Soutenance mémoire
L’invention de la brique de polystyrène a été attribuée à Sanchez Jaime Enrique Jimenez, il dépose un brevet portant le code W02000079068 A1 en 2000 [1]. Sa brique est constituée d’une enveloppe extérieure de polystyrène expansé, dont l’intérieur renferme des perles de polystyrènes expansés mélangées avec de la pâte à béton. Comme stabilisant, il utilise le ciment qui permet à la brique d’avoir une résistance mécanique assez importante. Sa brique de polystyrène présente des avantages, comme le fait d’être légère et isolante thermique. Sa légèreté facilite la mise en place de la brique lors de la construction d’une bâtisse.
Le matériau essentiel pour l’élaboration de la brique est le polystyrène expansé, à Madagascar leurs déchets sont encore mal recyclés. Leurs nombres augmentent de jours en jours en raison de l’arrivée massive des matériaux s’emballant avec cette styromousse. C’est à partir de ce phénomène que la contribution à l’élaboration de la brique de polystyrène a fait son chemin et s’attèle à assembler le polystyrène expansé, la latérite stabilisée par la chaux et un produit tensioactif, constitué de sel d’ammonium quaternaire qui permettra aux billes de polystyrènes de se joindre à quelques éléments constitutifs de la latérite. La latérite a été choisie en raison de son abondance sur les hauts plateaux de Madagascar, elle est utilisée pour la fabrication des briques adobes ou « Briky Tany » en malgache. L’adobe qui est une brique façonnée par l’homme à partir 1139, pour être utilisée comme brique permettant de régulariser l’humidité de l’air et d’emmagasiner la chaleur [2]. Le but de cette étude est de comparer les essais sur la brique adobe et la brique de polystyrène que nous avions élaborées avec la même latérite, et de déterminer la conductivité thermique de la brique de polystyrène.
L’adobe
Définition
L’adobe est une brique fabriquée à partir de la latérite, c’est une brique de terre crue moulée sans compactage puis séchée à l’air libre pendant quelques jours. Sa conception ne nécessite pas l’intervention de la chaleur, contrairement à la fabrication de la brique de terre cuite ou « briky tany manga » en malgache. La terre utilisée ne doit être ni trop argileuse ni trop sableuse afin d’éviter les fissures et garantir la cohésion. Des fibres comme la paille ou le chanvre peuvent être aussi ajoutées à la terre afin d’éviter la fissuration. En grande quantité, elles permettent également d’augmenter la capacité d’isolation de la brique, on l’appelle l’adobe allégée .
Historique
Le terme « adobe », apparaît pour la première fois en 1139. La technique de fabrication de l’adobe et son usage sont répartis dans l’ensemble du globe. L’Égypte antique a employé fréquemment cet adobe élaboré avec la terre du Nil dans la construction des maisons, des tombes, des forteresses, et même palais. Plusieurs mosquées d’Afrique occidentale sont fabriquées en adobe. Les briques crues ou adobe ont déjà existé depuis le temps de Ntaolo Malagasy. Ces briques sont fabriquées à partir de la latérite et du sable avec des fixateurs comme le ciment, bitume, silicate, alginate, …
Caractéristiques de l’adobe
A Madagascar les formulations les plus fréquentes pour élaborer les adobes avec du sable et un fixateur sont :
✔ 50% latérite + 50% sable.
✔ 40% latérite + 60% sable.
✔ 30% latérite + 70% sable.
✔ 50% latérite + 45% sable + 5% fixateur.
Pour mettre en œuvre la brique, il est essentiel que le mélange latérite + sable+ eau soit bien battu pendant une trentaine de minutes, puis mise au repos, à l’ombre, enveloppée d’un isolant comme le plastique pendant 48 heures. Cette méthode est utile pour que le sable et la latérite soient bien hydrolysés. La brique peut être stabilisée ou fixée par quelques additifs qui sont les : ciments, bitume, fibres végétales, chaux, produit chimique, ionisation, géo polymère. Pour notre étude, la brique adobe que nous allons concevoir sera stabilisée par la chaux donc, on va s’attendre à avoir une valeur comprise entre 3 MPa et 8 MPa.
