Soutenance mémoire
Les différents types de maçonnerie
MORTIER
DÉFINITION
Le mortier est un mélange (figure 1.10) d’un liant (ciment et/ou chaux) et d’agrégat (sable), utilisé comme élément de liaison ou de scellement (jointement) et comme enduit.
Les caractéristiques mécaniques du mortier dépendent essentiellement de la phase de préparation pour sa mise en œuvre et de la phase finale, c’est-à-dire après le durcissement.
Le mortier doit avoir une certaine viscosité, être facile à écarter avec une truelle et coller impérativement sur les surfaces verticales.
D’autres matériaux peuvent y être incorporés :
Adjuvant : produit chimique incorporé à faible dose.
éventuellement des pigments pour donner de la couleur.
DOMAINE D’APPLICATION DES MORTIERS :
Il existe trois domaines d’utilisation dans le domaine du génie civil pour les mortiers :
• Jointement des maçonneries (liaison, compense les inégalités, répartit les charges).
• Chapes.
• Crépis et enduits.
LES TYPES DE MORTIERS
Mortier de ciment : ce mortier est composé essentiellement de ciment, sable et d’eau, sa résistance est proportionnelle à la qualité du ciment incorporé.
Mortier bâtard : est un mélange de ciment, de chaux et sable. Le ciment et la chaux sont généralement utilisés avec des proportions égales ; ce type de mortier durcit plus lentement que le mortier de ciment.
Mortier de chaux : composé essentiellement de chaux. Il sert à lier les éléments de maçonnerie entre eux ou enduire les murs supports (enduit à la chaux) ou encore dans la réalisation de chape à base de chaux.
Mortier de résine ou mortier colle
regroupe la famille des mortiers adhésifs destinés à coller un revêtement au sol comme : le carrelage, la céramique aux murs, le dallage et certains blocs de maçonnerie.
Conformément à la norme NBN EN 998-2, d’autres types de mortiers sont définis selon leur performance et leur utilisation [voir Annexe 1].
LES DIFFÉRENTES UTILISATIONS DU MORTIER
Parmi les nombreuses applications du mortier, les fabricants distinguent notamment [GRANGET 2015]:
Les mortiers-colles : ils servent à poser du carrelage et de la céramique, au sol ou sur les murs.
Les mortiers de ragréage : ils bouchent les trous et bulles, cachent les défauts de surface pour obtenir une surface plane.
Les mortiers de scellement : ils s’utilisent pour sceller des éléments métalliques.
Les mortiers isolants : ils permettent d’isoler thermiquement des façades par l’extérieur.
JOINT D’UN MORTIER
Le joint joue un rôle de protection important et doit avoir un comportement irréprochable dans le temps, quelles que soit les conditions d’exposition. Sa dureté est à évaluer en fonction des sollicitations de l’ouvrage et doit s’harmoniser avec celle du mortier de pose et de la brique. Il y a deux façons de faire les joints [cf. l’annexe 1]:
Soit « en montant » (figure 1.11.a), c’est-à-dire au fur et à mesure que le mur est monté, en utilisant le mortier de pose. Ou « postérieurement » (figure 1.11.b), c’est-à-dire après que le mur soit fini où le rejointoyage « à posteriori » permet au mortier de pose d’effectuer son séchage et son retrait, et limite ainsi les risques de fissuration des joints ; l’observation montre que les murs rejointoyés ainsi ont moins de problèmes d’infiltrations d’eau
PATHOLOGIES DES MAÇONNERIES EN BRIQUE
En dehors des problèmes strictement structurels (tassements, fondations, séismes, etc.) on peut classer les pathologies en deux grandes catégories : celles liées à l’humidité et celles liées à la pollution atmosphérique [BABICS et Coll. 2006].
MORTIER
Les causes de pathologies des mortiers peuvent être de 3 ordres :
Causes mécaniques : tassement, séisme dépassant la résistance du mortier qui peut créer un phénomène d’effritement de joint (figure 1.12.a).
Causes chimiques due à l’eau : la chaux et le ciment de nature basique sont sensibles à l’action des acides, ce qui se traduit par des chaînes de décomposition qui produisent des sels dont les chlorures et les nitrates.
Causes biologiques : les micros organismes ; bactéries, champignons transforme l’azote atmosphérique en acide nitrique qui provoque des altérations.
BRIQUE
Le principal facteur pathologique de la brique est l’eau ; sa présence permanente peut causer deux formes d’altération :
Altération mécanique : lorsqu’elle est apparente, la brique se désagrège sous l’action des chlorures présents dans l’eau.
