PROJETS DE RECHERCHE - MATERIAUX -

Projet 1

Gonflement interne du béton : étude des mécanismes mis en jeu à travers des cas réels en Algérie

Objectifs

Le projet de recherche s’intéresse à une maladie insidieuse du béton - matériau le plus utilisé dans le domaine de la construction- dénommée réaction de gonflement interne et appelée communément ‘cancer du béton’. L’objectif de ce projet est la mise en exergue et la compréhension des mécanismes mis en jeu dans cette pathologie affectant le matériau béton et mettant en péril la stabilité des constructions.

Un champ d’investigation retenu est un ensemble d’ouvrages situé dans une région du nord-est de l’Algérie dont plusieurs cas avérés de gonflements ont été recensés lors d’une expertise menée à la demande de la wilaya. Le matériau à étudier est le béton et les matériaux cimentaires utilisés pour la construction de ces bâtiments dégradés par ces réactions de gonflement interne liées aux attaques sulfatiques et aux alkali granulats. Des échantillons de dimensions variables seront prélevés pour des essais et analyses en laboratoire.

La méthodologie adoptée consiste, en premier lieu, en une revue des connaissances et en second lieu, en la réalisation d’un programme expérimental.

Tirant partie des travaux de recherche les plus récents, les phénomènes et les mécanismes mis en jeu dans ces réactions de gonflement des bétons des ouvrages existants seront passés en revue. Les théories et les différentes approches sur les origines de gonflement dues aux alcali-granulats et attaques sulfatiques seront abordées.

Quant à la campagne d’essais, elle sera essentiellement dévolue à la caractérisation pétrographique, chimique et mécanique des corps d’épreuves, prélevés sur les structures affectées.  Des techniques d’analyses microscopiques seront exploitées à savoir le microscope électronique à balayage (MEB) et microscope polarisant, diffraction aux rayons X et fluorescence X. Ces moyens d’analyses ont pour objectif de déceler la nature pétrographique, chimique, minéralogique et microstructurale des produits d’altérations rencontrés dans la microstructure du béton atteint du gonflement interne. La détermination de la nature de ces produits va permettre de remonter aux causes et origines des dégradations constatées.

Partant des résultats obtenus, un éclairage sera fait sur les origines et les mécanismes susceptibles de provoquer cette maladie dans le contexte local et fournir éventuellement des moyens de prévention de cette pathologie.

 

 

 Projet 2 

Comportement des constructions en blocs de terre stabilisée en Algérie : retour d’expérience

Objectifs

L’objectif du projet est une étude d'expertise de l’état de dégradation des prototypes de logements réalisés en blocs de terre stabilisée BTS à travers les régions nord et sud du pays. Ces prototypes de logements en BTS ont été réalisés, avec la collaboration du CNERIB depuis bientôt quatre décennies pour certains, dans des contextes climatique et sismique différents. Ces ouvrages ont déjà fait l’objet il y a deux décennies de cela d’une expertise par des chercheurs du Centre. Ce projet vient donc en continuation du suivi de ces constructions en matériaux locaux, que les pouvoirs publics tentent de promouvoir.

Le travail à entreprendre consistera tout d’abord à dresser un état de l’art concernant le comportement des constructions en terre sous les effets des éléments naturels. Par suite, une vaste campagne d’expertises de l’état général des prototypes de logements construits à travers certaines régions du pays, construits avec des blocs de terre extraite localement, stabilisée à différents pourcentages de liants et niveaux de compactage.

Pour cela, l’état des blocs de terre stabilisée de ces ouvrages soumis aux actions climatiques (pluie et vent essentiellement) fera l’objet d’investigation suivant une méthodologie consacrée. Les conditions naturelles de la région d’implantations des ouvrages seront étudiées. L’évolution de l’état de ces matériaux sera analysée à la lumière des données climatiques et sismiques des lieux d’implantation des ouvrages.

Les morphologies d’altérations dominantes seront relevées et corrélées aux conditions d’exposition en relation avec les caractéristiques intrinsèques du matériau.

A ce titre, des missions d’expertise seront menées sur les ouvrages construits dans certaines wilayas et l’état de conservation des blocs et de leurs dégradations seront relevées. Outre l’inspection visuelle, des essais non destructifs sur les bâtisses seront conduits lors de ces missions. Des prélèvements d’échantillons de matériau y seront éventuellement opérés pour des analyses physico-chimiques si nécessaire.

 

 

 Projet 3 

Pathologies des étanchéités membranaires dans le contexte algérien

 Objectifs

L’objectif principal de ce projet est de recenser les pathologies affectant les systèmes d’étanchéités appliqués sur les toitures-terrasses de bâtiments dans contexte algérien.

Les systèmes d’étanchéités à expertiser sont localisés sur des ouvrages implantés dans les wilayas d'Alger, de Chlef, de Sétif et de Biskra. Les familles de produits concernées sont les membranes d’étanchéités dites traditionnelles, celles avec des bitumes modifiées aux polymères et en PVC (polychlorure de vinyle).

