch es successives en faisant varier les proportions des constituants s lectionn s au pr alable afin d atteindre les propri t s souhait es Ce mode permet de visualiser l influence de chaque constituant sur les diff rentes propri t s des b tons simul s Ces propri t s sont nombreuses elles int ressent le b ton l tat frais affaissement seuil de cisaillement viscosit plastique s gr gation etc et l tat durci r sistance la compression et la traction entre jour et un an mont e en temp rature etc D autres propri t s comme le retrait le fluage le module d lasticit et le co t sont aussi simul es b loptimisation c est en fait la d marche inverse Elle permet de trouver partir d un cahier des charges coh rent une formule optimis e Pour cela diff rentes contraintes peuvent tre fix es le co t unitaire est souvent un crit re pr pond rant Le logiciel d termine alors la for
189. is s dans les m langes hydrauliques 94 5 R f rences bibliographiques 1 Minist re de l quipement de l Habitat Direction des Carri res et des Explosifs 1994 Plan directeur pour le secteur des carri res Rapport global de SOTINFOR SERAH D cembre 2 1989 Production et qualit dans les carri res de roches massives ciel ouvert Bulletin de CTMCCV N 7 D cembre 3 Rhum F Sarra H 2006 Empilements granulaires et formulation des b tons hydrauliques par le logiciel Ren LCPC Projet de fin d tude ENIT Encadreur Ben Ouezdou M Achour T Ben Amor Z Juin 4 Norme NT 47 01 2005 Ciment Partie 1 Composition sp cifications et crit res de conformit des ciments courants INNORPI 5 Tourenq C Arqui G 1989 Granulats Presse de l Ecole Nationale des Ponts et Chauss es 717 p 6 Norme NF EN 933 1 1997 Essais pour d terminer les caract ristiques g om triques des eranulats Partie 10 D termination de la granularit Analyse granulom trique par tamisage AFNOR 7 Norme NT 21 25 1990 Granulats D termination de la propret superficielle INNORPI 8 Norme NT 21 30 2002 Granulats D finitions conformit s sp cifications INNORPI 9 Norme NT 21 19 1990 Granulats Mesure du coefficient d aplatissement INNORPI 10 Norme NF P 94 057 1992 Analyse granulom trique des sols AFNOR 11 Bouassida M Boussetta S 2007 Manuel de
190. it correspondante la teneur en eau qui marque le passage de l tat solide avec retrait l tat plastique en Tab II IX Propri t s physiques des granulats Propret ES 0 2 IP 400um 96 VBta 0 2 g 100g AinTeboumouk S 0 4 38 8 327 0 3 15 ElHaoueb 5 0 4 66 Ind Ja Ind ind termin En consid rant l ensemble des propri t s physiques li es la propret des sables on constate que les valeurs de ES pour El Haoureb Jbel Ressas Jradou et El Khl dia d passent sensiblement les valeurs des sp cifications de la norme NT 21 30 8 des sables a b tons Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 80 ES gt a 60 pour les sables concass s et ES gt a 70 pour les sables roul s Selon ce crit re les sables de El Haoureb et de Jradou ont une propret admissible pour les b tons de qualit courante Ceux de Jbel Ressas et de El Khl dia conviennent mieux pour les b tons de qualit sup rieure les valeurs de ES pour Ain Tebournouk et Nahli sont inf rieures aux valeurs sp cifi es par la norme NT 21 30 8 Le recours l essai de bleu est donc n cessaire avant de statuer pour ces sables 23 les valeurs de bleu des sables de Jradou de Nahli et de Ain Tebournouk d passent la valeur sup rieure sp cifi e par la norme NT 21 30 8 qui est de 1 0 g de bleu pour 100 g de fines elle est de 1 5 selon les sp cifications relatives
191. ivante enabsence de coh sion entre la p te et le granulat grains enrob s de paraffine par exemple seule la phase liante est sollicit e sur une section r duite de la surface de rupture i e la surface de pate entre les grains dans le plan soumis a la traction La courbe fc ft est alors quasi lin aire et sa pente l origine ou coefficient est plut t faible plus la coh sion entre les deux constituants est forte plus la r sistance en traction est forte pente p plus lev e car la surface sollicit e m caniqu ement est plus importante Cette surface est constitu e de la p te durcie entre les grains et de la surface de contact grains pate si les grains sont d chauss s ou de la surface de rupture des grains s ils sont cass s de m me plus le granulat est r sistant m caniqu ement plus le composite r siste en traction du moins tant que la coh sion dans la zone de transition voire dans la p te est suffisante C est cette propri t qui contr le alors la rupture la pente p inversement si le granulat est peu performant m caniquement la r sistance en traction subit un effet limitant du moins si la zone de transition pate granulat est suffisamment robuste La rup ture est alors contr l e par les performances m caniques du granulat parametre q enfin comme dans de nombreux mat riaux com posites la contrainte de rupture du syst me peut d passer celle de sa pha
192. la courbe granulaire de r f rence OAB Il peut s agir aussi du param tre MF qui sort dans le cas des sables retenus Tab III IID des limites propos es par la m thode 11 Cet tat de fait traduit les limites de performance de cette m thode En conclusion les m langes r alis s ont t disproportionn s par rapport aux r sultats donn s par la m thode Dreux Le recours des formules pr tes l emploi n offre donc pas syst matiquement une r ponse optimale du moins pour les m langes r alis s avec les eranulats de cette tude Pour chaque cas il est donc indispensable de d terminer les combinaisons granulaires optimales partir des granulats disposition Cette pr caution n a pas t respect e dans le cadre du pr sent travail La cons quence est que les formules r alis es pr sentent des rapports G S tr s ouverts selon le type du m lange par rapport aux valeurs th oriques issues de la m thode Dreux Comme on le verra plus loin chapitre V et Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 120 VI ceux ci ont toutefois permis de tester les limites des mod les de r sistance de LCPC 9 qui sont concus avec des m langes dont la structure granulaire est optimis e de pr f rence Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 121 4 Formulation des m langes selon la m thode III 4 1 Introduction Toute formulation est essentiellement un probleme de compacit
193. langes r alis s Tab III II et une vibration normale pour le mode de mise en place La valeur de K a t prise gale 0 car les m langes n ont pas t pomp s Les courbes eranulaires de r f rence OAB pour chaque carri re ainsi que les lignes de partage sont trac es sur la Fig III 2 Les r sultats des proportions volumiques des granulats sont r capitul s dans le Tab III IV Les rapports volumiques gravillons sable obtenus G S preux et ceux r alis s partir des formules du CETEC G S 4 compl tent ce tableau Les courbes des diff rents m langes granulaires formules r alis es formules selon Dreux compl tent la Fig 2 Tab I III Module de finesse des sables et des param tres et K m thode de Dreux Nan b micro b ton c b ton Fig III 2 M thode Dreux Gorisse appliqu e aux micro b tons et b tons de chaque carri res L gende des figures G2 9 Courbe de r f rence AB Ligne de partage S G1 Ligne de partage G1 G2 M lange r el M lange Dreux M lange B tonlabPro2 Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 117 1 3 2 1 Micro b ton Ain Tebournouk Nahli B n o o e n B me m 0 01 0 1 1 10 100 0 01 0 1 1 10 EL Haroueb Jbel Ressas 100 P B 100
194. lation et du march qui dictent le choix du mat riel utiliser Contrairement au produit pr c dent le concassage est ici une op ration auxiliaire Le criblage est tr s g n ralement pratiqu en pr sence d eau lavage car les gisements se situent souvent sous la nappe phr atique Ainsi les sables roul s ne contiennent que tr s peu voire pas d l ments fins 9 l oppos des sables de concassage qui en contiennent souvent beaucoup de 5 25 906 e argiles qui par transformation en p te fa onnage s chage et cuisson servent la fabrication des briques hourdis et autres produits rouges 10 tr s pris es en Tunisie e legypse dont la principale utilisation est le pl tre et les ciments 10 Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 23 Les principaux secteurs de consommation de ces produits de carri re pr sent s dans 4 sont e secteur routier e la construction des habitations e le secteur d am nagement des zones d habitations e le secteur touristique e la construction de barrages Le secteur li la fabrication des ciments n est pas consid r dans cet inventaire L hypoth se est que les carri res cimenti res sont g n ralement implant es proximit des usines Le flux de mat riau est alors consid r comme un flux interne cette industrie Tab I I Valeurs ayant servi de base pour les estimations quantitatives des consommations
195. le sol Traitement Concassage et tri des mat riaux Stockage et Transport I 2 1 Carrieres implantation production et r serve Situation en 1991 La Tunisie ne dispose que d un inventaire assez ancien de ses carri res 1991 I ne tient donc pas compte de la fermeture ou de l ouverture des exploitations depuis cette date A notre connaissance aucune tentative d actualisation de cet inventaire n a t faite ce Jour Les l ments de cet inventaire sont les cartes de localisation des carri res 11 disponibles uniquement la Direction des Carrieres et des Explosifs Elles constituent une banque de donn es pour l identification des carri res en Tunisie Elles sont accompagn es de fiches contenant des donn es relatives l identit de l exploitant la situation fonci re de la carri re la nature et la quantit des mat riaux extraits et enfin a la situation de l exploitation active ou inactive Leur implantation est port e sur les figures I 2 et I 3 Ces cartes mentionnent environ 3300 points d extraction mais le fichier ne concerne que 921 carri res exploit es r parties par classe artisanale ou industrielle par produit et par r gion Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 25 Fig I 2 Les g tes de sables d argiles de gypses et de pierres marbri res en Tunisie AmaiLES LED TP ECS Meee Chapitre I Potentialit et qualit
196. les carri res calcaires Granulat Loi de puissance Loi hyperbolique m MPa n Ecart moyen Moyenne cart q MPa Ecart moyen Moyenne cart MPa moyen MPa MPa moyen MPa Ain Tebournouk 0 173 0 841 0 16 0 16 0 141 0 013 0 21 0 15 Nahli 0 210 0 721 0 08 0 156 0 034 0 08 Haoureb 0 154 0 863 0 16 0 118 0 007 0 16 Jbel Ressas 0 168 0 838 0 24 0 138 0 012 0 15 Jradou 0 165 0 869 0 17 0 139 0 010 0 15 a mortier b micro b ton c b ton PIEM Journal Medium 11527 Article No 9340 Dispatch 10 12 2007 Pages 13 LE TYPESET MS Code MAAS3321 WY DISK 324 222 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 34 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 358 359 360 361 364 365 366 367 368 369 370 371 372 373 374 375 376 377 378 379 380 381 382 383 384 385 386 387 388 389 390 391 292 393 394 395 396 397 398 399 400 401 402 403 404 405 Materials and Structures de performances contrast es suffisent Dans ce cas les parametres p et 4 sont donn s par les relations suivantes ft ft f ft q f 1 m UL og gp Li RE 10 ft ft Les r sistances fc ft et ft ont t d finies pr c demment relation 9 D autre part le comportement physique du com posite soumis la traction peut tre illustr de la facon su
197. leur trouv e pr c demment pour chaque carri re est alors retenue pour tous les m langes de cette carri re En revanche pour pouvoir restituer les propri t s mesur es l effet d adh rence p est associ Journal 11527 Article No 9287 Materials and Structures au taux de fillers calcaires dans la p te quantifi par le rapport fi g L hypoth se est que ce param tre d adh rence marqueur de l accrochage entre la pate et le granulat d pend non seulement de la forme et de la texture des grains rugosit porosit propret mais aussi du contraste des propri t s m caniques entre les deux mat riaux en contact sans oublier une ventuelle liaison pitaxique entre pate et granulat En d autres termes toutes choses gales par ailleurs l adh rence sera meilleure si p te et granulat sont de rigidit s proches que si leurs rigidit s sont contrast es En consid rant la pate comme une phase homog ne on peut ais ment admettre sans n cessairement recourir un mod le d homog n isation que plus elle contiendra de fillers calcaires plus ses propri t s de rigidit se rapprocheront de celles du granulat calcaire et par suite meilleure sera l adh rence p te granulat le m lange tant m caniquement plus homog ne La r sistance exp rimentale sera alors sup rieure celle annonc e par le mod le bien que la r sistance de la matrice soit celle pr vue Notons subsidiairement que la pr
198. lique permet d apporter une interpr tation physique au comportement la traction des m langes hydraul iques Ses param tres sont reli s la r sistance du granulat et la coh sion dans la zone de transition pate granulat Pour les modules l utilisation d un T Achour M B Ouezdou Mensi Laboratoire de G nie Civil Ecole Nationale d Ing nieurs de Tunis Tunis Tunisie T Achour A Lecomte Gi Laboratoire de Chimie du Solide Min ral UMR 7555 Nancy Universit UHP Nancy France e mail andre lecomte iutnb uhp nancy fr T Achour Minist re de l Equipement de l Habitat et de l Am nagement du Territoire Tunis Tunisie Journal Medium 11527 Article No 9340 mod le prenant en compte les propri t s de la phase granulaire et de la phase liante a permis d atteindre le module d lasticit des granulats Abstract This article presents the results of the tensile strength and the elastic modulus obtained between one day and a year on a vast set of mortars micro concretes and concretes carried out with limestone aggregates out coming from five Tunisian careers For the tensile strength the results were compared with the compression strength measured on the same mixtures The obtained evolutions do not coincide with the power laws generally adopted for the predicted tensile strength An approach where the law parameters coefficient exponent can be adjusted gives better results The resort to another