Lorsqu’elle est enduite d’un mortier de forte étanchéité ceci empêche l’eau contenue dans la brique de migrer dans le mortier et s’évaporer ; ce phénomène provoque la dislocation et émiettement de la brique (figure 1.12.b).
Altération chimique : le parement des briques présente des traces de salissures noires, des traces de moisissures (figure 1.12.c) ou des traces d’efflorescences et des traces de salpêtre (blanches et cotonneuses) (figure 1.12.d). On retrouve ces pathologies dans les régions humides et côtières.
DIAGNOSTIC ET RESTAURATION DES MAÇONNERIES EN
BRIQUES [BABICS et Coll. 2006] :
Injection de coulis (figure 1.13.a),
Traitements de surface,
Rejointoiement (figure 1.13.b),
Hydrofugation,
Sablage (figure1.13.c),
Nettoyage par micro-sablage et hydro-gommage (figure 1.13.d),
Comblement de zones manquantes,
Remplacement de brique.
CONCLUSION
La maçonnerie est un composite anisotrope constitué de mortier, brique, bloc ou pierre que nous avons tenté de définir au niveau de ce chapitre introductif à travers ce que nous avons pu trouver dans la littérature relative au domaine de la maçonnerie.
Pour donner un sens plus large à certains phénomènes liés à la maçonnerie, nous allons aborder, dans le second chapitre, le comportement de la maçonnerie sous sollicitations mécaniques de compression et de cisaillement.
ÉTAT DE L’ART DU COMPORTEMENT DES STRUCTURES EN MACONNERIE EN COMPRESSION-CISAILLEMENT
INTRODUCTION
La maçonnerie est l’art qui consiste à assembler des pierres, blocs ou briques à l’aide d’un mortier. Son comportement mécanique, dépend des caractéristiques des matériaux qui la composent. Dans ce chapitre, nous aborderons les points suivants :
Un état de connaissance sur le comportement des murs en maçonnerie sous différentes sollicitations : compression, cisaillement, flexion et traction.
Les travaux menés en compression et cisaillement et les différents codes de calcul.
L’ÉTAT DE L’ART SUR LA MAÇONNERIE
Comportement de la maçonnerie en cisaillement [MCKENZIE 2001] :
La résistance au cisaillement est la propriété mécanique de la maçonnerie qui définit la résistance du mur de maçonnerie à des charges latérales dans le plan. Il existe plusieurs modes de rupture :
Dans le cas du mécanisme de cisaillement par glissement qui se caractérise par la formation de fissures horizontales, les éléments de maçonnerie glissent vers le haut sur l’un des lits-joints (figure 2.1.a),
Dans le cas du mécanisme de cisaillement caractérisé par la formation des fissures en diagonale, les fissures de cisaillement sont provoquées par les contraintes principales de traction, développées dans la paroi sous la combinaison de charge verticale et latérales (figure 2.1.b),
Rupture en traction des unités : ce type de rupture se met en place sous l’effet d’un chargement vertical important et en présence de briques moins résistantes en traction. Dans ce cas-là la résistance au cisaillement dans le joint horizontal augmente uniquement pour une bonne résistance de frottement (figure 2.1.c),
Rupture de la maçonnerie en compression : un chargement vertical important conduit à la ruine de la maçonnerie. A cause de l’importance des contraintes axiales qui se développent sur les briques individuellement, et qui ont dépassé la résistance à la compression de la maçonnerie (Figure 2.1.d).
Les Travaux de GABOR
Dans son étude GABOR [GABOR et Coll. 2005] explique comment la contrainte de cisaillement se produit ; en effet, cette contrainte est la combinaison de deux autres contraintes : la compression et la traction.
Si l’on considère un élément homogène de maçonnerie carré dans une position en diagonale, c’est-à-dire incliné à 45°, sur lequel on applique une charge, les contraintes principales crées sont la compression et l’autre la traction. Donc du point de vue expérimental, la compression et la traction simultanée le long de la diagonale de la paroi produisent un cisaillement, entrainant une rupture par fissuration le long de la diagonale comprimée.
Le test a été mené sur une seule diagonale, pour exclure la charge de traction (le test bi-axial est difficile à mettre en place), à l’aide d’un vérin de 1000 kN. La force appliquée et le déplacement le long des deux diagonales sont mesurés respectivement en utilisant la cellule de charge et l’extensomètre LVDT. La charge est augmentée jusqu’à la rupture. Dans ce cas, deux murets construits en brique creuse ont été testés. Pour le premier une rupture localisée a été obtenue avec un net glissement dans les joints et à l’écrasement de l’une des zones d’appuis (figure 2.2).
