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- Date de création 9 mai 2023
- Dernière mise à jour 9 mai 2023
Avant-projet de thèse N°ED/05/2023 : Comportement hydromécanique de la maçonnerie en brique de terre comprimée (BTC) stabilisée en vue d’une construction durable
| Titre du projet
| Comportement hydromécanique de la maçonnerie en brique de terre comprimée (BTC) stabilisée en vue d’une construction durable |
| Mots clés
| Maçonnerie, brique en terre comprimée, résidu de carbure de calcium, cendre de balle de riz, mortier de terre crue, joint sec, comportement hydromécanique, endommagement, expérimentations, simulations numériques. |
| Contexte et enjeux | Les travaux de recherche menés précédemment à l'ULiège et à 2iE [1,2] sur les BTC stabilisées se sont limités à la conception et à la caractérisation du matériau BTC. Ils ont montré la possibilité de stabiliser la BTC sans l’utilisation du ciment portland afin d’atteindre des performances mécaniques nécessaires pour un mur de remplissage et un mur porteur pour une construction R+1. Le manque des données sur le comportement global d’une paroi ne permet pas aux concepteurs (ingénieurs et aux architectes) de conseiller l’utilisation des BTC dans la construction moderne. Contrairement à cet état des choses, on note que la construction en maçonnerie de briques cuites est en pleine (r)évolution tant au plan des matériaux qu’aux plans des techniques de mise en œuvre et des méthodes de calcul (STS22- [3], Eurocode 6 [4], …). Les travaux antérieurs ont aussi montré la possibilité d’améliorer la sensibilité des BTCs à l’eau : en effet, le matériau BTC traditionnel voit sa résistance mécanique qui diminue environ de moitié lorsqu’il est à l’état saturé [5-7]. Cependant, ces études étaient plus focalisées sur les paramètres de durabilité à l’échelle du matériau BTC [5]. Ce constat amène donc à réfléchir sur l’éventuel déformation rémanente que pourra présenter une maçonnerie en BTC soumise à un chargement mécanique dans un environnement changeant en hygrométrie. Cette déformation rémanente, si elle n’est pas maîtrisée et prise en compte dans les codes de calcul, pourra compromettre à long terme la durabilité structurale de la maçonnerie porteuse et de la construction durable des habitats en BTC. Ainsi, il s’avère pertinent de se poser les questions suivantes : (i) Quel code de dimensionnement de la maçonnerie en BTC mettra en confiance les acteurs de la construction en terre crue quant à la stabilité structurelle des habitats ? (ii) Comment le comportement hydromécanique de la brique impacte le dimensionnement structurel de la paroi en maçonnerie ? Existe-t-il des dispositions constructives spécifiques à mettre en œuvre dans le cas des murs de grande hauteur ? ou pour une meilleure stabilité structurelle de l’habitat ? |
| Objectifs
| L’objectif général de cette thèse est de contribuer à la mise en place d’un code de calcul de la maçonnerie en BTC pour une construction durable. Plus spécifiquement, il s’agit de : (i) définir des spécifications techniques de la maçonnerie en BTC et de renforcer leurs performances en vue d’une utilisation plus rationnelle, (ii) intégrer le comportement hydromécanique de la brique dans le code de calcul de la maçonnerie en tenant compte de la variation de la teneur en eau de la brique, (iii) définir et étudier les risques d’instabilité du mur en BTC (le phénomène de flambement par exemple), (iv) maitriser l’effet des joints (sec, mince et épais) sur le comportement global du mur. |
| Références citées