199. lit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 40 Fig I 11 R partition par type de consommation des pr visions des besoins pour 2006 en granulats concass s et X plan 2006 plan 2006 X plan Divers 1 Routes 5 21 Bu ee Routes 45 Fig I 12 R partition par r gion des pr visions des besoins pour 2006 granulats concass s et X plan 4500 Pr visions plan 2006 4000 Pr visions X me plan 2006 3500 3000 2500 2000 1500 1000 Quantit s en granulats concass s 1000 m 2 900 0 District de Nord Est Nord Tunis hors district de Tunis Centre Centre Sud Est Sud Ouest Est Ouest Ouest Bien que les pr visions des besoins en granulats concass s pour les travaux routiers l ch ance de 2006 aient t sous estim s dans le VIII plan par rapport au X plan et que les r partitions des m mes besoins par type de consommation aient t elles aussi diff rentes il s avere que les tendances g n rales besoins g n raux en granulats concass s pour l ensemble des programmes sont coh rentes entre les deux plans Les besoins pour le secteur de l habitat plus particuli rement les b tons restent le principal p le consommateur Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 41 Entre les deux plans la variation est globalement de
200. logiques qui se rapportent aux mortiers aux micros b tons et aux b tons pr sentent une continuit plut t r guli re De m me pour les faibles performances on constate que la r sistance la traction augmente peu pr s proportionnellement la r sistance la compression mais que cette tendance E o Ain Tebournouk Nahli m El Haoureb J x dbel Ressas Jradou oc csset Oluokun 2 Eurocode 2 Loi de puissance 4 Loi hyperbolique Xx 3 P a x 2 x M 7 A d 4 1 er 0 0 10 20 30 40 50 fc MPa Fig 1 R sistance la traction ft v s r sistance la compression fc pour l ensemble des m langes des diff rentes carri res Application de diff rents mod les Piem Journal Medium 11527 Article No 9340 Materials and Structures s alt re ensuite Ce comportement traduit l existence d un ph nom ne m canique limitant ou effet limit ant la traction qui est analys ult rieurement Les donn es ont t interpr t es successivement selon l approche des mod les de loi de puissance puis selon celle du mod le hyperbolique voir Sect 2 1 3 1 1 Interpretation des r sultats selon les modeles de loi de puissance Le mod le de Oluokun a tout d abord t appliqu sur l ensemble des points Rel 2 courbe en pointill s sur la Fig 1 On constate
201. ls du b ton formules habituellement propos es par le laboratoire CETEC Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 101 On verra toutefois qu il a tait illusoire de consid rer que les proportions granulaires et le dosage en eau pour le moins restent les m mes lorsque l on change les granulats et en l occurrence le gisement Par cons quent il faut d j annoncer que les formules r alis es dans le cadre de cette recherche ne sont pas toutes optimis es du point de vue de la granulom trie et de la compacit A contrario cela a permis de s int resser l influence des proportions granulaires sur les propri t s de r sistance des b tons parall lement l objectif initial de valorisation des mat riaux calcaires des carri res dans les b tons Le premier objectif de ce chapitre est de pr senter les formules et les propri t s des m langes r alis s avec les mat riaux s lectionn s Les propri t s analys es concernent soit la structure granulaire des m langes dosage et rapports massiques gravillons sable G S teneur en fillers par rapport la masse granulaire du m lange fi g soit leur caract ristique l tat frais masse volumique r elle des prouvettes MV Repr air exp rimental agxp affaissement au c ne d Abrams A etc Le second objectif de ce chapitre est de v rifier dans quelle mesure les formules r alis es CETEC coincident aux distributions granulaires de Dreux Une comparaison d
202. m hole SCC o j 0 c pam m e 008 Ba lb RENE EM NET aw a ma 2 3 Formule du m lange ramen e au m e 589 231 231 910 EE NEM 2 3 Formule du m lange ramen e au m qi di 1 1 ERU IET 330 319 24 209 o 105 100 319 2330 EET SE RCM 02 P 1 2 2 3 El Haoureb Propri t s des mat riaux MVR Ab W kg m o CR ES Dal s_ 2760 091 o o 246 095 o o 09 o Mortier Date de fabrication 30 05 2005 D signation Mo Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC 1 sur gach e de 451 et mesure d affaissement A sur T frais C 463 6 145 2325 233 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental Micro b ton Date de fabrication 01 06 2005 D signation Mi H Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC 1 poto fo fo sur gach e de 451 et mesure d affaissement A sur m lange frais M A kg kg mm elo H n a 107 E as 215 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental B ton Date de fabrication 03 06 2005 D signation B H Pourcentages volumiques et Formule du m lan
203. masse volumique absolue assez lev e de El Haoureb s explique par la pr sence de dolomie Celle de El Khl dia plus faible est traduite par la pr sence de silice quartz Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 78 les masses volumiques r elles des gravillons de Tahent de Nahli et de Jradou sont assez faibles Ces gravillons sont caract ris s par une forte porosit et absorption les absorptions des granulats de Nahli et de Tahent sup rieures 7 sont nettement plus lev es que celles des autres granulats fortes porosit s Les valeurs mesur es d passent celles sp cifi es par la norme NT 21 30 8 qui pr conise une absorption d eau maximale de 5 pour les granulats b tons Si les grains ne sont pas satur s au moment de la fabrication le maintien de la maniabilit du b ton frais risque alors d tre compromis Le fluage et la durabilit des b tons risque aussi d tre modifi es 17 Notons que les quantit s d eau absorb es par les granulats ont t prises en compte dans les formules de b ton de mani re maitriser l eau efficace l absorption des sables except pour Nahli n a pas d effet sensible sur la masse volumique r elle cause d une porosit interne assez faible Elle est n gligeable pour le sable siliceux fin de EI Khl dia qui a une porosit tres faible Par contre elle p nalise la MVR des gravillons de Jradou de Tahent de Na
204. ment produits En effet pr s de 70 de granulats concass s et pr s de 80 de sables alluvionnaires roul s sont utilis s dans les b tons hydrauliques habitations ouvrages etc Ces ratios diff rents de ceux d autres pays comme la France par exemple ou la majorit des granulats sont destin s la chauss e Les distances de transport sont aussi un crit re prendre en compte compte tenu des imp ratifs li s au d veloppement durable Enfin les sources d approvisionnement en sables alluvionnaires sont en voie d affaiblissement en particulier dans les r gions fort d veloppement comme celle du district de Tunis Notre travail de recherche s inscrit pleinement dans les objectifs cit s a pour but d apporter une meilleure caract risation des diverses ressources min rales du pays plus particuli rement le Nord Est et le Centre Ouest en vue d envisager une utilisation potentielle dans les b tons hydrauliques Sur le plan scientifique il s agit aussi de v rifier la faisabilit de b ton de qualit courante en utilisant les sables de carri res jusqu pr sent cart s en raison de leur teneur en fillers g n ralement lev e Par cons quent nos travaux se sont int ress s plus particuli rement l tude de l influence des particules fines sur les propri t s m caniques de b tons r alis s avec des sables et gravillons concass s essentiellement calcaires Le premier chapitre pr sente les potentialit
205. met d expliquer par exemple le comportement diff rent de deux mat riaux de granularit identique 26 Pour les poudres ciment fillers la technique consiste d duire la compacit d un essai de pate lisse dans un malaxeur en mouvement Le protocole est caract ris par un indice de serrage K 9 pour les grains et K 6 7 pour la pate lisse 27 Il a t appliqu Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 8l l ensemble des granulats de l tude granulats d D lav s et d pourvus de fillers fractions fines extraites par tamisage Connaissant la granularit de chaque mat riau la compacit permet l aide du Mod le d Empilement Compressible implant dans le logiciel Ren LCPC 28 de calculer dans un premier temps les compacit s r elles de chaque tranche l mentaire constituant le mat riau Ces compacit s dites aussi compacit s propres des classes granulaires sont tributaires de la taille des grains d Selon 27 elles peuvent tre d crites par des fonctions a d qui peuvent prendre selon le diam tre et le mode d laboration des grains une des formes suivantes a d 2 B sid gt 1 um valable pour les fines lt 80 15 OG d 2 A d valable pour les granulats concass s 16 Vd Jd B Les constantes A et sont d termin es de fa on ce que la fonction a di soit o d A valable pour les granulats roul s 17
206. mi re prouvette a t test e en compression pour avoir une premi re valeur de r sistance Deux autres prouvettes ont alors servi au mesure du module d lasticit chargement au tiers de la r sistance avant d tre leur tour test es en compression La r sistance la traction a t mesur e sur les deux derni res prouvettes Les valeurs retenues correspondent en g n ral la moyenne alg brique des r sultats dans l hypoth se de valeurs centr es Si les r sultats taient trop dispers s traction notamment les valeurs retenues r sultent d une analyse de la coh rence globale des donn es soit 24 valeurs pour la compression et 16 valeurs pour le module et la traction La premi re partie de ce chapitre concerne la r sistance la compression On pr sente tout d abord le modele de F de Larrard LCPC de pr diction de cette propri t puis les r sultats des essais Le traitement de la mont e de la r sistance au cours du temps a permis de mettre en vidence l influence des propri t s des constituants sur cette r sistance La deuxi me et troisi me partie de ce chapitre concernent la r sistance la traction et le module d lasticit Elles sont pr sent es de la m me facon que pr c demment Pour les trois propri t s tudi es les volutions dans le temps sont pr sent es sur une chelle cart sienne et non sur une chelle semi logarithmique comme c est souvent le cas dans la litt rat
207. miques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC sur g ch e de 451 et mesure l kg 682 d affaissement A sur Tem frais a le s bus 24 elo m 76 3362 105 2125 213 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental B ton Date de fabrication 10 06 2005 D signation B R Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC 1 kg 118 sur g ch e de 451 et mesure d affaissement A sur T frais d le bal Mesures sur prouvettes de m lange frais a 32540 102 18025 180 Air xp rimental 3 Formule du m lange ramen e au m 3 Formule du m lange ramen e au m ISI kg 1 1 1 s 553 207 Loss 3 Formule du m lange ramen e au m E pese EE EP Tele We 9 p os Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 1 2 2 5 Jradou Propri t s des mat riaux MVR Ab W kg nl 9 c uo E oo s__ 2638 06 o o Lol 26 o mm 2 o Mortier Date de fabrication 27 06 2005 D signation Mo J Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC 1 1 kg o I 46 0 o EREEEHEN sur gach e de 451 et mesure d affaissement A s
208. montrent que la r sistance la traction des mortiers est toujours sup rieure celle des micro b tons et des b tons comme pour l essai la compression On constate ainsi que la r sistance la traction est bien corr l e la r sistance la compression du moins dans la plage de performances investigu es Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 150 Fig IV 8 Evolution de la r sistance la traction exp rimentale ft dans le temps pour les diff rents m langes de carri res 5 5 E r Mortier Micro b ton 4 zi F 3 2 1 0 i ode 0 50 100 150 200 250 300 350 400 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Ech ances jours Ech ances jours 5 B eton Ain Tebournouk 4 L Nahli A 3 El Haoureb gt Jbel Ressas 1 Jradou 0 EP as OR A a 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Ech ances jours Les mortiers de Nahli pr sentent les performances les plus faibles a cause vraisemblablement de la moindre r sistance du granulat et de la pr sence d argile dans les fillers Elles sont nettement am lior es pour les m langes de El Haoureb de Jbel Ressas et de Jradou Pour les micro b tons et les b tons les valeurs de r sistance a la traction sont comparables entre elles en fonction du temps et en valeurs absolues Les performances augmentent r guli reme
209. mule qui r pond au mieux aux contraintes tablies Une mise jour de ce logiciel B tonlabPro3 est annonc e pour courant 2007 Cette nouvelle version traite des b tons air entrain d usage de plus en plus courant Elle permet aussi d incorporer les laitiers moulus de haut fourneau compl tant ainsi la gamme des additions min rales prises en compte par B tonlabPro2 22 Notons enfin qu en Tunisie jusqu fin 2006 notre connaissance aucun industriel du b ton ni aucun tablissement d enseignement sup rieur n avaient acquis ce logiciel ni Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 124 la version ant rieure B tonlab 20 La raison est toute simple le logiciel est compliqu pour s en servir R cemment en 2007 le Laboratoire de G nie Civil LGC de l cole Nationale d Ing nieurs de Tunis ENIT s est procur BetonlabPro2 4 2 2 Application aux m langes s lectionn s Les options de calcul offertes par ce logiciel ont permis de d terminer les proportions volumiques qui conduisent a la compacit maximale des m langes granulaires des micro b tons et des b tons r alis s avec les mat riaux s lectionn s L option d optimisation 4 2 1 a a t utilis e La technique adopt e s inspire de la d marche Baron Lesage 23 Elle consiste laisser le logiciel chercher les proportions qui conf rent au m lange sa plus forte compacit en lui demandant de minimis