Dans le second cas, il a été remarqué une rupture soudaine généralisée sans fissure prédictive sur la surface de la paroi. Néanmoins l’analyse de l’échantillon après rupture, révèle que les fissures se sont propagées le long de la diagonale et qu’ils étaient présents dans les joints de mortier et les briques (figure 2.3).
Les travaux de CORRADI
Le test a pour [CORRADI et Coll. 2003] a pour but de déterminer la contrainte de cisaillement et a été effectué sur une partie de paroi de maçonnerie construite en brique avec un mortier à base de chaux de dimension de 120×120 cm². Le panneau a été découpé de la paroi et reste ancré au reste de mur de maçonnerie à travers une partie de 70 cm du bord horizontal inférieur.
Cet essai consiste à transmettre la charge à travers l’une des deux diagonales à l’aide d’éléments métalliques fixés aux deux coins de la diagonale du panneau. La charge est transmise à l’aide de deux vérins placés dans des coins opposés et entretenir une liaison rigide de telle manière d’avoir un système fermé dans lequel les vérins compriment le panneau. Le test consistait en des couples égaux de cycles de chargement et de déchargement, avec des augmentations de 10 kN, jusqu’au point de rupture (figure 2.4).
La résistance était de l’ordre de 0.069 MPa, les fissures se sont propagées le long du lit de joint.
Les travaux de CODY
Dans ce modèle d’essai, l’auteur [CODY et Coll. 2008] a appliqué une charge sur un muret de 1.20 m de côté placé à 45° par rapport à l’horizontal (Figure 2.5) en utilisant la formule de la norme ASTM 519-5 pour évaluer ce type de comportement.
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Table des matières
Résume
Introduction général
Chapitre 1 : Les types de maçonneries
1.1. Introduction
1.2. Définition
1.3. Domaine d’application de la maçonnerie
1.4. Les différents types de maçonnerie
1.4.1.Maçonnerie en brique de terre cuite
1.4.2.Maçonnerie en brique de silico-calcaire
1.4.3.Maçonnerie en agglomère de béton
1.4.4.Maçonnerie en moellon
1.4.5.Maçonnerie non armée
1.4.6.Maçonnerie armée
1.5. Mortier
1.5.1. Définition
1.5.2. Domaine d’application de mortier
1.5.3. Les types de mortier
1.5.4.Les différentes utilisations du mortier
1.6. Joint d’un mortier
1.7. Pathologies des maçonneries en brique
1.7.1. Mortier
1.7.2. Brique
1.8. Diagnostic et restauration des maçonneries de brique
1.9. Conclusion
Chapitre 2 : Les Etat de l’art de comportement des structures en maçonnerie en compression-cisaillement
2.1. Introduction
2.2.Comportement des murs en maçonnerie sous différentes sollicitations
2.2.1.comportement de la maçonnerie en cisaillement
2.2.2.Travaux effectués sur le cisaillement
2.2.3.comportement de la maçonnerie en compression
2.2.4.Travaux effectués sur la compression
2.2.5.Comportement de la maçonnerie en flexion
2.2.6.Comportement de la maçonnerie en traction
2.3.Les différents codes de calcule
2.3.1.En compression
2.3.2.En cisaillement
2.4.Analyse bibliographique
2.5.Conclusion
Chapitre 3 : Présentation des matériaux et des techniques expérimentales utilisées au laboratoire
3.1. Introduction
3.2. Matériaux utilises
3.2.1. Provenance des matériaux
3.2.2. Caractéristiques des matériaux
3.3. Programme des essais sur les murets
3.3.1. Introduction
3.3.2. Nature des murets tests
3.4. Confection des murets
3.4.1. Matériel utilise
3.4.2. Méthodologie de la confection des murets
3.5. Dispositif des essais
3.5.1. Essai de cisaillement
3.5.2. Essai de compression
3.5.3. Essai de cisaillement sur des triplets
3.6. Conclusion
Chapitre 4 : Résultats et interprétations.
4.1. Introduction
4.2. Résultats des murets tests sous sollicitations de cisaillement
4.2.1.Calcul de la contrainte
4.2.2.Resistance des murets tests
4.2.3.Influence des pourcentages des fillers sur la résistance des murets
4.2.4.Etude comparative des contraintes avec L’EUROCODE 6 et CNERIB
4.2.5.Mode de rupture
4.3. Essai de cisaillement d’un triplet en brique
4.4. Résultats des murets sous sollicitations de compression
4.4.1.Calcul de la contrainte
4.4.2.Resistance des murets tests
4.4.3.Influence des pourcentages des fillers sur la résistance des murets
4.4.4.Comparaison des contraintes avec L’EUROCODE 6 et le DTR du CNERIB
4.4.5.Mode de rupture
4.5. Conclusion
Conclusion général
Références bibliographiques
Annexes
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