Pour rappel, les étanchéités dites traditionnelles sont des membranes produites à base du bitume oxydé ou bitume soufflé, obtenu à partir d'un mélange visqueux d'hydrocarbures par distillation du pétrole, avec adjonction d'huiles et insufflation d'air à haute pression. Ces étanchéités sont principalement le feutre 36S (en apparent, il comporte sur la face supérieur une feuille métallique d'aluminium ou cuivre gaufrée) et la chape de bitume type 40 ou 50. Les armatures utilisées sont le carton feutre, la toile de jute, le voile de verre, le polyester.

Les membranes d'étanchéité en bitume modifiés sont de deux types, en bitumes obtenus par adjonction de polypropylène atactique (Atactic PolyPropylen ou APP) à propriétés plastiques et en bitumes obtenus par ajout de caoutchouc styrène-butadiène-styrène (SBS) à propriétés élastiques. Ces membranes sont appliquées en bicouche ou monocouche et comportent des armatures (en voile de verre, polyester). La membrane d’étanchéité PVC, quant à elle, est une feuille synthétique monocouche de type plastomère, constitué de polychlorure de vinyle (PVC) fabriquée exclusivement à base de polymères, issus principalement de produits de polymérisation d'hydrocarbures insaturés provenant de la pétrochimie. La matière utilisée est un plastifiant qui peut être monomère ou polymère. Elle peut comporter ou non une armature en polyester.

Lors de ce projet, un état des connaissances sur les étanchéités membranaires sera entrepris.  Par suite, une campagne d’investigations sera menée sur le terrain au niveau des toitures-terrasses d’ouvrages réalisés dans le centre du pays, et sur lesquelles ces produits d’étanchéités sont appliqués.

Lors des visites d'inspection, il sera procédé à une expertise visuelle de l’état des revêtements posés, et complétée au besoin par des prélèvements d’échantillons de produits pour des caractérisations mécaniques et physico-chimiques au niveau du laboratoire du Centre, voir éventuellement dans d'autres laboratoires externes. Les essais envisagés concerneront les principales exigences attendues de ces produits telles que l'étanchéité à l'eau, le poinçonnement, la résistance à la traction, et la tenue à la chaleur.

Une analyse des pathologies relevées lors des visites d’inspection et les résultats d'essais effectués permettraient d'identifier les causes probables à l'origine des dégradations constatées.  Les tendances avérées concernant les pathologies dominantes dans le contexte local, constitueront une base pour la proposition de mesures ou dispositions à prendre pour l’amélioration du comportement et des performances de ces produits.

 

 

Projet 4 

 Guides de mise en œuvre des étanchéités membranaires et liquides destinées aux toitures-terrasses des bâtiments

Objectifs

L’objectif principal de ce projet est l’élaboration de trois guides visant la mise en œuvre des étanchéités membranaire (multicouches, bitumes modifiés aux SBS et APP), membranaire en PVC et liquide appliquées sur les toitures terrasses des constructions. Ces trois guides vont être mis à la disposition des applicateurs concernés dans le but d’assurer une mise en œuvre de qualité, conformément aux prescriptions énoncées dans la version révisée du Document Technique Réglementaire - DTR E 4.1.

Ces trois guides vont permettre une mise à niveau de la mise en œuvre sur l’ensemble des entreprises concernées par l’étanchéité. Ainsi, il sera plus aisé de se fixer sur le facteur « qualité » du fait que toutes les prescriptions citées dans le document règlementaire peuvent être comprises et exécutées par toute la catégorie d’ouvriers impliquée dans la pose de l’étanchéité. Ainsi, toute entreprise d’étanchéité se trouvant dans n’importe quelle région du territoire national devrait être capable de répondre aux prescriptions techniques citées par le DTR E 4.1- (version révisée) et aux clauses du cahier des charges relatives à la qualité dans l’exécution des travaux fixées par le Maitre d’Ouvrage.

Ces trois guides constitueront un moyen d’appui et d’orientation aux applicateurs de ces deux types d’étanchéité (membranaire et liquide). A cette fin, il est envisagé d’y introduire les éléments expliquant de manière pédagogique et explicite les différentes étapes. Ces étapes concerneront les travaux préliminaires communs à toutes les étanchéités, la préparation du support recevant l’étanchéité et la mise en œuvre selon le type d’étanchéité et les spécificités de la toiture terrasse (partie courante ou points singuliers). Le matériel à utiliser et les outils indispensables destiné à effectuer les travaux in situ seront également décrits.

Ces étapes seront illustrées par des schémas, figures et photos accompagnés de commentaires, afin d’en faciliter l’appréhension aux applicateurs d’étanchéité quel que soit leur niveau de formation ou de qualification. Une attention particulière sera portée au traitement des points singuliers (reliefs, joints de structure, ouvrages d’évacuation des eaux pluviales, pénétrations diverses, lanterneaux et exutoires de fumées) en faisant usage de schémas simplifiés didactiques. Les innovations introduites dans les systèmes d’étanchéité (terrasses-jardins, étanchéités inversées), méconnues pour la plupart des entreprises et maitres d’ouvrages, seront également traitées.

Le travail de transcription des techniques de pose en illustrations et schémas simplifiées de va être axé essentiellement sur la compilation documentaire. Les informations techniques concernant la mise œuvre seront puisées à partir des règlements, normes et guides nationaux et internationaux (DTR, DTU, etc.). Le retour d’expérience des applicateurs nationaux sera également intégré. L’élaboration de ces trois guides va tenir compte des spécifications des différentes zones décrites par le DTR E 4.1 (version révisée).