210. n cette poque ne r pondaient pas la demande mais au contraire elles taient toujours sup rieures en chiffres la demande l exception de la r gion du Centre Est Le fait que la capacit de production en 199 Tab I XIV soit environ le double de la demande la m me ch ance cr e une volution de la demande durant la p riode allant de 1991 2006 bien sup rieure l volution de la capacit de production Le Tab I XIV rappelle aussi les pr visions des besoins formul es dans le cadre du plan et du X plan pour les ch ances respectives de 2011 et 2006 pr sente enfin pour les deux plans 1 e des deux ch ances les diff rences qui apparaissent entre pr visions et capacit s de production en 2006 globalement et par r gion Enfin ces donn es sont reproduites sur la Fig I 13 Tab I XIV volution des besoins par rapport la capacit install e granulats concass s Capacit Pr visions des besoins Pr visions des besoins install e X plan VIN plan BSEIQH 1991 2006 2006 Pr vision capacit 5914 2006 Quantit s 1000 m 6016 2401 1219 Nord Est hors district 4709 7105 1574 5531 de Tunis Total 15393 11225 8225 16827 2623 1346 2828 2654 Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 43 Fig I 13 Histogramme des estimations des besoins par rapport a la capacit install e de 2006 8000 Capacit
211. n constate que les pr visions des besoins du district de Tunis et de la r gion du Centre Est sont assez lev es Ces deux zones absorbent presque la moiti des besoins alors que leur surface ne d passe pas 15 de la surface totale du territoire national Cela confirme bien la place qu occupent ces deux r gions dans le d veloppement conomique et social du pays Les besoins du secteur de la construction pour les autres r gions apparaissent faibles rapport s a leur surface Enfin en prenant comme r f rence les besoins en granulats granulats concass s et sables roul s de 1991 on remarque que les besoins de 2006 ont t major s d environ 74 alors que ceux de 2011 de plus de 110 Fig I 8 R partition par r gion des besoins en granulats concass s Projection jusqu en 2011 100 Sud Ouest 5 90 E 80 Sud Est 5 70 Centre Ouest 8 60 sow Centre Est 2 5 Nord Ouest 30 20 Nord Est hors district de P 10 Ae em R District de Tunis 0 1991 1996 2001 2006 2011 i Sud Ouest 4 2 4 1 4 0 3 8 3 7 Sud Est 6 9 6 6 6 3 6 1 5 9 Centre Ouest 11 9 11 6 11 3 10 9 10 6 LI Centre Est 22 1 22 0 21 9 21 21 4 LJ Nord Ouest 13 5 13 2 12 9 12 5 12 2 i Nord Est hors 14 7 14 5 14 3 14 0 13 7 district de Tunis District de Tunis 26 6 28 0 29 4 30 9 32 5 Chapitre I Potentialit et qualit des ressourc
212. n que la masse volumique r elle des fillers a t prise gale celle du sable dont ils sont issus en premiere approximation Les donn es correspondantes compl tent le Tab I VII Tab II VII Surface sp cifique et de masses volumiques r elles des fillers des sables Surface Sp cifique m kg Masse volumique r elle t m Ain Tebournouk 250 450 250 3 1 2 Propri t s physiques a Masses Volumiques La masse volumique d un corps est la masse de l unit de volume de ce corps Pour les mat riaux granulaires de l tude les masses volumiques en vrac absolues et r elles ont t mesur es conform ment aux normes tunisiennes en vigueur la masse volumique en vrac est la masse de l unit de volume apparent du granulat c est dire celle du volume constitu par la et tous les vides pr sents Le volume du granulat est celui du conteneur dans lequel il est plac La mise en place de l chantillon de granulat peut s effectuer soit par coulement au c ne suivi ou non d une vibration voire du compactage Le r sultat d pend du mode de remplissage Dans le cadre de cette tude le volume est mesur par coulement sans compactage Le granulat est vers dans un r cipient normalis de volume par exemple dans le cas d un sable jusqu ce qu il d borde en formant un d me puis il est aras la r gle le volume du eranulat est donc 1 1 La masse volumique en vrac a t mesur e
213. n voit d ores et d j que ni la nature min ralogique du granulat qui peut changer consid rablement d une roche une autre ni la r sistance intrins que de la roche m re dont il est issu ni la liaison p te granulat coh sion dans la zone de transition ne sont consid r s dans les relations pr c dentes Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 148 R cemment F de Larrard 5 a propos un modele de type loi de puissance dans lequel la r sistance a la traction par fendage est d duite de la r sistance a la compression lev e a la puissance 0 57 et d un coefficient qui d pend de la nature du granulat propri t s m caniques et p trographiques Ce coefficient est calibr au cas par cas sur des essais de compression et de fendage r alis s sur des b tons au squelette granulaire optimis Connaissant ces deux r sistances fti la m me ch ance est trouv selon la relation suivante 057 10 t eres Le coefficient peut d pendre aussi du mode de conservation des prouvettes Pour viter tout al as Baron et Sauterey 12 sugg rent que le r gime thermique et hygrom trique qui r gne dans les prouvettes de b ton soit similaire celui r ellement coul dans l ouvrage Si on dispose de plusieurs couples de valeurs de diff rents m langes avec le m me granulat diff rentes ch ances le coefficient peut tre estim
214. nges hydrauliques 104 transport es au CETEC pour subir les essais de r sistance a la compression et a la traction et les mesures compl mentaires du module d lasticit Les autres prouvettes ont t conserv es dans le bassin d eau situ en F2 temp rature de 20 C jusqu aux ch ances de 3 7 14 28 90 180 et 365 jours Les essais cit s pr c demment ont t pratiqu s aux ch ances correspondantes Le transport des prouvettes entre l ENIT et le CETEC 6 km environ a t effectu avec soin en vitant tout choc Pour une nature de granulat la fabrication du mortier du micro b ton et du b ton a n cessit chacun le coulage de 40 prouvettes 3 prouvettes pour mesurer le module d lasticit et la r sistance la compression aux ch ances donn es 2 autres pour mesurer la r sistance la traction aux m mes ch ances Le nombre total d prouvettes ainsi r alis es s l ve 720 unit s Une fiche exp rimentale de formulation a t tablie sous Excel pour chaque m lange Elle a permis de d terminer les pes es r aliser pour chaque constituant Les propri t s du m lange l tat frais sont aussi report es sur cette fiche III 2 2 Calcul des formules exp rimentales Dix huit formules de mortiers de micro b tons et de b tons ont t r alis es avec les mat riaux retenus utilis s tels quels pas de lavage des granulats Le calcul relatif aux diverses formulations en t
215. nges hydrauliques 59 II 1 Introduction Le pr sent chapitre s int resse l identification des mat riaux fournis par les partenaires Il rappelle tout d abord l origine g ologique des roches m res dont sont issus les granulats ainsi que les diff rents faci s constituant ces roches Le choix de la cimenterie et du type du ciment est justifi galement ce stade Ce chapitre pr sente ensuite les propri t s des mat riaux de l tude Pour les granulats des essais de caract risation usuels pratiqu s selon les normes tunisiennes ou AFNOR en vigueur ont permis de d finir les propri t s physico m caniques de ces produits Ils ont permis galement d appr cier la qualit de ces mat riaux au regard des sp cifications actuelles pour un usage dans les b tons Des mesures compl mentaires de compacit r alis es selon un protocole conventionnel du LCPC ont t pratiqu es sur l ensemble des fractions eranulaires Divers laboratoires ont particip la r alisation de ces essais Il s agit du laboratoire LGC de l ENIT du laboratoire CETEC du MEHAT du laboratoire GRMC et du laboratoire SIKA Certaines mesures de masses volumiques et d absorption d eau ont fait l objet de mesures r p t es 6 en g n ral notamment pour les sables de Ain Tebournouk et de Nahli en raison des difficult s de mise en ceuvre inh rentes ce type d essais Pour le ciment certaines donn es ont t fournies par le cimentier Il s agit de la
216. nis R f 429 PE 9 de Larrard F traduit de l anglais par A Lecomte 2000 Structures granulaires et formulation des b tons Etudes et Recherches des Laboratoires des Ponts et Chauss es n OA 34 414 pages Avril 3 en tenant 10 Lecomte A 1998 Ajustement des m thodes de formulation de b ton au m compte du volume r el Annales du Batiment et des Travaux Publics N 5 Octobre Novembre pp 13 26 11 Dreux G Festa J 1995 Nouveau guide du b ton et de ses constituants Huiti me dition Eyrolles 12 Caquot A 1937 Le r le des mat riaux dans le b ton In M moires de la soci t des Ing nieurs Civils de France Juillet Ao t pp 562 582 13 Faury 1953 Le b ton Influence de ses constituants inertes R gles adopter pour sa meilleure composition Sa confection et son transport sur les chantiers Dunod Ed Paris Troisi me dition pp 66 67 14 de Larrard F 1988 Formulation et propri t s des b tons tr s hautes performances Rapport de recherch de Laboratoire des Ponts et Chauss es 149 Mars 342 pages 15 de Larrard F Sedran T Angot D 1994a Pr vision de la compacit des m langes eranulaires par le mod le de suspension solide Fondements th oriques et talonnage Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 135 du mod le Bulletin de liaison des Laboratoires des Ponts et Chauss es 194 Novembre D cembre pp 77 86 1
217. nstruction d habitations Le VII plan pr voyait la construction de 220000 logements pour le secteur contr l et environ 110000 logements pour le secteur non contr l Des superficies moyennes par cat gorie d habitation 4 ont t consid r es pour les calculs Les valeurs sont port es dans le Tab I VII avec les consommations correspondantes en granulats Selon ces consid rations les besoins s levaient 18 millions de m de eranulats concass s et de 18 millions de m de sables roul s soit en consommation annuelle un volume de 4 millions de m pour chacun Le principal consommateur tait le secteur priv A cette poque l administration avait pr vu des Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 31 mesures d encouragement pour ce secteur afin de tenter de r duire le taux de ch mage lev chez les jeunes 40 des moins de 35 ans taient sans emploi 8 Tab I VII Quantit s de granulats pour la construction d habitations pr vues par le plan 4 Superficie m Quantit s totales 1000 m Nombre concass roul SPROLS 5431 651720 1928 231360 primaires 166960 20035200 12021 12021 110131 60 6607830 3965 3965 330392 30300405 18180 18180 Soci t Nationale Immobili re de Tunisie Soci t de PROmotions des Logements Sociaux 1 2 2 3 Am nagement des zones d habitations En consid rant 330000 habitations am nager une densit de
218. nt transport s par camion sur une distance de 35 km environ La derni re partie de ce chapitre essentiellement bibliographique concerne l origine g ologique la nature et la qualit des roches exploit es en Tunisie Elles sont pour l essentiel d origines s dimentaires carbonat es calcaires et dolomies Une interpr tation des donn es compl te cette analyse Elle montre que certains gisements ne sont pas aptes former des eranulats b ton alors que de nombreux autres ont les qualit s suffisantes voire sup rieure Toutefois l exploitation intensive et parfois d sordonn e de ces produits nobles entraine le risque d un puisement pr matur des ressources de certaines r gions L inventaire a t tabli sur la base d un rapport de la Direction des Carri res et des Explosifs 4 compl t par un rapport du CETEC 6 et par certaines donn es issues de la th se de M Added 7 Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 22 1 2 La demande et son volution Lors de la pr paration du plan quinquennal 1991 1996 les besoins en ressources granulaires naturelles l horizon 2011 ont t valu s Pour cette estimation la Direction des Carri res et des Explosifs a adopt e la d marche qui consiste comptabiliser les besoins de 199 en granulats sur la base d estimations prenant en compte la quantit de produit de carri res consomm e par type d activit Tab I
219. nt E mesur sur les m langes hydrauliques r alis s avec les granulats des carrieres de Ain Tebournouk de Nahli de EI Haoureb et de Jbel Ressas Par d finition ce param tre traduit l aptitude la d formation sous contrainte d un b ton Il correspond au rapport de la contrainte la compression oc la d formation longitudinale relatives Son expression est donn e par la relation suivante Bec 12 est sans dimension Son expression est donn e par AL 5 13 ou L est la longueur de la base de mesure et AL le raccourcissement mesur sur cette base Par convention le calcul est fait pour une d formation relative mesur e sous une contrainte oc gale 60 de la contrainte de rupture en compression module s cant Certaines relations exp rimentales relient le module lastique du b ton sa r sistance la compression fc Ces relations sont g n ralement des lois de puissance Par exemple celle propos e dans le r glement francais du b ton arm BAEL 18 est donn e par la relation suivante E 11000 fc 14 Elle sous estime souvent le module lastique r el du b ton surtout pour des b tons hautes performances De plus elle ne fait pas intervenir les propri t s d lasticit des constituants module du granulat module de la p te de ciment etc De Larrard 5 propose dans ses travaux un modele plus labor qui repose sur un calcul d homog n isation
220. nt jusqu 28 jours puis se stabilisent ensuite Comme pour les mortiers on observe des diff rences entre carri res qui peuvent tre rapproch es de la nature de la roche Pour traduire ces comportements les couples de r sistances exp rimentales fc ft pour chaque carri re ont t report s dans la Fig IV 9 La d termination du coefficient est obtenue partir du meilleur lissage des performances mesur es 24 couples de valeurs Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 151 satisfaisant la relation 10 Les r sultats obtenus pour chaque carri re sont donn s dans le Tab IV IIL avec les carts moyens Fig IV 9 Relation entre la r sistance la traction ft et la r sistance la compression fc pour les diff rentes m langes de chaque carri re Ajustement des r sistances exp rimentales par le mod le LCPC Ain Tebournouk Ep Nahli 4 LE T GEN 0 10 20 30 40 50 40 50 fc MPa fc MPa 5 El Haoureb Dr Jbel Ressas ft MPa ft MPa fc MPa fc MPa Duc Jradou e Mortier S Micro B ton de Larrard fc MPa Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 152 Tab IV II Valeurs du coefficient mod le de LCPC et carts moyens Carri res calcaires Granulat ke Ecart moyen MPa MPa