Le polystyrène
Le polystyrène ou PS fut découvert en 1839 mais son exploitation à grande échelle en Allemagne et aux États-Unis date des années 30 et la première fabrication industrielle en 1933. Le premier procédé utilisé dès lors était la suspension aqueuse. La polymérisation en masse n’apparait que vers les années 40,. Le procédé « masse » triomphe dans les années 60, grâce aux progrès technologiques permettant d’évacuer la chaleur produite par la polymérisation (environ 710 kJ/kg). Vient ensuite l’invention du polystyrène expansé symbolisé PSE en 1944 par Ray Mc Intire (1919-1996) alors qu’il travaillait pour Dow Chemical sur les caoutchoucs flexibles. Cette découverte fût le fruit du hasard : l’idée de départ était de copolymériser du styrène et de l’isobutène sous pression. Le styrène fut le seul à se polymériser mais l’isobutène se vaporise. Commercialisé sous le nom de styrofoam, ce matériau rigide de faible densité a été d’abord été utilisé comme isolant thermique pour le bâtiment, avant d’être utilisé comme emballage des matériaux fragiles. Le polystyrène ne présente pas de danger chimique, mais elle met 1000 ans à se dégrader. Ce qui présente un grand problème si on ne les recycle pas. Comme c’est un dérivé du pétrole, sa production pollue l’environnement du au dégagement de gaz polluant crée lors de sa synthèse. Au cours du temps, le polystyrène se décompose en styrène, et c’est ce produit décomposé qui est le plus dangereux. Car c’est un agent cancérogène et mutagène qui nuit à la santé .
La latérite
Définition
La latérite est constituée de matériau ferrugineux, qui durcit à l’air et utilisé pour la construction. Ce terme a été ensuite utilisé pour nommer tout matériau rouge se formant en pays tropical comme Madagascar. La couleur rouge est due à la présence du fer qui est l’élément chimique libéré lors de l’altération des roches soumises par différents types de climats, en particulier dans la région tropicale ou équatoriale. La latérisation est un processus très long qui s’est exercé à un millions d’année au cours duquel la roche mère s’altère. Elle est caractérisée par la mise en solution des éléments constitutifs de la roche qui sont soient entraînés par les eaux de circulation, soient recombinés entre eux pour donner de minéraux argileux. Le lessivage cette roche mère entraîne le départ de la silice accompagné d’un enrichissement en fer et en alumine sous forme d’oxyde de fer (Fe₂ O₃) et d’alumine (Al₂ O₃).
Composition chimique de la latérite.
Les éléments chimiques constituant la latérite sont :
● Le fer qui se présente soit sous forme de goethite (FeOOH ou Fe₂O₃, H₂O), soit sous forme d’hématite (Fe₂O₃), ou sous forme de magnétite (Fe₃O₄).
● L’aluminium qui se présente sous forme d’oxyde (corindon Al₂O₃). La gibbsite ou l’hydrargillite (γ Al(OH)₃), qui sont les minérales les plus fréquents ; mais la boemhite (AlOOH) a été souvent moins reconnue et en moindre quantité. L’alumine existe aussi sous forme combiné à la silice dans la kaolinite (Si₂O₅ Al₂(OH)₄ ).
● Le silicium est un constituant habituel sous forme combinée. Il se présente aussi sous forme de quartz ou de montmorillonite.
● Le titane se trouve sous forme d’ilménite FeTiO₃.
● Le manganèse apparaît sous forme d’oxyde en faible quantité.
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Table des matières
INTRODUCTION
CHAPITRE I : ETUDE BILIOGRAPHIQUE
1. L’adobe
2. Le polystyrène
3. La chaux
4. La latérite
5. Produit tensioactif
6. isolation thermique
CHAPITRE II : DEMARCHES
1. Lieu de l’extraction de la Latérite
1. Analyse chimique de la latérite
2. Caractérisation physique de la latérite
CHAPITRE III : CONCEPTION
1. Introduction
2. Les matériaux utilisés
3. Mode opératoire
4. Notations des briques
5. Essais des briques
6. Détermination de la conductivité thermique
CHAPITRE IV : RESULTATS ET DISCUSSIONS
1. Résultat de l’analyse chimique de la latérite
2. Résultat des caractérisations physiques de la latérite
3. Essais sur de la brique de PSE
4. Mesure de la conductivité thermique
CONCLUSION GENERALE
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
ANNEXES
