Soutenance mémoire
GÉNÉRALITÉS SUR LES CIMENTS
HISTORIQUES DU CIMENT
Un « liant » particulier constitué par un mélange de chaux, d’argile et d’eau est très ancien. Les Égyptiens l’utilisaient déjà 2600 ans avant Jésus Christ. Vers le Ι er siècle, les Romains perfectionnèrent ce « liant » en y ajoutant de la terre volcanique de pouzzolane, ce qui lui permettait de prendre sous l’eau, ou en y ajoutant de la tuile broyée, ce qui améliorait la prise et le durcissement. La systématisation de la construction en béton permit les réalisations remarquables de l’architecture de l’Empire Romain. Pourtant, la découverte du ciment est attribuée à Louis Vicat, jeune ingénieur Français de l’École Nationale des Ponts et Chaussées. En 1818, il fut le premier au monde à fabriquer, de manière artificielle et contrôlée, des chaux hydrauliques dont il détermina les composants ainsi que leur proportion. Mais préférant la gloire d’être utile à la fortune, il publia le résultat de ses recherches sans déposer de brevet ! Pendant l’année 1908, Jules Bied, directeur du laboratoire de la société Pavin de Lafarge, découvre le Ciment Fondu, fabriqué à partir de calcaire et de bauxite, alors qu’il était à la recherche d’un liant hydraulique qui ne soit attaqué ni par l’eau ni par les eaux sulfatées. Le ciment devient alors un liant hydraulique en poudre. Mélangée avec de l’eau, la poudre fait prise et, en durcissant, solidarise les granulats pour constituer bétons et mortiers. Le ciment Portland, mis au point au début du XIX e siècle, résulte du broyage d’éléments où domine le « clinker » (au moins 95 %) : c’est le « Portland Artificiel », ou CPA-CEM I. D’autres constituants (laitier, cendres volantes, fumées de silice) peuvent être associés en remplacement du clinker pour obtenir :
➤ les ciments Portland composés (ou jumelés) CPJ-CEM II/A ou B ;
➤ les ciments de haut fourneau CHF-CEM III/A ou B et CLK-CEM III/C ;
➤ les ciments pouzzolaniques CPZ-CEM IV/A ou B ;
➤ les ciments au laitier et aux cendres CLC-CEM V/A
D’une manière générale, les ciments sont donc des liants hydrauliques obtenus par cuisson à haute température (entre 1400°C et 1500°C) de mélange de calcaire et d’argile ou d’autres constituants dans des proportions bien définies.
Dominés par le gigantisme et l’automatisation très poussée, les pays développés produisent des grandes quantités de ciment destinés à leur besoin et surtout, à l’exportation. Dans les pays en voie de développement, on ne produit que les ciments les plus utilisés (Exemple : CPA et CPJ). Les ciments utilisés dans les œuvres spécialisés restent importés. Actuellement Madagascar possède deux unités de cimenterie : la HOLCIM à Ibity Antsirabe et la SANCA à Amboanio Mahajanga. Faisons un bref aperçu de ces deux unités de production de ciment à Madagascar.
a – l’unité de la SANCA :
Elle se situe à 35 Km de Mahajanga, dans la commune de Boanary Amboanio. Elle est fondé en 1932 par la société Française de ciment VICAT et produit 20000 tonnes de ciment en 1934. Mais l’usine fait faillite en 1935, puis un groupe Belge la rachète en 1956 et la nomme CMC (Compagnie Malgache de Ciment). En 1980, la société est nationalisée et gérée par la BTM. En 1997, la société Lafarge devient la propriétaire de l’usine et produit 70000 tonnes de ciments.
b – l’unité de la HOLCIM :
L’usine est une société d’État fondée en 1980 sous le nom de CIMA. Mais vers 1985, elle est privatisée par le groupe Abasubong et la cimenterie est nommée ABACIMAL. A cause de la mauvaise représentation de la marque et le non écoulement du produit, la société fait faillite en 1994. Depuis 1995, le groupe Origny achète l’usine sous le nom de SOMACIM et le ciment produit a pour marque MORAINGY. Actuellement, l’usine fonctionne sous le nom de HOLCIM et produit 120000 tonnes de ciment par an.