221. ompression Selon la norme ISO 6784 21 apr s surfa age soign et disposition de l extensom tre dans la zone centrale de l prouvette Fig IV 10a on applique sous la presse Fig IV 10b trois cycles de chargement d chargement jusqu au tiers de la charge de rupture d termin e auparavant par un essai de compression sur une prouvette du m me m lange La mesure de la d formation s effectue lors du troisi me chargement Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 155 Fig IV 10 Disposition de l extensom tre sur l prouvette et mesure du module d lasticit IV 4 3 volution du module d lasticit dans le temps Les modules d lasticit mesur s aux ch ances de 1 3 7 14 28 90 180 et 365 jours sur les diff rents m langes des carri res Ain Tebournouk de Nahli Haoureb et de Jbel Ressas sont port s dans le Tab IV I L volution de cette propri t dans le temps est pr sent e sur les graphiques de la Fig IV 11 Ils appellent les remarques suivantes le module des mortiers est souvent inf rieur celui des micro b tons et des b tons malgr des r sistances en compression toujours sup rieures Tab IV I Ce r sultat peut paraitre contradictoire premi re analyse I s explique toutefois par le r le de la structure eranulaire vis vis des propri t s de r sistance et de rigidit des mat riaux A titre d exemple pour ill
222. on de la masse volumique r elle des fines 38 Norme NT 47 30 199 Ciments D termination des r sistances m caniques INNORPI Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 97 Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 90 III 1 Introduction Les m thodes de formulation des m langes hydrauliques sont nombreuses Le principe de base de la plupart d entre elles repose sur la recherche de la compacit granulaire maximale Pour cela certaines m thodes recourent a la mesure de la compacit des constituants et des m langes d autres une courbe granulaire de r f rence suppos e donner la compacit maximale avec les mat riaux utilis s En pratique il s agit bien de mettre au point un m lange optimis de constituants qui non seulement respecte les sp cifications des cahiers de charge mais qui pr sente aussi le co t minimum En Tunisie jusqu ce jour la m thode pratiqu e pour la formulation des m langes hydrauliques est celle de Dreux 1 L application de cette m thode des m langes base de granulats calcaire cas des granulats provenant des gisements tunisiens tudi s soul ve toutefois certaines r serves quant son utilisation En effet du fait que la m thode ait t calibr e sur des mat riaux silico calcaires de la r gion parisienne on observe tr s r guli rement des diff
223. onstat que celui pr sent dans la r f rence 26 Les valeurs de fi g donn es dans le Tab III II constituent donc aussi un indicateur pertinent de la pr disposition au ressuage Troisi me constat il concerne l indice de s gr gation Is D apr s la Fig III 5 ce dernier augmente lorsque la proportion volumique de gravillons dans le m lange G G S augmente aussi Toutefois compte tenu de la valeur de cet indice les m langes ont tous une certaine tendance la s gr gation Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 132 Fig 4 Evolution de de serrage de la fraction fine en fonction des taux en fillers fi g dans le m lange CO 0 0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 fi g Fig 5 Evolution du potentiel de s gr gation Is en fonction des proportions volumiques de gravillons G G S 0 92 4 0 9 0 88 0 86 0 84 0 82 0 8 0 0 1 02 03 04 05 0 6 0 7 0 8 G G S Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 133 III 5 Conclusion Les dix huit formules de mortiers de micro b tons et de b tons propos es par le CETEC et r alis es avec les mat riaux retenus utilis s tels quels pas de lavage des granulats montrent tout d abord qu elles ne correspondent pas des formules dont le squelette granulaire est r ellement optimis L tude de leur compacit granulaire m lange sans ciment indice de s
224. ouba Ciment 380 0 569 0 4196 fi g fillers calcaires fraction granulaire 280 um tr s ouverts selon le type de m langes et le taux de fillers des sables utilis s carri res Pour la fabrication des m langes les granulats ont t s ch s l tuve jusqu masse constante et il a t tenu compte de leur absorption pour d terminer l eau efficace Gr utilis e Le m me temps de malaxage a t adopt pour toutes les formules soit une minute sec et deux minutes apr s introduction de l eau Les quantit s d eau initiales ont t ajust es si n cess aire afin d atteindre une consistance plastique marqu es par des affaissements A compris entre 50 et 90 mm apr s dix minutes d lai l issu duquel l absorption est en grande partie satisfaite comme l on montr des essais liminaires r alis s sur ce type de mat riaux Aucun raidissement significatif n a t observ jusqu au terme du coulage Les caract ris tiques de chaque formule sont donn es dans le tableau IV Le volume th orique d air pi g a dans les m langes a t estim partir des quantit s Piem Journal 11527 Article No 9287 kg m de sable S et de gravillons G d pourvus de fillers selon la relation propos e par 5 rappel e ci dessous a 1 0 00222 A 0 000988 G 0 00368 S 9 Le volume ainsi trouv a t compar pour v rification au volume d air d duit de la pes e des prouvettes calcul par
225. ources diff rentes 2 Modele de r sistance la compression du LCPC Rappel Ce mod le comporte les tapes suivantes 5 1 Calcul de la quantit de ciment quivalent dans le temps ct en ajoutant au dosage massique en ciment Portland c la contribution des fillers calcaires de masses fi qui exercent un effet liant ici la relation est simplifi e par rapport l criture initiale car les m langes ne contien nent pas d additions pouzzolaniques A D F 0 017 tc A i exp 2 1 tc A est la teneur en C3A du ciment Portland Dispatch 8 8 2007 Pages 16 LE TYPESET MS Code MAAS3119 DISK 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 145 146 147 148 149 150 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 182 183 184 Materials and Structures 2 Sur la base de la loi de F ret g n ralis e calcul de fc t la r sistance dans le temps de la matrice liante en tenant compte de la surface sp cifique Sg des fillers calcaires pr sents qui exercent un effet acc l rateur 575 fen t 13 4 d t 0 0023 E BONS 2 85 1 pe j EMP 2 m d t et d 7 sont des
226. possible to propose an extension of these models For the compressive strength the bond coefficient was associated with the content of fillers aggregates The assumption 1s that the presence of these fine elements of comparable nature that the aggregates improves adherence paste and aggregate thanks to bringing together the properties of rigidity of the two materials For the tensile strength a model describes by a hyperbolic law made it possible to provide a physical interpretation to the tensile strength behavior of the hydraulic mixtures Its parameters are linked to the aggregate strength and cohesion in the paste aggregate transition zone Finally for the elastic modulus the use of the model of the LCPC which takes into account the properties of the granular phase and the binding phase made it possible to reach the modulus of elasticity of some aggregates Key words Aggregates limestone s fillers limestone s concretes proportioning bond effect packing density compressive strength tensile strength elastic modulus modelling
227. ppris avoir un esprit de synth se dans la r daction Ses conseils m ont t tr s pr cieux Monsieur Andr LECOMTE Professeur l UHP m a pr sent les concepts scientifiques associ s aux outils utilis s dans ce travail A ses cot s j ai confort un sens de la rigueur et de la pr cision que je n avais pas auparavant Je n oublierai jamais sa r plique c est bien mais Je voudrais aussi remercier les autres membres du jury qui me font l honneur d valuer ma recherche Monsieur le Professeur Mounir BOUASSIDA Monsieur le Professeur Gilles ESCADEILLAS et Monsieur Francois DE LARRARD La r putation des travaux de Monsieur BOUASSIDA dans le domaine des m caniques des sols est pour moi un gage de reconnaissance av r Messieurs ESCADEILLAS et DE LARRARD internationalement reconnus dans le domaine des b tons m ont fait honneur d accepter d tre rapporteurs de ma th se Je les remercie d avoir r pondu favorablement cette demande malgr ses multiples occupations Je n oublie pas Madame C cile DILIBERTO ni Monsieur Jean Michel MECHLING Maitres de Conf rences l UHP pour leur amiti De m me je remercie Mesdemoiselles Imen JOUDI Fatein RHIMI et Hela SARRAJ jeunes doctorantes ou dipl m es qui ont contribu certains essais Enfin que tous ceux dont je n ai pas cit le nom veuillent bien me le pardonner J ai une profonde reconnaissance envers mes parents et ma famille mon p re Mustapha ma
228. quel la r sistance du b ton est calcul e par tapes Il s agit d exprimer tout d abord la quantit de ciment qui valent dans le temps ciment pouzzolanes et fillers calcaires ventuels puis sur la base d une g n ral isation de la loi de F ret la r sistance de la matrice liante ciment quivalent eau air et effet de l pais seur maximale de pate et enfin celle du composite Dans ce dernier calcul le r le des granulats est pris en compte par le biais de deux coefficients d crivant l effet de l adh rence la p te et l effet limitant du granulat Ces coefficients sont d termin s partir des performances mesur es sur plusieurs m langes dont les r sistances de matrice sont connues Ce mod le p te granulat a t valid sur des mat riaux de diverses natures avec des mortiers et des b tons performants et quilibr s sous l aspect granulom tri que Il a t tendu des b tons au squelette granulaire non optimis enclins au ressuage 6 Par contre sa pertinence n a pas t v rifi e pour les m langes riches en fillers calcaires et ou base de granulats peu performants Ces mat riaux peuvent toutefois constituer pour certains b tons courants une ressource granulaire alternative dans de nombre uses r gions Piem Journal 11527 Article No 9287 Materials and Structures Dans le cadre d un programme sollicit par le Minist re de l quipement de l Habitat et de l Am n
229. ques en bancs bien individualis s dont la puissance totale peut atteindre 210 m Le gisement comprend la base 60 m de calcaires cristallins gris bleu en bancs de 20 80 cm puis 150 m de calcaires gris ros bien lit s et parfois siliceux 1 2 Il est caract ris par un acces facile la GP3 par de faibles pendages et par une d couverte t nue Quatre carri res sont install es sur le site Les coupures granulom triques fournies par l une d entre elles sont un sable concass 0 4 un gravillon 5 12 5 et un gravillon 12 5 20 Le proc d d laboration de ces coupures est identique celui d crit pr c demment Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 64 2 2 4 Jbel Ressas A 30 km l Est de Tunis le Jbel Ressas se distingue par la morphologie escarp e de ses calcaires massifs Lias qui jaillissent de la plaine Mornag pour culminer 800 m au dessus Une falaise difficilement accessible marque ses flancs Nord et Ouest Ce massif fait 3 5 km de long sur 1 km de large Il est compos par diff rents niveaux jurassiques 190 140 millions d ann es qui se subdivisent en 3 unit s g ologiques 1 2 De bas en haut 100 m de dolomies calcaires gris clair et fonc s en gros bancs de 0 5 1 m Sin murien 250 m de calcaires gris clair gris fonc en gros bancs de 0 5 1 m ou massif Pliensbachien 450 de calcaire gris clair a gris fonc massif ou en gros bancs
230. r alis s avec les granulats de Ain Tebournouk de El Haoureb de Jbel Ressas et de Jradou est proche de celles trouv e par le MEC bien que leur distribution granulaire soit l g rement sous dos e en l ments fins par rapport au MEC Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques III 4 4 Indices de serrage des m langes r alis s logiciel Compac Comme chaque m lange est caract ris de facon univoque par son ou ses indices de serrage global ou partiels on a cherch d terminer ces param tres pour les m langes r alis s Plut t que d utiliser Ren LCPC l outil informatique choisi est ici le logiciel Compac 25 car il permet en outre de calculer plusieurs autres propri t s pr visionnelles des m langes hydrauliques frais Compac est en fait une r criture de BetonlabPro2 non commercialis e mais plus ouverte que le logiciel commercial ou il n est pas possible d amender les algorithmes comme cela est souvent souhaitable dans le cadre d une recherche par exemple Comme BetonlabPro2 il permet de connaitre l indice de serrage K du m lange les indices partiels du ciment et de la fraction gravillon Kg Il permet en plus de connaitre celui de la fraction fine 0 1 Chaque indice partiel d crit le niveau de serrage de la tranche granulaire consid r e dans le m lange complet Les r sultats sont donn s dans le Tab III VII pour l ensemble des m langes l exception des mixtes D apres F de
231. r exemple Pour les b tons de structure cette propri t n a que peu d int r t par rapport la r sistance la compression et au module d lasticit Elle intervient toutefois dans le contr le de la fissuration pour reprendre les contraintes de traction internes dues aux diff rents retraits 11 Comme pour la compression plusieurs lois ont t propos es pour pr dire la r sistance la traction par fendage ft partir de la r sistance la compression Une relation couramment admise pour les b tons courants est donn e par l quation lin aire suivante 12 ft 0 6 0 06 fc 8 Cette relation ne donne pas toujours satisfaction surtout si les r sistances la compression sont faibles ft est gt si la r sistance la compression est nulle D autres relations de type loi de puissance sont aussi propos es 13 14 Chaque auteur avance des valeurs particuli res pour les coefficients a et b ce qui montre les difficult s en la mati re Ces param tres sont g n ralement d termin s par ajustement aux donn es exp rimentales des couples fc ft L une des premi res propos es est celle de Oluokun 13 avec des valeurs pour a et b de 0 214 et 0 69 respectivement Au niveau des codes de calcul des structures en b ton arm la relation propos e par la r glementation europ enne Eurocode 2 14 pour les b tons courants est donn e par l quation suivante NUES 0 9 ft 9 O
