Contribution à la valorisation des matériaux et des déchets locaux pour la formulation de bétons de sables légers isolants-porteurs destinés à la construction en milieux arides (Cas de la ville de Laghouat)

Abstract

En Algérie, la contribution du secteur résidentiel et tertiaire à la consommation d’énergie électrique s'explique par le niveau des besoins dans les périodes estivales notamment en zones arides. La question qui se pose est alors : comment peut-on contribuer, en termes de matériaux de construction, à la réduction de la consommation d’énergie électrique en été dans les habitations en milieux arides? Par ailleurs, dans les milieux arides, de nouveaux bétons légers destinés à la construction des murs extérieurs et des toits sont vraiment nécessaires afin de fournir une meilleure résistance thermique. La réponse à ce défi passe par la valorisation des matériaux locaux et la réutilisation des déchets industriels. Cette approche a déjà fait l'objet de nombreuses recherches ces derniers temps. C’est dans ce contexte que s’ouvrait la réflexion sur la formulation d’un béton de sable léger isolant-porteur. Les objectifs retenus pour ce travail sont, tout d’abord, la substitution partielle ou totale des copeaux de bois déjà étudiés par un autre matériau lignocellulosique local et durable. Le choix s’est porté sur la paille d’orge. Ensuite, il s’agissait d’étudier l’application des matériaux élaborés à l’optimisation de l’inertie thermique des murs extérieurs. Les résultats expérimentaux montrent que le béton de sable allégé par 15 kg/m3 de paille d’orge et le béton de sable allégé par (30 kg/m3 de copeaux de bois et 5 kg/m3 de paille d’orge) ont donné les meilleurs résultats pour les propriétés physico-mécaniques et structurales. L’avantage est au profit de la dernière composition. La présence de la paille d'orge a amélioré la ductilité et la ténacité ainsi que la réduction du retrait. La simulation numérique a été faite dans le but d’apprécier le comportement thermophysique de ces bétons destinés à la construction d’un mur extérieur dans la ville de Laghouat. On peut conclure que lorsque l’épaisseur du mur augmente, sans et avec vide d’air, le temps de retard (Φ) augmente et le facteur d’amortissement (f) diminue. Cela signifie que la résistance thermique du mur augmente. L’avantage est au profit du béton ayant des propriétés thermo-physiques améliorées. De plus, les résultats de la simulation sont conformes à la littérature. Les orientations favorables sont, donc, l’est et le sud et les orientations défavorables sont le nord et l’ouest. Enfin, les résultats obtenus sont encourageants, prometteurs dans l’option de l’écoconception et incitent largement à promouvoir ce type de béton léger, car il est possible de concevoir des habitations passives par les deux principes fondamentaux de l’architecture bioclimatique : l’inertie thermique et l’orientation. Cette approche que l’on peut qualifier d’éco-architecture contribue favorablement à l’amélioration du niveau de confort thermique ainsi qu’aux économies d’énergie dans les habitations en milieux arides, tel que le sud de l'Algérie. Mots clés : Béton de sable, bétons légers, matériaux locaux, déchets industriels, ajouts minéraux, paille d’orge, copeaux de bois, propriétés thermiques, propriétés mécaniques, microstructure, orientation du mur, inertie thermique, temps de retard, facteur d’amortissement.