LES CONSTITUANTS DU CIMENT
Les différents constituants du ciment présentent l’une ou plusieurs des propriétés suivantes :
▶propriété hydraulique : par réaction avec l’eau, ils se transforment en des composés hydratés stables et très peu soluble dans l’eau ;
▶propriétés pouzzolaniques : à température ordinaire et en présence de l’eau, ils se combinent avec la chaux pour donner des composés hydratés stables ;
▶propriétés physiques : ils ont la capacité d’accroître la maniabilité et la compacité du ciment.
LES CONSTITUANTS AUTRES QUE LE CLINKER
a. le laitier de haut fourneau (S) : produit obtenu par refroidissement rapide de la scorie fondue provenant de la fusion du minerai de fer dans le haut fourneau ;
b. le pouzzolane naturel (P) et le pouzzolane calciné (Q) : produits volcaniques naturels ou par traitement thermique, composés essentiellement de silicates, d’alumines et d’oxydes de fer ;
c. les cendres volantes siliceuses (V) ou calciques (W) : ce sont des particules pulvérulentes produites par les gaz des chaudières des centrales thermiques fonctionnant avec du charbon pulvérisé ;
d. les schistes calcinés (T) : ce sont des schistes ardoisières calcinés et broyés finement ;
e. les calcaires (L) ou (LL) : roches naturelles broyées dont la teneur en carbonate de calcium est supérieure à 75% ;
f. la fumée de silice (D) : particules très fines contenant de silice amorphe et provenant de la réduction du quartz par le charbon dans les fours à arc électrique ;
g. le sulfate de calcium : c’est du gypse (CaSO4, 2H2O) ou de plâtre (CaSO4,1/2H2O) ajouté au clinker ( moins de 5% en poids) pour régulariser la prise du ciment ;
h. les additifs : ce sont des constituants ajoutés au ciment pour améliorer sa fabrication ou ses propriétés. Leurs quantités ne doivent dépasser 1% en masse celle du ciment.
|
Table des matières
INTRODUCTION
PARTIE I – GÉNÉRALITÉS ET ÉTUDES BIBLIOGRAPHIQUES
CHAPITRE 1 : GÉNÉRALITÉS SUR LES CIMENTS
1.1 – HISTORIQUE DU CIMENT
1.2 – LES CONSTITUANTS DU CIMENT
1.3 – CLASSIFICATION DES CIMENTS
1.4 – NORMALISATION DES CIMENTS
1.5 – LES CARACTÉRISTIQUES DU CIMENT
1.6 – LA FABRICATION DU CIMENT
1.7 – DOMAINES D’UTILISATION DU CIMENT
CHAPITRE 2 : LES GRANULATS POUR LE BÉTON
2.1 – GÉNÉRALITÉS SUR LES GRANULATS
2.2 – ÉTUDE GRANULOMÉTRIQUE
CHAPITRE 3 : LE BÉTON
3.1 – GÉNÉRALITÉS SUR LE BÉTON
3.2 – LES DIFFÉRENTS CONSTITUANTS DU BÉTON
3.3 – LES PROPRIÉTÉS ET CARACTÉRISTIQUES DU BÉTON
3.4 – LES DIFFÉRENTS TYPES ET UTILISATION DU BÉTON
3.5 – ÉTUDE DE QUELQUES FORMULATIONS DU BÉTON
3.6 – NORMALISATION DU BÉTON – NORME NF P 18 305
PARTIE II – ÉLABORATION DU LOGICIEL LOGIBETON06
CHAPITRE 4 – PRINCIPE DE FORMULATION DE FAURY
4.1 – GÉNÉRALITÉS
4.2 – COURBE GRANULOMÉTRIQUE DU BÉTON DE RÉFÉRENCE
4.3 – MÉTHODE NUMÉRIQUE DES INDICES
4.4 – PRINCIPE DE FORMULATION
CHAPITRE 5 : LE LOGICIEL « LOGIBETON06 »
5.1 – INTRODUCTION
5.2 – LANGAGE DE PROGRAMME UTILISÉE : LE VISUAL BASIC
5.3 – FONCTIONNEMENT DU LOGICIEL
5.4 – EXTRAIT D’UNE PARTIE DES SYNTAXES DU LOGICIEL
5.5 – LE LOGICIEL « LOGIBETON06 »
5.6 – FIABILITÉ DU LOGICIEL
CONCLUSION GÉNÉRALE
BIBLIOGRAPHIE
ANNEXES