232. r l article sont plut t dispers es voire m me parfois en dehors des inter valles connus 5 ce qui va l encontre de l existence d une solution unique pour les valeurs de p et ou de q Plusieurs ph nom nes cumulables peuvent expliquer ce r sultat 1 les faibles r sistances des matrices ciment peu performant et rapports e c g n ralement lev s et des m langes amplifient les erreurs relatives de sorte que plusieurs ajuste ments couples de valeurs p et q donnent un m me ordre de pr cision ii dans cette plage de faibles r sistances un point marginal modifie sensiblement la position du lissage num rique contrairement des m langes de meilleures performances iii certains m langes ont des comportements trop loign s de ceux ayant servi l tablissement du mod le initial Un simple traitement num rique n est donc pas suffisant dans le cas pr sent Par cons quent les donn es ont t interpr t es une seconde fois selon la proc dure suivante 1 Caract risation de la r sistance de la roche Peu de mesures ont t r alis es sur les sites exploit s et les valeurs trouv es sont souvent Dispatch 8 8 2007 LE Pages 16 1 TYPESET MS Code MAAS3119 cp DISK 421 422 423 424 425 426 427 428 429 430 431 432 433 434 435 436 437 438 439 440 441 442 443 444 445 446 447 448 449 450 451 452 453 454 455 456 457 45
233. re percussion lui aussi r duit ces blocs pour donner les coupures commerciales A Nahli et en raison de la faible induration de la roche dans certains fronts le recours l utilisation d un seul concasseur est parfois satisfaisant Les pr l vements des eranulats n cessaires la fabrication des m langes hydrauliques ont t effectu s en une seule fois En raison de l h t rog n it de la roche dans un m me gisement les valeurs des propri t s des granulats trouv es dans les rapports techniques et dans la litt rature pour les diff rentes carri res montrent des plages tr s ouvertes C est la raison pour laquelle il a t choisi de mener une identification sp cifique pour les granulats de l tude Les essais de caract risation usuels ont alors t pratiqu s selon les normes tunisiennes INNORPI ou d faut selon les normes AFNOR Ces essais bien connus des praticiens pour la plupart sont d crit sommairement dans ce paragraphe par soucis d information du lecteur Les r sultats completent les donn es relatives ces mat riaux granulaires Des mesures compl mentaires de compacit ont t r alis es sur les diff rentes fractions Enfin en l absence de valeurs disponibles la r sistance la compression des roches m res a t estim e partir des graphiques de Tourenq et Arqui 5 qui relient cette propri t la r sistance aux chocs los Angeles LA Chapitre II tude des constituants ut
234. reb de Jbel Ressas de Jbel Lansarine remplac dans le cadre de ce travail par Tahent de Jradou et de El Khl dia comme sources d approvisionnement potentielles aptes donner des granulats b tons Ces sites ont t tudi s dans le cadre du pr sent travail Les granulats qu ils produisent actuellement ont t soumis aux essais habituels ou plus particuliers de caract risation Pour la plupart les r sultats obtenus montrent qu il n y a pas d interdiction d utilisation dans le b ton puisqu ils pr sentent des caract ristiques satisfaisantes eues regard aux sp cifications de la norme actuellement en vigueur Cependant pour Nahli et Tahent les propri t s g n rales sont moins favorables avec notamment des teneurs en fillers et une absorption plut t lev es Les travaux entrepris dans le cadre de cette th se se sont int ress s plus particuli rement aux propri t s de r sistance la compression de r sistance la traction et de module d lasticit des m langes hydrauliques r alis s Pour tudier ces propri t s les Conclusion 203 mod les r cents propos s par le LCPC fran ais ont t utilis s Ces mod les constituent une innovation dans le domaine du b ton Ils sont pour une large gamme de m langes d excellents outils de formulation et de pr diction des comportements Les lois qu ils utilisent font intervenir les propri t s des constituants et de leur assemblage dans le composite ce qui
235. relation suivante d t A log t B 26 A et B sont calcul es apr s d termination de d t 28 et 90 jours selon la relation 27 la r sistance la compression ces ch ances tant connue d t 0053 E 1 27 Cog Dans le cas pr sent les valeurs obtenues de A et B sont respectivement 0 0256 et 0 0371 Il s agit ensuite de calculer la r sistance la compression Rc aux autres ch ances selon la relation 28 d duite de la relation 27 d t Rc s F 28 Les valeurs de d t et diff rents ges compl tent le Tab II X VI On note une bonne concordance pour les diff rents ges except a 1 jours ou la r sistance calcul e est sensiblement sup rieure a la valeur donn e par la cimenterie Tab II X VI Classes vraies dans le temps du ciment CEM II A L 32 5 Classes vraies Classes vraies Annonc es Calcul es d t MPa 43 0 __5533 0 013 valeurs v rifi es exp rimentalement 37 75 0 0077 Chapitre II Etude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 02 II 4 Conclusion On a pr sent dans ce chapitre les propri t s des constituants n cessaires a la formulation des m langes hydrauliques chapitre III Une description g ologique de la roche m re dont sont issus les granulats a t donn e tout d abord Elle a montr que les formations exploit es avaient des ges assez diff rents et que la nature min ralogique d
236. rements cr tac s et oc nes qui pr sentent des caract ristiques physiques et chimiques proches de celles des formations jurassiques et qui sont assez d velopp s dans le pays Les faci s sont g n ralement silicoclastiques caract ristiques de d p ts de mer ouverte surtout dans la partie septentrionale de la Tunisie Les calcaires dolomitiques de ces affleurements constituent des gisements potentiels pour la production de granulats e les affleurements quaternaires des r gions de Zaghouan et du sahel r gion du Centre Est hors gouvernorat de Sfax caract ris s par des calcaires en cro tes peu pais riches en quartz dont les qualit s physiques et chimiques sont m diocres Ils sont exploit s dans ces r gions ou les calcaires massifs font d faut Le Tab I XVII pr sente par r gion un inventaire de ces formations carbonat es Il est compl t par les fourchettes de valeurs de Los Angeles LA et de micro Deval MDE et MDS mesur es sur les granulats fabriqu s par les carri res en exploitation dans ces faci s Les compositions chimiques de la roche de certains gisements sont port es dans le Tab I XVIII L analyse de ces donn es montre que la qualit des roches varie sensiblement non seulement selon les faci s mais aussi selon les r gions ce qui pose des difficult s de suivi des qualit s m caniques et min ralogiques Par ailleurs on constate pour certaines roches la pr sence d un taux plut t l
237. res datent de 1991 4 Ils ont t d finis lors de la pr paration du plan 1991 1996 De nouvelles donn es issues du X plan 2001 2006 viennent compl ter cet inventaire 5 Elles permettent tout d abord de comparer les pr visions des deux plans l ch ance de 2006 pour les besoins en granulats concass s et ensuite d actualiser les capacit s install es de production la m me ch ance Il convient de noter que la publication de ces donn es confidentielles dans le pr sent travail a n cessit l autorisation pr alable de Madame le Ministre de l quipement de l Habitat et de l Am nagement du Territoire Cependant et selon ses consignes leur exploitation d autres fins notamment industrielles est strictement prohib e L autre objectif de ce chapitre est de rappeler les orientations strat giques du pays en mati re de ressources granulaires Elles montrent que ce secteur de la construction a besoin en outre que le renforcement de la production actuelle de nouvelles exploitations pour combler le d ficit de production de certaines r gions Les prospectives analys es concernent les granulats concass s et les sables roul s L tude de l impact du co t de transport sur l conomie de la construction est aussi examin e L exemple d un tout venant 0 20 issu de plusieurs carri res vendus dans la r gion de Tunis montre que le prix de d part peut tre m me tripl lorsque les granulats so
238. ris maintenus ou enrichis en sable dans des proportions comprises entre la moiti et 1 4 fois la quantit initialement pr vue par Dreux Gorisse La cons quence de ces choix est que les formules pr sentent des rapports 8 8 2007 Dispatch Pages 16 LE TYPESET MS Code MAAS3119 DISK cp 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 222 323 324 225 326 32 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340 341 342 343 344 345 346 347 348 349 350 351 352 353 354 355 356 357 356 Materials and Structures Table 4 Surface sp cifique des fillers compacit s exp rimentales et compacit s virtuelles l mentaires 1 des mat riaux Origine Fractions Surface Sp cifique m kg pi Ain Tebournouk fillers 550 0 625 0 4722 0 08 4 0 701 0 5857 2 6 3 0 643 0 6371 6 3 16 0 628 0 6587 Nahli fillers 500 0 659 0 5228 0 08 3 15 0 689 0 5849 10 20 0 582 0 6341 12 5 25 0 564 0 6189 EL Haouareb fillers 250 0 614 0 5284 0 08 4 0 652 0 5412 5 12 5 0 611 0 6471 12 5 20 0 574 0 6384 Jbel Ressas fillers 310 0 616 0 5159 0 08 4 0 673 0 5847 5 12 5 0 624 0 6584 12 5 20 0 593 0 6660 Jradou fillers 450 0 617 0 4949 0 08 3 15 0 643 0 5626 3 15 12 5 0 688 0 6922 12 5 20 0 559 0 6346 Tahent 5 12 5 0 632 0 6526 El Khl dia fillers 250 0 554 0 4740 0 08 1 0 689 0 6474 E Kharr
239. rqui 13 pour les calcaires Elles compl tent le Table 1 Estimation du rapport p q pour chaque carri re est obtenu partir de la relation 5 et des valeurs de fc d termin es pr c demment S lection des m langes qui pr sentent un squ elette granulaire optimis et recherche des param tres p et q qui satisfont la fois la qualit du lissage et le rapport p q concern Ces m langes ont t d tect s par validation con comitante des deux crit res suivants un apport fi g inf rieur 0 10 car les m langes ayant servi l tablissement du mod le LCPC pr sentaient cette caract ristique une compacit g comparable la compa cit issue de la combinaison granulaire optimale trouv e avec RENE LCPC par iteration Cette compacit optimis e g opt est donn e dans le Table 6 ainsi que les valeurs de fi g s av re que seuls les b tons de Ain Tebournouk de El Haoureb de Jbel Ressas et de Jradou r pondent ces deux crit res Leurs param tres p et 4 sont donc d clar s repr sentatifs de la roche m re Ils sont report s dans le Table 6 Par contre tous les autres m langes pr sentent soit un taux de fillers trop lev soit une compacit g trop loign e de la compacit optimale recherche du param tre d adh rence pour les autres m langes Dans cette tape l effet lim itant q est consid r invariant car associ la nature intrins que de la roche La va
240. s donn par l expression Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 73 0 5 D 5 4 S ch Le pourcentage en masse des particules de diametre inf rieur a Dest alors d duit de la relation V P P P R 1 p S ou V est le volume de la suspension conventionnellement prise 2000 cm P le poids de l chantillon sec contenu dans la suspension soit 8 Newton pour 80 g d chantillon masse g n ralement adopt e pour r aliser l essai Re la densit de la suspension en tenant compte des corrections apport es la lecture R du densim tre dues la temp rature au d floculant et l effet du m nisque du densimetre Cm Apr s pr paration de la suspension avec d floculant 5 96 d h xam taphosphate de sodium conform ment la norme NF P 94 057 10 des mesures de densit ont t prises 30 s 1 min 2 min 5 min 10 min 20 min 40 min 80 min 4 h et 24 h 11 Les Tab et II VI donnent respectivement titre d exemple les r sultats obtenus pour la fraction fine du sable de Nahli et du sable de Ain Tebournouk P est le pourcentage par rapport la masse totale du sable l tat brut des particules de diametre inf rieur D L exploitation de l ensemble des r sultats a permis de tracer les courbes granulom triques des fines des diff rents sables qui sont report es sur la Fig II 10 Tab
241. s traditionnellement consid r s comme les dosages en ciment et en eau et la classe de r sistance du ciment mais aussi par les propri t s des granulats la structure granulaire les liaisons entre la p te et le granulat Le r le du granulat est manifestement complexe La consid ration d un seul param tre granulaire m thodes traditionnelles n est donc pas suffisante pour rendre compte de son implication r elle dans les propri t s m caniques des composites hydrauliques Les r cents mod les LCPC prennent en compte pour la premiere fois partir de concepts coh rents les nombreux param tres qui contr lent les diverses propri t s des m langes Ils ont t calibr s sur des b tons ne pr sentant pas de pathologies particuli res Pour v rifier la pertinence de l application de ces mod les aux m langes r alis s avec les mat riaux s lectionn s dont la structure granulaire n est g n ralement pas optimis e une tude d taill e est pr sent e dans les chapitres V et VI Il s agit de deux articles accept s pour publication dans la revue Materials and Structures RILEM Le premier traite la r sistance la compression le second de la r sistance la traction et des modules d lasticit s Le traitement des donn es a fait l objet de nombreux calculs informatique r alis s lors de s jours l Universit Henri Poincar de Nancy en collaboration avec le professeur Andr Lecomte Le premi
242. s ces mat riaux sont caract ris s par un taux de fillers important dont la pr sence a t prise en compte dans la pr vision des performances Il serait toutefois n cessaire de compl ter cette tude par une recherche plus rigoureuse sur le r le de cette fraction fine sur les propri t s rh ologiques et m caniques des b tons calcaires recherche qui pourrait tre coupl e une tude de durabilit Enfin ce travail de th se a permis d acc der aux nouveaux outils de formulation des b tons dont la port e est bien sup rieure celle des m thodes empiriques actuellement utilis es Ils pourront maintenant tre utilis s en Tunisie pour mieux formuler les b tons traditionnels ou base de ces ressources de substitution de demain Conclusion 205 Nancy Universite Universit Henri Poincar FACULTE DES SCIENCES amp TECHNIQUES RAPPORT DE SOUTENANCE Concernant la th se de Doctorat de l Universit Henri Poincar Nancy 1 en Baume A Pr sentee 0 CAL Oo 2 Date de la soutenance tA f tee Le candidat a trait un sujet li au contexte tunisien savoir l tude de la faisabilit de b tons hydrauliques avec des granulats calcaires issus des principales carri res du pays Sa recherche est caract ris e en particulier par une contribution exp rimentale remarquable Malgr les difficult s inh rentes l usage des sables concass s les donn es fiables qu il a obtenues
