Produit en terre cuite (Briques rouges) Réalisé par : MOKIT Yassine 2GC2 FARHANE Rachid Encadré par : M. Khaled LAHLOU

Introduction Bref Historique: La terre est une matière première naturelle, qui a été utilisée par l’homme dans la construction depuis des milliers d’années. Cette dernière s’est adaptés à l’évolution de la construction et à ses impératifs, offrant ainsi un panoplie de choix et de propriétés, notamment thermiques et esthétiques .

Ziggourat de Dour - (Iran) ~1260-1235 av. J. C. Quelques anciens ouvrages en terre cuite : Ziggourat de Dour - (Iran) ~1260-1235 av. J. C. Porte à Pompei - Italie

Plan I - La terre cuite II - Briques rouges Conclusion Matière première Fabrication II - Briques rouges Propriétés Briques au Maroc Conclusion

I - La terre cuite La terre cuite est un matériau céramique obtenu par la cuisson d'argile (ou glaise). Elle est utilisée pour réaliser des poteries, des sculptures et pour la fabrication de matériaux de construction tels que les briques, les tuiles ou les carreaux.

I – 1 - Matières premières: La matière première est essentiellement l'argile kaolinitique plus ou moins pur provenant du feldspath orthose (aluminosilicate naturel) décomposé. L'argile n'est utilisable que si ses composants varient entre les limites admissibles résumées dans le tableau suivant :

Limites admissibles : Elément chimique % Silice (SiO2) 35 à 80 % 35 à 80 % Alumine (Al2O3) 8 à 25 % Oxyde de titane (TiO2) 0,3 à 2 % Oxyde de fer (Fe2O3) 2 à 8 % Chaux (CaO) 0,5 à 15 % Magnésie (MgO) 0 à 3 % Soude (Na2O) 0,1 à 1 % Potasse (K2O) 0,5 à 4 % Anhydride Carbonique (CO2) 0 à 15 % Oxydes Alcalins ( Na2O + K2O) 1 à 5%

Il est à noter qu’il faut éviter d’utiliser une argile contenant des éléments nuisibles comme : La craie en gros grains qui se transforme au cours de la cuisson en chaux vive; [ses nodules font éclater le produit en présence d'humidité] Les pyrites sulfureuses ont le même effet que les nodules de chaux. Les sels solubles (sulfates, ...etc), qui se cristallisent en surface, diminuent de volume à la cuisson et s'hydratent sous la pluie faisant ainsi éclater la masse. Les pierrailles en gros grains éclatent à la cuisson. Les impuretés organiques (comme les racines ou les débris végétaux) brûlent à la cuisson laissant des vides dans la masse d'où produits poreux.

La présence de ces éléments nous impose de corriger et d'améliorer certaines argiles suivant le produit désiré : Les terres trop grasses sont amaigries par un apport de produits inertes : sable siliceux très fin, argile cuite finement pulvérisée, mâchefer (cendre de combustion de charbon), cendres volantes, scorie, coke, Les terres trop maigres, grâce à un apport de kaolinite (argile grasse) ou de marne (argile calcaire), sont rendues onctueuses.

I – 2 - Fabrication Le processus de fabrication des briques en terre cuites(TC) suit l’enchaînement suivant : Extraction, gisement Préparation de l’argile Façonnage des produits Séchage Cuisson

A– Extraction et gisement L'exploitation se fait le plus souvent à ciel ouvert, les forts tonnages de terre employés nécessitent l'installation de l'usine dans la mesure du possible à proximité de la carrière. L'extraction suit généralement le processus suivant : Enlèvement de la découverte au bulldozer, à la pelle chargeuse mécanique et même à la décapeuse, Extraction de l'argile à l'aide d'une pelle mécanique (argile sèche) ou l'excavateur à godets, au marteau piqueur ou encore les explosifs quand l'argile est trop dure, Transport de l'argile à l'usine suivant la distance et la topographie des lieux : wagonnets, téléphérique, camions, bandes transporteuses.