| 1. Philbert Nshimiyimana, Effect of the type of clay earthen materials and substitution materials on the physico-mechanical properties and durability of compressed earth blocks, Thèse de doctorate en cotutelle, Université de Liège, 2iE, Aout 2020, https://orbi.uliege.be/handle/2268/247797. 2. Philbert Nshimiyimana, Hassan Seini Moussa, Adamah Messan, Luc Courard, “Effect of production and curing conditions on the performance of stabilized compressed earth blocks: Kaolinite vs quartz-rich earthen material” MRS Advances © 2020 Materials Research Society, https://doi.org/10.1557/adv.2020.155 3. Eurocode 6: Calcul des structures en maçonnerie. 4. STS 22 : Maçonnerie pour construction basse 5. Philbert Nshimiyimana; Adamah Messan; and Luc Courard, “Hydric and Durability Performances of Compressed Earth Blocks Stabilized with Industrial and Agro By-Product Binders: Calcium Carbide Residue and Rice Husk Ash” Journal of Materials in Civil Engineering, Volume 33 Issue 6 - June 2021, https://ascelibrary.org/doi/10.1061/%28ASCE%29MT.1943-5533.0003745 6. Philbert NSHIMIYIMANA, Cesaire HEMA, Seick Omar SORE, Ousmane ZOUNGRANA, Adamah MESSAN, Luc COURARD “Durability performances of compressed earth blocks exposed to wetting–drying cycles and high temperature” WIT Transactions on The Built Environment, 210, 141-149, 2022. https://doi.org/10.2495/ARC220121 7. Dime, T., Sore, S.O., Nshimiyimana, P., Messan, A. and Courard, L., “Comparative Study of the Reactivity of Clay Earth Materials for the Production of Compressed Earth Blocks in Ambient Conditions: Effect on Their Physico-Mechanical Performances” Journal of Minerals and Materials Characterization and Engineering, 2022, 10, 43-56. https://doi.org/10.4236/jmmce.2022.101004
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| Approche et Résultats attendus
| Pour atteindre les objectifs, l’étude va s’appuyer sur deux approches complémentaires. Il s’agira d’une étude expérimentale en laboratoire couplée avec une modélisation et simulation numérique sur un logiciel de type ABAQUS. Les résultats attendus sont : · Les propriétés hydromécaniques des BTCs stabilisées sont déterminées, · L’adhésion mortier-BTCs stabilisées est étudiée, · Les performances mécaniques et modes de rupture d’un mur en BTCs stabilisées sont étudiées, · Le modèle de comportement hydromécanique d’un mur en BTCs est élaboré et validé. · Les dispositifs constructifs pour une construction durable d’habitat en BTC sont proposés |
| Laboratoire d’accueil | Les travaux de recherche seront menés dans deux laboratoires. · Laboratoire Eco Matériaux et Habitats Durables (LEMHaD) de 2iE · Laboratoire des Matériaux de Construction (LMC), Urban and Environmental Engineering (UEE), Université de Liège, Belgique . |
| Direction et Encadrement | L’équipe d’encadrement sera composée de : · Adamah MESSAN, 2iE ; · Luc COURARD, ULiège ; · Philbert NSHIMIYIMANA, 2iE ; · Decroly DJOUBISSIE, 2iE En plus de cette équipe d’encadrement, le doctorant aura le soutien d’un comité de suivi de thèse. |
| Date de démarrage | 1er septembre 2023 |
| Durée | 8 semestres (sans dérogation) |
| Profil du candidat | ▪ Master en Génie Civil (ou tout autre diplôme équivalent) avec un goût prononcé sur l’expérimentation et le numérique. ▪ Être autonome, dynamique et avoir un bon sens relationnel ; ▪ Maîtrise de l’anglais indispensable |
| Pour postuler | Le dossier de candidature doit comprendre : ▪ Une lettre de motivation ▪ Un curriculum vitae ▪ Une photocopie légalisée du diplôme du BAC ▪ Une photocopie légalisée du diplôme ou attestation définitive de Master ou équivalent ▪ Deux lettres de recommandation ▪ Les photocopies légalisées des relevés de notes de licence et Master ou équivalent ▪ Le rapport de mémoire de Master
Pour tout renseignement contacter : Mme Obi Nadège KAM Ecole Doctorale Institut 2iE 01 B.P. 594 OUAGADOUGOU 01 Burkina Faso Tél : (226) 25 49 28 00, Poste 1531 E-Mail: nadege.kam@2ie-edu.org |
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