243. s entre LA a 20 b 0 3 e Nahi et p q a et m n b Ajustements E Haoureb L P is Jradoue m 024 Jbel Ressas Ain Tebournouk d Jbel Ressas e e m in Tebournouk El Haoureb 10 e S c 0 1 y 0 009x 0 007 0 95 34 05 em 0 80 R 0 89 0 0 0 10 15 20 25 30 35 10 15 20 25 30 35 Les modules E des granulats ont alors t cherch s par it rations successives a partir des relations 7 et 8 de a minimiser les carts entre les modules exp rimentaux et les modules calcul s Les valeurs correspondantes de et de E compl tent le Table 2 On constate graph iquement sur la Fig 4 que la dispersion des r sultats est faible ce qui valide la d marche Au demeurant les modules des granulats sont coh rents dans leur distribution avec les r sistances m caniques des mat riaux coefficient LA par exemple LA 4 Validation du modele de traction D autres m langes contenant diff rentes sources de granulats ont t r alis s dans le but d apporter une validation de l approche pr sent e pr c demment pour la traction s agit d un mortier base de sable siliceux carri re d El Khl dia d un micro b ton contenant sable et le gravillon fin calcaire de la carri re de Tahent et d un b ton avec ces deux mat riaux et le gravillon de Nahli Les formules correspondantes et les perfor mances m caniques obtenu
244. s pourrait ainsi tre mieux d crit avec ce mod le Il permettrait incidemment de favoriser l emploi des calcaires tunisiens dans les b tons et les assises de chauss es et donc de pr server les ressources de meilleure qualit Dispatch 10 12 2007 Pages 13 LE TYPESET MS Code MAAS3321 WY DISK 542 543 544 545 546 547 548 549 550 551 552 553 554 555 556 557 558 559 560 561 562 563 564 565 566 567 568 569 570 Materials and Structures R f rences Achour T 2007 tude de l influence de la nature des granulats sur les propri t s des b tons hydrauliques cas des granulats calcaires tunisiens Th se de doctorat ENIT UHP en cours Achour T Lecomte A Ben Ouezdou M Mensi R Joudi I 2007 Contribution of the fillers limestones to the paste aggregate bond Tunisian examples Mater Struct J paraitre Norme NF EN 12390 6 2001 Essai pour b ton durci Partie 6 r sistance en traction par fendage d prouvettes Afnor Norme ISO 6784 1982 B ton D termination du module d lasticit statique en compression Afnor Oluokun FA 1991 Prediction of concrete tensile strength from its compressive strength evaluation of existing rela tions for normal weight concrete ACI Mater J 88 3 302 309 de Larrard F 1999 Concrete mixture proportioning A scientific approach In Mindess S Bentur A eds Modern concrete technology
245. s r duites correspondant des b tons courants sans plastifiants porosit E V EN 9 ou k est en relation avec la forme des granulats et la consistance des m langes Dans la m thode r cente du LCPC la recherche de la compacit maximale se fait a partir du Mod le d Empilement Compressible MEC en utilisant la granularit du m lange qui peut tre form d un nombre quelconque de coupures et la compacit virtuelle de chaque fraction granulaire qui le constitue y compris la fraction fine Ces fractions regroupent les Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 122 diff rentes natures de grains pr sents Le concept de courbes granulaires de r f rences est ainsi am lior puisque les propri t s r elles de chaque nature de mat riau sont prises en compte dans chaque configuration par le biais des compacit s propres mesur es sur les mat riaux Le MEC a t d velopp par F de Larrard et Thierry Sedran 14 15 16 17 qui avaient propos s initialement un premier Mod le Lin aire de Compacit puis un Mod le de Suspension Solide moins pertinents que le MEC Notons que le MEC est disponible en version libre sous le nom de Ren LCPC 18 sans d tailler les fondements de l approche rappelons que les principales tapes du calcul de la compacit d une combinaison granulaire demande la recherche de la compacit virtuelle y de chaque classe 1 suppos e dominante par
246. se la plus faible en raison du confinement interne effet triaxial Les courbes fc ft interpr t es par le mod le hyperbolique et les coefficients p et q associ s sont donc de bons indicateurs du comportement la traction des m langes hydrauliques Ainsi dans le cas pr sent la plupart des courbes montrent une quasi lin arit pour les faibles performances indiquant une Journal Medium 11527 Article No 9340 rupture au contact des grains dans l aur ole de transition Ce comportement s explique par une faible coh sion dans cette zone compte tenu du jeune ge de la plupart des m langes Physiquement on con state bien le d chaussement des gravillons sur les plans de fracture Pour les plus fortes performances qui correspondent g n ralement aux essais plus tardifs on obtient aussi des d chaussements pour certaines carri res El Haroueb Jradou Jbel Ressas Par contre pour les autres ce sont les grains qui sont majoritairement fractur s Nahli Ain Tebournouk comme en attestent la plus forte courbure des graphiques correspondant Fig 2 Les propri t s m caniques des granulats et de la zone de transition contr lent donc directement le comportement en traction des m langes hydrauliques Par ailleurs on notera que le rapport des deux coefficients c est dire ou m n a la dimen sion d une contrainte MPa Il parait donc l gitime de vouloir comparer ce rapport aux propri t s
247. sport d un TV 0 20 rendu dans la r gion de Tunis en provenance de divers sites en Dinars Tunisiens DT Lieu Prix de vente Prix Prix Prix de Distance n de WA x Prix km Augmentation rendu a Tunis unitaire carriere transport Tunis m DD DI m DTI m DT m km DT m km 12 6 Ain Tebournouk 14 4 On constate pour un m me prix d part carri re que le co t de transport repr sente plus de 60 du prix de vente de ce produit avec des nuances selon les zones d approvisionnement Un loignement suppl mentaire des carri res par rapport la r gion de Tunis d une distance de 60 km par exemple augmenterait le co t de granulats d environ 80 soit 5 5 dinars m C est le cas peu fr quent des approvisionnements en provenance de la carri re de Jradou Cette augmentation engendrerait par exemple une augmentation sur le co t de construction d une habitation populaire de 2 dinars par m construit et de 0 6 dinars par gt celui d une habitation de standing Par contre pour les travaux routiers d envergure un surco t de transport est souvent vit par les entreprises adjudicatrices qui optent g n ralement vers l ouverture d une exploitation occasionnelle proximit du chantier pour par la suite l abandonner apr s ach vement des travaux Mais en tout tat de cause l loignement des lieux de production conduit une augmentation des prix de vente Chapitre I Potentiali
248. ssas Le Kel Jrado orn Tebourn ouk Nahli 20usse El Haoureb au Kasserne Stax Gatsa Gole che sabes Toz ur Gabes aren Medenine lataousne 4 TUNISIE ALGERIE LIBYE aa 5a 100 km 2 50 100 mi Fig 1 Situation des carri res tunisiennes tudi es s dimentom trie Les refus cumul s correspondant sont donn s dans le Table 2 Le pourcentage de fillers est rappel dans le Table 1 Notons enfin que le sable siliceux roul fin issu du gr s Khl dia n a servi qu l laboration de m langes mixtes Les propri t s mesur es sur ces mat riaux n interdisent pas leur emploi dans les b tons au regard de la norme francaise XP P 18 545 article 10 par exemple Le ciment utilis est un ciment Portland d pourvu d additions min rales autres que calcaires Il provient de la cimenterie d EI Kharrouba Tunis Il s agit d un ciment conomique de faible performance contenant 87 8 de clinker 6 3 de fillers calcaires et 5 8 de gypse Sa d signation INNORPI Piem Journal 11527 Article No 9287 Materials and Structures normalisation tunisienne est CPC II A L 32 5 Sa composition de Bogue a t d duite de l analyse chimique fournie par la cimenterie 70 6 C3S 3 2 GS 2 1 C3A et 11 9 C4AF Sa classe vraie dans le temps o c y 1 3 7 14 28 90 180 et 365 jours a t communiqu e par le cimentier Elle a t v rifi e exp rimentalement 28 et 90 jours Les autres
249. stance la compression des m mes m langes Les volutions observ es ne coincident pas toutes avec les mod les conventionnels de type loi de puissance y a xP comme par exemple ceux de Oluokun 5 de de Larrard 6 ou de l Eurocode 2 7 Dans ces mod les les param tres a et ou b sont fix s Le comportement des m langes calcaires est ainsi distingu De meilleurs ajustements sont obtenus avec une loi de puissance ou une loi hyperbolique y a x b x 1 dont les param tres a et b sont PIEM Journal Medium 11527 Article No 9340 Materials and Structures associ s aux propri t s des granulats ou de la liaison pate granulat Pour le module d lasticit le traitement des r sultats selon le mod le du LCPC 6 a permis d estimer le module des granulats Les valeurs sont coh rentes avec les propri t s m caniques mesur es sur les mat riaux L article rappelle tout d abord le formalisme des mod les de caract risation des propri t s de traction et d lasticit des b tons Il pr sente ensuite les param tres des formules les r sultats m caniques obtenus et leur confrontation aux mod les Pour la traction une extension valide du moins pour les b tons calcaires est alors propos e 2 Mod lisation de la r sistance la traction et de l lasticit des b tons Rappels 2 R sistance la traction L approche empirique traditionnelle pour estimer la r sistance la traction f
250. t Affaire suivie par Georges BILLANT AVIS DU JURY SUR LA REPRODUCTION DE LA THESE SOUTENUE Ecole Doctorale ee um nr Doctorat de l Universit Henri Poincar Nancy I en us CA vA PA Nom et pr nom de l auteur A Chou Too Fi K Date de la soutenance AS 44 Zon Pr sident du Jury Nom Pr nom ouAccibA Plo cw Membres du Jury Nom Pr nom Frs PTE Pro dr tT MENST sels SEN CUEZDOU M Sp XI Th se pouvant tre reproduite en l tat J Th se pouvant tre reproduite apr s corrections sugg r es au cours de la soutenance C Th se ne pouvant tre reproduite Le AS 44 ni Le Pr sident du Jury sie Ve ei rami H 3C F8B A renvoyer au Service de la Scolarit de la Facult des Sciences amp Techniques dans les meilleurs d lais Domaine Scientifique Victor Grignard BP 239 54506 VANDCEUVRE les NANCY C dex France T l 03 83 68 40 36 International 00 333 83 68 40 36 Fax 03 83 68 4001 www scadmin uhp nancy fr Adresse lectronique Nancy Universite Universite Henri Poincare Monsieur ACHOUR Taoufik DOCTORAT DE L UNIVERSITE HENRI POINCARE NANCY 1 en GENIE CIVIL VU APPROUV ET PERMIS D IMPRIMER 27462 Nancy le 19 povem bu Lev Le Pr sident de l Universit J P FINANCE LC e OCREO Universit Henri Poincar Nancy 24 30 rue Lionnots 30
251. t et qualit des ressources granulaires en Tunisie 48 Pour limiter cet inconv nient plusieurs programmes de recherche ont t men s par la Direction des Carri res et des Explosifs pour envisager une utilisation optimale et rationnelle des mat riaux locaux Un de ces programmes visait la substitution des granulats siliceux utilis s dans la construction travaux routiers b tons hydrauliques par les calcaires r gionalement abondant Diff rentes recherches universitaires associ es ce programme 13 14 ont montr que la valorisation dans les b tons hydrauliques des sables de concassage produits en grande quantit dans les carri res en substitution partielle ou totale des sables siliceux devait permettre de r duire les co ts de transport des mati res premi res de moiti et par cons quent le prix de vente des b tons du quart de celui pr vu initialement Pour information le Tab I XVI pr sente la tarification tunisienne du transport des marchandises en 1989 Tab I XVI Tarification g n rale du transport des marchandises 1989 en Dinars Tunisiens DT 12 3 500 DT tonne 2 800 DT tonne restante 3 500 DT tonne pour les 30 premiers km 2 800 DT tonne pour les 30 premiers km gt 30 km 0 061 DT tonne km pour la distance restante 0 047 DT tonne km pour la distance Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 49 I 5 Origine nature et qualit des roches exploit es en Tunisie
252. t A titre de comparaison la France avait durant la m me p riode un ratio de 7 1 tonnes par an et par habitant 3 Cette consommation plut t importante pour un pays mergeant entra ne l puisement de certaines ressources naturelles et une surexploitation des r serves en cr ant un impact souvent n gatif sur l environnement Ce secteur a absorb plus de 30 des investissements pr vus au plan Depuis ce chiffre est en progression constante compte tenu de l volution croissante des besoins et de l augmentation des co ts de transport Mais les ressources min rales ne sont pas in puisables Il importe donc pour l int r t g n ral de les utiliser le plus rationnellement possible afin d assurer au mieux leur p rennit dans le cadre des dispositions li es au d veloppement durable notamment La gestion du patrimoine min ral est confi e la Direction des Carri res et des Explosifs du Minist re de l quipement de l Habitat et de l Am nagement du Territoire MEHAT Ce service tient compte d tudes conomiques pour fixer les orientations strat giques du pays en de ressources granulaires Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 21 Le premier objectif de ce chapitre est de donner un inventaire des ressources granulaires de la Tunisie en termes de production et d volution de la demande est bas sur les donn es bibliographiques disponibles Les chiff