B- Préparation de l’argile Le but visé est d'obtenir une pâte plastique et homogène ou une poudre adéquate suivant le produit à façonner. Cela nécessite diverses opérations qui différent quelque peu selon la terre dont on dispose et le degré de plasticité de la pâte désirée (molle, demi-ferme, ferme). La préparation comprend deux opérations principales : le broyage et le malaxage d’une part, le dosage et le mélange des matières premières d’autre part. Le but est d’obtenir une masse argileuse bien homogène et plastique qui sera facilement transformée en produit fini.

C- Façonnage des produits Une fois la pâte convenablement préparée, il faut lui donner les formes désirées, c'est à dire celles des produits finis utilisés dans la construction. Cette opération s'appelle façonnage et est réalisée par deux grands types de machines : Les presses mécaniques ou hydrauliques, Les filières (deux rouleaux lamineurs débitant une nappe de pâte qu'on découpe à la longueur désirée).

C- Façonnage des produit On distingue divers types de briques, en fonction de la manière dont elles sont mises en forme : Briques pleines: Sont soit directement moulées à la presse ou à la filière. Celles passées à la filière sont moins poreuses, plus résistantes et plus régulières. Briques de parement : Sont façonnées par double pressage . En effet, après avoir obtenu des briques pleines à la presse ou à la filière, on les laisse sécher légèrement puis on les repasse à la presse. Ainsi leur compacité est plus grande, leurs arrêtes vives et sont plus calibrées, Briques perforées : Pour alléger le produit fini et faciliter le séchage, on incorpore à la filière des noyaux qui réalisent diverses perforations dans le pain de la pâte d'argile pour obtenir ainsi des produits perforés de dimensions variables,

C- Façonnage des produits Briques creuses : On comprime la pâte dans une chambre avant de la passer dans une filière; les machines employées (étireuses ou mouleuses) utilisent divers procédés pour comprimer l'argile : palettes, piston, cylindre cannelés, hélices, Tuiles : Leur façonnage se fait : en pâte molle pour tuiles plates et canal, en pâte ferme pour tuiles à emboîtement

II - Briques Rouges La brique est un matériau de terre cuite utilisé comme élément de construction pour maçonnerie, tant pour la maçonnerie de parement que pour la maçonnerie non décorative pour murs intérieurs.

II – 1 - Propriétés des briques A- Durabilité : a) Résistance au gel: La résistance au gel est la capacité d’un matériau à résister à une succession de cycles gel-dégel. On admet généralement que la gélivité est due à l’expansion de l’eau dans les pores en cas de gel. Si les pores sont totalement remplis d’eau et que cette dernière ne peut être évacuée à temps durant le gel, la glace exerce une pression interne sur la brique et la fait éclater. La résistance au gel d’une brique est liée plus à la distribution de la taille des pores qu’à la porosité totale. Pour améliorer la résistance au gel on fait une cuisson à haute température.

Essai : L'essai consiste à faire subir au produit 25 cycles de gel-dégel de -15 °C et +15 °C. et on mesure vers la fin de l’essai la perte en poids qui doit rester < 1% (pour une résistance ordinaire ). Quelques altérations superficielles sont tolérées.

b)Résistance aux agents corrosifs: Les briques doivent montrer une bonne résistance à la corrosion atmosphérique. Essai : La poudre de brique est trempée dans un mélange d’acide sulfurique(10%) et d’acide nitrique (10%) pendant une heure. On mesure après la perte de masse.

c)Résistance aux sels expansifs: Les sels provoquant des dommages: Na2SO4, CaSO4, MgSO4, NaCl, CaCl2, K2CO3, CaCO3 … Causes: Contraintes d’expansion des sels solubles (hydratation /déshydratation). Pressions de cristallisation des sels. Solutions: Augmenter la porosité. Mettre une couche anti-remontée capillaire pour empêcher l’intrusion des nitrates et des carbonates.