253. t en Tunisie la pratique est de recourir des granulats dont les caract ristiques sont bonnes m caniquement physiquement et chimiquement Cependant les ressources ayant ces qualit s ne sont pas in puisables et certaines sont aujourd hui surexploit es notamment proximit des gros centres de consommations comme le district de Tunis et la zone c ti re touristique L tude quantitative partir des rares donn es disponibles de l volution de la demande et de la production des granulats a permis de montrer que certaines r gions du pays peuvent tre d ficitaires dans un futur proche Pour combler ce d ficit le Minist re de l quipement de l Habitat et de l Am nagement du Territoire MEHAT a fix les dispositions entreprendre pour r pondre favorablement au d veloppement du secteur de la construction dans toutes les r gions La Tunisie dispose sur son territoire de facon assez bien r partie d une grande diversit de formations g ologiques de nature calcaire en majorit La d marche du minist re comprend deux aspects La premi re est de chercher tendre les gisements d j connus par la qualit de leur produit extension ou ouverture de nouvelles exploitations dans les m mes formations proximit des carri res existantes La seconde est l ouverture de nouvelles exploitations dans des formations non encore exploit es Pour cela le MEHAT a choisi les gisements de Ain Tebournouk de Nahli de El Haou
254. t d un b ton consiste d duire cette propri t de la r sistance la compres sion fc selon une loi de puissance de type ft m fc 1 o m et n sont deux param tres d ajustement En pratique il existe souvent plusieurs couples n m qui peuvent satisfaire un ensemble de r sultats exp rimentaux en particulier s ils concernent diverses natures de granulats ou de liants 8 voire diff rentes gammes de performance Cependant par souci de simplification plusieurs auteurs proposent des mod les g n ralis s ayant des param tres constants Ainsi par exemple pour les b tons courants Oluokun 5 adopte partir de donn es tir es de la litt rature les valeurs 0 214 et 0 69 pour m et n respectivement ft 0 214 fc 99 2 Dans une tude plus r cente portant sur des b tons performants de Larrard 6 propose un exposant constant de 0 57 et un coefficient k variable qui d pend de la nature du granulat ft k fc 0 3 Cette approche demande de d terminer le parame tre k pour chaque granulat Un seul couple de r sultats en compression et au fendage classiquement Dispatch 10 12 2007 Pages 13 LE TYPESET MS Code MAAS3321 WY DISK 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 139 139 140 141 144 145 146 147 148 149 150 151
255. t de r aliser des ouvrages en b ton de qualit la Tunisie labore actuellement un projet de norme 19 inspir de la norme europ enne 20 dont les sp cifications s appliqueront aux granulats de b ton de demain Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 55 1 6 Conclusion s lection des formations pour l tude Le territoire tunisien pr sente une grande vari t de gisements potentiellement aptes donner des granulats b ton Cependant et selon les orientations strat giques du pays en mati re de ressources granulaires certains gisements pr sentent un int r t fondamental pour le d veloppement durable du secteur de la construction de certaines r gions Les prospectives analys es pour les granulats concass s en fonction de la capacit actuelle de production par r gion ont montr que seul le district de Tunis et la r gion du Centre Est pr senteront un d ficit de production l horizon 201 1 Pour le district de Tunis ce d ficit est d essentiellement l expansion urbaine et au d veloppement conomique et social de cette r gion Par cons quent le Minist re de l Equipement de l Habitat et de l Am nagement du Territoire a d fini les gisements de Jbel Lansarine Jbel Ressas Nahli et Ain Tebournouk comme sources d approvisionnement privil gi es pour ce district Ces formations ont ainsi fait l objet de notre tude dont le but premier est de v rifier la faisabilit
256. te granulat et du granulat Par ailleurs ce formalisme est compa rable celui propos par 6 pour le calcul de la r sistance la compression partir de la r sistance de la matrice fc du b ton selon la relation f fo Pm 6 i 1 ou les coefficients p et q traduisent respectivement un effet d adh rence du granulat a la pate et un effet limitant du granulat Rappelons que les r sistances a Journal Medium 11527 Article No 9340 g g E2 2 2 g E Em ARDE la compression des m langes calcaires de la pr sente tude ont t mod lis es selon cette approche 2 2 2 Module d lasticit Comme pour la r sistance la traction de nombreux mod les sont propos s pour relier le module d lasticit la densit ou la r sistance la compression du b ton 9 Dans le cadre de ce travail l approche propos e par 6 inspir e notamment des travaux de Baalbaki et al 10 11 deIravani 12 et de Le Roy 13 a t retenue car elle prend en consid ration le module des deux phases pr sentes dans le m lange c est dire celui de la matrice E et celui du granulat E Le module de la matrice est reli empiriquement la r sistance la compression du b ton selon la relation Em 226 fc 7 Le module E du composite est calcul par une m thode d homog n isation modele trisph re selon la relation 8 g et g sont respectivement la compacit
257. tir des proportions yi des compacit s virtuelles D et des effet de paroi bi et de desserrement aj de chaque tranche du m lange selon la relation suivante TM B bip vp 3j 2 ac Boy SR Le calcul de la compacit r elle du m lange fait appel la notion d indice de serrage K qui est un param tre d crivant le mode de mise en place et sont reli s par la relation implicite suivante 19 i Yi 10 c Pi ESAMI WT 11 St 1 8 yi ou est l indice de serrage partiel qui d crit la contribution de la classe 1 l indice de serrage global d et sont les compacit s r elle et maximale de la classe i compte tenu de la pr sence des autres classes Notons enfin que le mod le MEC constitue aussi le coeur du logiciel B tonlabPro2 20 qui sert la formulation des b tons Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 123 4 2 Formulation des m langes s lectionn s avec B tonlabPro2 1 4 2 1 Pr sentation du logiciel B tonlabPro2 B tonlabPro2 est un logiciel r cent de formulation des b tons d velopp par F de Larrard et Sedran 21 associe plusieurs mod les comportemantiels du b ton calibr s a partir d une vaste gamme de b tons diff rents a la structure granulaire d crite par le permet ainsi de r duire consid rablement le nombre d essais sur b tons m me si des essais de validation sont toujours n cessa
258. ton Essai de flexion Novembre AFNOR 18 Mougin J P 2000 R gles de BAEL 91 r vis 99 Editions Eyrolles 19 de Larrard F Le Roy R 1992 Relations entre formulation et quelques propri t s m caniques des b tons hautes performances Materials and Structures RILEM Vol 25 pp 464 475 20 Le Roy R 1996 D formations instantan es et diff r es des b tons hautes performances tudes et Recherches des Laboratoires des Ponts et Chauss es 350p Septembre 21 Norme ISO 6784 1982 B ton D termination du module d lasticit statique en compression AFNOR Juillet Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 160 Publications Publications 161 Article 1 Chapitre V Contribution des fillers calcaires adh rence p te granulat Exemples tunisiens Article accept pour publication dans la revue Materials and Structures version avant parution Uncorrected Proof Article 1 Contribution des fillers calcaires l adh rence p te granulat Exemples tunisiens 163 REUNION INTERNATIONALE DES LABORATOIRES ET EXPERTS DES MATERIAUX SYSTEMES DE CONSTRUCTION ET OUVRAGES INTERNATIONAL UNION OF LABORATORIES AND EXPERTS IN CONSTRUCTION MATERIALS SYSTEMS AND STRUCTURES MEM Monsieur Taoufik ACHOUR Direction R gionale de l Equipement de Lettre en Recommand avec A R l Habitat et de l Am nagement du Territoire n RK 15
259. tonlabPro2 du LCPC On peut s attendre l gitimement une d rive de ces mod les pour cause d une plus forte teneur en fillers que celle des m langes qui ont servi calibrer ces algorithmes et d une structure granulaire non optimis e en g n ral Les chapitres V et VI traitent de ces probl matiques Le chapitre IV pr sente les performances m caniques mesur es sur les diff rents m langes Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 134 III 6 R f rences bibliographiques 1 Dreux G 1970 Guide pratique du b ton Collection de l Institut Technique du Batiment et des Travaux Publics 2 Baron J Ollivier J P 1996 Les b tons Bases et donn es pour leur formulation Association technique de l industrie des liants hydrauliques Editions Eyrolles 3 Norme N FP 18 305 1996 B ton B ton pr t l emploi Ao t AFNOR 4 Norme N F EN 12350 2 1999 Essai pour b ton frais Partie 2 essai d affaissement D cembre AFNOR 5 Norme N FP 18 551 1990 Granulats Pr l vement de mat riaux sur stocks AFNOR 6 Norme N FP 18 404 1981 B ton Essais d tudes de convenance et de contr le Confection et conservation des prouvettes AFNOR 7 Norme N FP 18 422 1981 B tons Mise en place par aiguille vibrante AFNOR 8 Mensi R 2000 Recueil d essais sur les mat riaux de construction Document de la biblioth que de l cole Nationale d Ing nieures de Tu
260. travaux pratiques de m canique des sols Editions Centre de Publication Universitaire Imp Orbis Tunis 12 UNPG 1994 Recherche taxe parafiscale EG 121 Points des connaissances sur les b tons calcaires 13 Norme NT 21 127 1990 Granulats D termination de la masse volumique en vrac INNORPI 14 Norme NT 21 94 1990 Granulats D termination de la masse volumique absolue des fines INNORPI 15 Norme NT 21 04 1984 Granulats Mesures des masses volumiques porosit coefficient d absorption et teneur en eau des gravillons et cailloux INNORPI Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 95 16 Norme NT 21 05 1984 Granulats Mesures des masses volumiques coefficient absorption et teneur en eau des sables INNORPI 17 Bertrandy R Piketty C 1996 Les granulats pour b tons Extrait de Les b tons Bases et donn s pour leur formulation sous la direction de J Baron et J P Ollivier Association technique de l industrie des liants hydrauliques Editions Eyrolles Chapitre 3 pp 65 86 18 Norme NT 21 26 1990 Granulats D termination de la propret des sables Equivalent de sable a 10 de fines INNORPI 19 Norme NF P18 592 1990 Granulats Essai au bleu de m thyl ne m thode la t che AFNOR 20 Norme NF P94 051 1992 Granulats Limite d Atterberg et indice de plasticit AFNOR 21 Magnan J P Youssefian G 1989 Essai au
261. tude est celui utilis par les industriels de la r gion du district de Tunis Fig II 1 Localisation des carri res tunisiennes tudi es La Galit Bizerte Nahli Jbel Lansarine 5 Jbel Ressas Ain Tebournouk Kel y Jra ou 500556 RM f EI Haoureb Kasserine s ozeur ledenine lataouina e Gites importants de formations carbonat es Chapitre II tude des constituants utilis s dans les m langes hydrauliques 62 2 2 Roches exploit es Aspects g ologiques 2 2 1 Ain Tebournouk La situ e proximit de Grombalia 9 km est desservie par une route rev tue qui donne acc s l autoroute Al Tunis 35 km et la Tunis Cap Bon Les formations exploit es appartiennent au Cr tac Sup rieur Campaniens niveau Abiod 80 65 millions d ann es Elles se subdivisent en 3 faci s 1 2 le niveau inf rieur constitu de calcaires durs patine jaun tre blancs et crayeux bancs massifs de 30 50 cm avec des joints marneux de 2 cm Le sommet de ce niveau devient l g rement gris tre la cassure L paisseur totale est de 80 90 m le niveau moyen form d une alternance de marnes et de calcaires gris tre de 70 80 m d paisseur e le niveau sup rieur qui comprend des calcaires durs massifs cassure conchoidale sublithographiques en bancs de 70 80 cm L paisseur moyenne est
262. tures Lecomte A de Larrard F Mechling JM 2005 Predicting the compressive strenght of concrete the effect of bleed ing MCR 57 2 73 86 Achour T 2007 Influence des caract ristiques des granulats calcaires sur les propri t s des m langes hydrauliques Exemples tunisiens These de doctorat ENIT en cours Sedran de Larrard F 1994 RENE LCPC Un logiciel pour optimiser la granularit des mat riaux du g nie civil Note technique BLPC 194 Kim JK Park YD Sung KY Lee SG 1992 The pro duction of high strength fly ash concrete in Korea In Proceedings of the 4th International Con ference on Fly Ash Silica Fume Slag and Natural Pozzolans in Concrete Supplementary papers Istanbul May UNPG 1994 Recherche taxe parafiscale EG 121 Points des connaissances sur les b tons calcaires Dreux G 1970 Guide pratique du b ton ITBTP Lecomte A 1998 Ajustement des m thodes de formula de b ton au m en tenant compte du volume r el Annales du BTP 5 13 26 Tourenq C Arqui G 1989 Granulats Presses ENPC Paris Day KW 1995 Concrete mix design Quality Control and Specification E amp FN SPON 8 8 2007 Dispatch Pages 16 LE TYPESET MS Code MAAS3119 cp DISK Article 2 Chapitre VI R sistance a la traction et module d lasticit des b tons calcaires Application des m langes tunisiens 2
263. u lev pour les mortiers et micro b tons de El Haroueb de Jbel Ressas et de Jradou qui contiennent un taux plut t mod r de fillers atteint 1 6 pour le mortier de Ain Tebournouk contenant 25 de fillers Piem Dispatch 8 8 2007 Pages 16 LE TYPESET MS Code MAAS3119 cp DISK 573 574 575 576 577 578 579 580 581 582 583 584 585 586 587 588 589 590 591 593 594 595 596 597 598 599 600 601 602 603 604 605 606 607 608 609 5 3 Relations entre coefficient d adh rence et teneur en fillers calcaires Les comportements observ s sur ces m langes peu vent tre mod lis s en rapprochant les coefficients d un ou de plusieurs parametres de la structure granulaire La premi re hypoth se a t de consid rer l indice de serrage partiel de la fraction fine qui d crit le niveau de serrage de cette tranche granulaire dans le m lange complet Sa valeur caract rise de facon univoque chaque formulation consid r e K est calcul selon la relation suivante 5 n E 1 RTI 10 1 Ski ou est la compacit de la classe 1 et la valeur maximale que peut prendre lorsque la classe 1 est dominante toutes les autres classes demeurant a volume constant est calcul par exemple avec le Mod le d Empilement Compressible associ RENE LCPC n d signe ici la classe l mentaire de taille 80 Mais cette approche s
264. u total environ 25 millions de m de gravillons soit 5 millions de m par an Le d tail des calculs est donn dans le Tab I XI Pour tenir compte des pertes qui peuvent se produire lors du transport et de la mise en oeuvre la Direction des carri res et des Explosifs recommande une majoration de 15 des besoins Les pr visions par r gion pour l ann e 2006 sont pr sent es dans le Tab I XII Elles sont compl t es par celles du vin plan 4 L ensemble est pr sent sous forme d un histogramme Fig I 10 Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 38 Tab I XI Pr visions des besoins en granulats concass s OC 5 plan Programme routier SCH uantit s uantit s D signation Lin aire Q ae Q unitaires totales m 1650 km Am nagement du r seau class 1650 3350 Renforcement du r seau class 1740 Comblement des lacunes du r seau class 5300 Construction des Ouvrages d Art 16800 Construction des Voiries des villes et de leurs voiries structurantes 4145 3150 Am nagement des pistes agricoles 2736 Rev tement des pistes agricoles 150 Construction du r seau autoroutier 17006 Total Total apr s majoration de 15 25182 2 Tab I XII Pr visions du et SIT plan pour les besoins en 2006 granulats concass s Programme routier x1000m District Nord Centre Centre Sud Sud Total de Tunis Ouest Est Ouest Est Ouest
265. ud tunisien Ce sont les faci s les plus recherch s pour fabriquer les b tons industriels les couches de roulement des chauss es et les ballasts car ses produits sont connus par leur duret leur angularit et leur propret Les r serves en carri res sont loin d tre puis es et la production n atteint pas les capacit s industrielles install es On peut distinguer 4 zones du Nord au Sud a les reliefs de Jbel Ichkeul Jbel Hairech et Jbel Mayana Ces formations sont caract ris es par trois types de faci s un calcaire grains fins tr s durs avec intercalations de marnes schisteuses une dolomie massiveet des calcaires dolomitiques gris tr s durs Vers l Ouest se d veloppent soit des dolomies dures de Chapitre I Potentialit et qualit des ressources granulaires en Tunisie 50 couleur rose en partie recristallis es soit des calcaires bitumineux noirs a patine grise compacts tres durs et a cassure esquilleuse b les reliefs de la dorsale tunisienne qui s alignent le long de l accident majeur tunisien Trois types de faci s peuvent tre distingu s un calcaire gris un calcaire massif et un calcaire para r cifal c la Tunisie centrale avec des bancs bien individualis s de calcaires dolomitiques puissant de 300 400 m qui s affleurent principalement dans la r gion de Kairouan d le Sud de la Tunisie o dans la r gion de Medenine de grandes tendues calcaires affleurent en falaises e les affleu
266. un an Ils ont consist a fabriquer un mortier avec le sable roul de El Khl dia un micro b ton avec ce m me sable et le gravillon de Tahent puis un b ton avec les ingr dients pr c dents auxquels il a t ajout le gravillon G5 de Nahli L exploitation des r sultats issus de ces m langes mixtes a t r alis e selon la d marche suivante 1 d termination des parametres p et q du sable roul de El Khl dia partir des r sultats m caniques mesur s sur le mortier aux diff ren tes ch ances et des r sistances des matrices correspondantes Fig 3 Comme le m lange contient plus de 10 de fillers cette valeur de p est d duite du mod le relation 11 partir du rapport fi g et de la valeur de p issue du lissage pour lequel on trouve q 0 Les valeurs correspondantes sont donn es dans le Table 6 colonne 16 2 d termination des param tres p et q du gravillon G de Tahent partir des r sultats m caniques mesur s sur le micro b ton aux diff rentes ch ances Comme le m lange contient moins de 10 de fillers les valeurs de p et de q de ce gravillon sont d duites des valeurs p et qissues du lissage Fig 3 apr s pond ration avec les param tres p et q du sable selon les proportions volumiques respectives de ces deux constituants dans le m lange Les valeurs correspondantes sont donn es dans le Table 6 colonne 17 Les valeurs obtenues pour le gravillon de Tahent v rifient les
267. un modele d crit par une loi hyperbolique a permis d apporter une interpr tation physique au comportement la traction des m langes hydrauliques Ses parametres sont reli s la r sistance du granulat et la coh sion dans la zone de transition p te granulat Enfin pour le module d lasticit l utilisation du mod le du LCPC qui prend en compte les propri t s de la phase granulaire et de la phase liante a permis d atteindre le module d lasticit de certains granulats Mots cl s Granulats fillers calcaires b tons calcaires formulation effet d adh rence compacit r sistance la compression r sistance la traction module d lasticit mod lisation ABSTRACT This study concerns the Tunisian granular resources of limestone type in the hydraulic mixtures The used materials outcoming from the careers of Ain Tebournouk Nahli Jbel Ressas El Haoureb Jradou and Tahent which have to feed the principal centers of consumption of the area of Tunis and the coastal zone of Center East The analyzed properties are the compressive and the tensile strengths and the elastic modulus The recent models of the French LCPC were used to predict these properties They do not always give satisfactory results in particular if the mixtures are rich in fine elements as it is often the case of the aggregates outcoming from careers The mortars micro concretes and concretes carried out within the framework of this study made it
268. ur plac es au niveau des deux g n ratrices assurent un contact r gulier avec les plateaux La m me presse que pr c demment a t utilis e L effort de compression induit alors des contraintes de traction dans le plan diam trale Fig IV 7 La r sistance la traction par fendage ft en MPa est donn e par la relation suivante 16 E ft 20 11 ou P est la charge de rupture en kN d et h le diam tre et la hauteur de l prouvette en cm Les valeurs obtenues sont sup rieures celles mesur es par l essai de traction directe C est la raison pour laquelle un coefficient de 0 9 est utilis dans la relation propos e par Eurocode 2 14 qui consid re la r sistance la traction directe Fig IV 6 Essai de fendage Dispositif de Fig IV 7 Appareillage de mesure de fixation et de centrage de l prouvette r sistance la traction par fendage 4 1 L avantage de cet essai par rapport par exemple l essai de flexion 17 est qu il utilise le m me type d prouvette et la m me presse que pour l essai de compression IV 3 3 volution de la r sistance la traction dans le temps Les mesures de r sistance la traction au cours du temps m mes ch ances qu la compression completent le Tab VI I Le nombre total d essai s l ve 288 deux mesures par m lange Les volutions dans le temps sont trac es sur la Fig IV 8 Les r sultats obtenus
269. ur m lange frais C 6209 195 349 33 349 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental Micro b ton Date de fabrication 29 06 2005 D signation Mi J Pourcentages volumiques et Formule du m lange a r aliser massiques des constituants CETEC sur g ch e de 451 et mesure d affaissement A sur m lange frais d le kg kg kg s 289 289 poto toto elo lt 62 3797 110 295 56 296 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental B ton Date de fabrication 01 07 2005 D signation B J Pourcentages volumiques et Formule du m lange r aliser massiques des constituants CETEC sur g ch e de 451 et mesure d affaissement A sur m lange frais 1 kg kg kg mm o 56 353 1 26544 265 Mesures sur prouvettes de m lange frais Air xp rimental 3 Formule du m lange ramen e au Slam 1150 1000 2133 j 5 3 Formule du m lange ramen e au m E 11 kg 1 1 Laut us 24 s NES 2194 s 3 Formule du m lange ramen e au m m E mou 1065 1000 2227 Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 1 2 2 6 Mixtes Propri t s des mat riaux KEE kg m ce jao E j f S miro
270. ure Ce choix permet aussi d expliquer certains aspects physiques li s aux propri t s des constituants Dans les deux cas on aurait abouti aux m mes interpr tations Notons enfin qu il ne s agit pas dans ce chapitre de statuer sur la pertinence des modeles du LCPC vis vis des m langes hydrauliques calcaires r alis s cet aspect est trait dans les chapitres V et VI mais plut t de v rifier que les propri t s des constituants interviennent de mani re explicite sur l volution dans le temps de la r sistance m canique des b tons Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 139 IV 2 R sistance la compression IV 2 1 Mod les De nombreux chercheurs se sont int ress s aux relations entre composition et r sistance la compression des b tons Plusieurs relations ont t propos es Historiquement c est F ret 1 qui pr senta le premier mod le de r sistance consiste calculer la r sistance du b ton a partir de celle de la p te et d un coefficient qualitatif Ky d pendant principalement du granulat La r sistance de la pate d pend de la r sistance normale du ciment ocet de sa concentration lev e au carr D apr s les travaux de Baron et Ollivier 2 la formule propos e donne g n ralement des valeurs satisfaisantes dans les ch ances comprises entre sept jours et trois mois pour des b tons courants de rapport massique E C compris dans l intervalle
271. urs Toutefois la plupart des granulats 1ssus de ces formations peuvent r pondre priori aux exigences des normes tunisiennes en vigueur pour un emploi dans les b tons hydrauliques Le second chapitre est consacr l identification d taill e des ressources granulaires retenues pour l tude Le site de Jbel Lansarine ne poss dant pas d exploitation la carri re de Tahent situ dans la continuit de la chaine montagneuse de Jbel Lansarine a t retenu pour repr senter cette formation Cette tude montre que les diff rentes roches sont de nature calcaire Des essais de caract risation usuels ont permis de mesurer les propri t s physico m caniques des granulats Les granularit s sont plut t continues Les masses volumiques r elles les porosit s et absorptions d eau les propret s et les r sistances m caniques varient sensiblement selon les provenances et la nature des roches m res Un essai sp cifique d identification associ l utilisation du logiciel Ren LCPC a consist mesurer la compacit de diff rentes fractions granulaires tudi es Les valeurs obtenues sont n cessaires aux calculs des formules de b tons r alis es avec ces granulats Ce chapitre pr sente aussi les caract ristiques du ciment utilis s agit d un ciment conomique de type Portland CEM II A L 32 5 couramment utilis dans les centrales b tons du district de Tunis Il est fabriqu par la cimenterie Le Karrouba Ses propri
272. ustrer les propos le Tab IV IV pr sente une application des mod les pr c dents au cas du mortier et du b ton de Ain Tebournouk 28 jours Les valeurs des param tres de la formule g g Dmax C Berl sont tir es des Tab V V et V VI chapitre V On constate effectivement que le mortier a une r sistance la compression th orique sup rieure celle du b ton mais bien un module d lasticit inf rieur L explication se situe notamment dans le poids qu a le param tre volume granulaire compl mentaire au volume d eau de ciment de fillers et d air dans le contr le de ces deux performances m caniques Ce calcul d montre aussi la pertinence des modeles utilis s Tab IV IV Calculs th oriques de la r sistance la compression et du module E du mortier et du b ton de Ain Tebournouk 28 jours selon les mod les du LCPC Les param tres arbitraires suivants sont retenus pour les granulats p 0 9 q 0 003 E 64 GPa Les autres valeurs ont t d duites des formules r elles Te e Dan EMP C Ew fen fe En E Chapitre IV Propri t s m caniques des b tons calcaires Mod lisations 156 e Les modules les plus lev s sont atteints avec les m langes de El Haoureb et de Jbel Ressas et a un degr un peu moindre avec ceux de Ain Tebournouk Les modules les plus faibles sont ceux des m langes de Nahli Les deux premiers granulats sont issus des deux roches meres les plus r sistantes T
273. xcept taient concentr es dans ce district 8 De plus le d cryptage des donn es montre que la r gion du Nord Est exportait aussi des produits de carri res principalement des granulats pour la construction vers la r gion du Centre Est qui est d pourvue de ressources aptes donner des granulats Dans la zone centrale de la Tunisie Centre Est et Centre Ouest est implant e 25 environ des carrieres industrielles du pays avec une production de 19 Les r serves annonc es pour la r gion du Centre Ouest repr sentent 18 de la totalit des r serves du territoire Cette r gion est galement une zone d approvisionnement privil gi e pour le Centre Est Enfin pour le sud le nombre de carn res industrielles est tr s limit 7 et la production correspondante est faible 9 9c Les r serves annonc es dans les carri res exploit es sont assez faibles et elles ne permettraient pas en l tat actuel un d veloppement soutenu de cette r gion 1 2 2 Besoins granulats pour la p riode du plan 1991 1996 La production et la consommation des granulats en 1991 ont t estim es lors de la DA 3 plan environ 7 millions de hors cimenteries 4 Nous reprenons pr paration du VIII ci apres le d tail des pr visions des besoins en granulats concass s et roul s pour chaque type de consommations La part attribu e aux autres consommateurs telles que l am nagement d
274. z lev Par exemple pour Nahli il est de 41 9o alors que pour Ain Tebournouk il n est que de 25 Pour les micro b tons ce rapport est moins lev Il atteint 18 pour Nahli et 10 pour Ain Tebournouk Enfin ce rapport est plus faible encore pour les b tons l exception de Nahli dont les gravillons contiennent une fraction non n gligeable d l ments fins Le rapport fi g de ce dernier est de 17 Tab III II Formules et propri t s des m langes r alis s w uTz 5 iis s os Mint un les cal an lala sis nero i rzsd ss 15 72 co us so 612 902 91 sso asd s 624 So o jose o kale o o ness roo alo Lo onl Le Len o hes wn snr a os S sa Dos aa pos n3 ft sa 589 87 74 2 8 46 234 58 102 35 1 47 5 6 34 4 63 s9 44 94 69 43306 5 6 so 765 71 73 ros 76 lass 37 se ons eo safes os oss ose jos oen jos eje o zososs oeoorososo oan 2391244 uei 07001 1196296 repos ab 0 10 0 09 041048013048 46015 096 0060131006 045016 09 a mortier b micro b ton c b ton Chapitre III Formulation des m langes hydrauliques 114 Les formules r alis es ont finalement des proportions de constituants assez variables La cons quence est qu elles pr sentent des rapports fi g tr s ouverts selon le type de m lange et le taux de

cas

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