B- Propriétés mécaniques : a)Module de Young: Le module de Young varie avec la porosité suivant l’équation: E=E0/(1-b*n) avec : E0 module sans porosité, il est au voisinage de 7GPa n la porosité et b un coefficient de l’ordre de 0,2. Le module de Young est stable jusqu’à 600°C environ. b)Module de poisson: Il est au voisinage de 0,3.

Elle augmente avec la teneur en chaux. c)Résistance à la compression: Elle varie entre 10 et 50 Mpa pour les briques et entre 15 et 80 pour les tessons. Elle augmente avec la teneur en chaux. Elle est liée au type et dimensions de la brique :

Essai de compression au laboratoire Mise en place sur la presse Après écrasement

C-Propriétés physiques: a)Porosité: Elle varie entre 20% et 40%. Les facteur qui peuvent diminuer la porosité sont: +la température élevée de la cuisson. +Utilisation de matériaux ne contenant pas de matières organiques ni du calcaire.

b)Masse volumique: La masse volumique d’une brique varie entre 2500 et 2800kg/m3 . Briques creuses – Briques perforées:

c)Chaleur spécifique et conductivité thermique: La chaleur spécifique est de l’ordre de 800 J/kg.K La terre cuite a une faible conductivité thermique, qui peut être encore diminuée en augmentant la porosité s’il n’y a pas d’exigence structurelles contraignantes.

d) Propriété électriques: La terre cuite est un isolant diélectrique elle est caractérisée par une haute absorption des ondes électromagnétique surtout à hautes fréquences. e)Réaction au feu: Du fait de sa parfaite incombustibilité et de l’absence totale de dégagement de gaz nocifs en cas d’incendie, la terre cuite constitue un matériau remarquable pour la protection contre le feu. La terre cuite ne fond pas car les réactions provoquées par la cuisson sont irréversible.

f) Absorption d’eau: L’absorption dans les briques se fait par remontée capillaire, elle est caractérisée par le coefficient C. L'essai au laboratoire, consiste à immerger la face à enduire de la brique - après un étuvage à 100 °C pendant 48 heures - 5 mm au dessous du niveau d'eau pendant 10 minutes. Peser après essuyage avec un linge humide soit P’ . C=0,31(P-P’)/s avec: P-P’: la masse de l’eau absorbée pour seulement une face immergée pendant 10 min. S: la surface de la face immergée. L'adhérence du mortier de pose et d'accrochage de l'enduit sont étroitement liés à C. La limite admissible de C pour les briques creuses et les briques pleines est définie à 15% et 30 % successivement.

L’essai d’absorbance au laboratoire L’étuvage à 100 °C L’émersion dans l’eau

Briques au Maroc

Principaux fabricants et taux de production

Chiffres d’affaire et production (2003)

Prix des briques au Maroc Type de Briques Dimensions (mm) Poids moyen (kg) Prix hors taxes départ (DH) B 3 trous 50*150*250 1.37 0.70 B 6 trous 70*150*250 2.15 1.00 B 8 trous (6 super) 70*200*250 2.65 1.40 (grand model) 100*200*250 3.55 1.70 B 12 trous 150*200*250 5.25 2.00

Normes marocaine pour la terre cuite

Conclusion La brique donne de bons résultats et a plusieurs avantages par rapport au blocs en béton puisqu’elle montre une bonne isolation thermique et acoustique en plus d’autres avantages de : Point de vue environnemental : La terre absorbe et restitue l’humidité. La terre régule la température par inertie thermique. La terre est un très bon isolant phonique.

Point de vue écologique : La terre utilise peu d’eau en phase de transformation. La terre est une ressource locale abondante et renouvelable. La terre à des vertus thérapeutiques, détruit les bactéries et les acariens. La construction en terre crue n’utilise que 3% de l’énergie employée dans une construction en béton. Néanmoins la main en œuvre nécessaire à toute construction en terre est souvent importante ,même une petite structure représente 15 tonnes de terre à travailler !

Merci de votre attention