Développement et étude des propriétés de géopolymères intégrant des des fines et des granulats légers perlite et fibres de chanvres

Abstract

Face aux enjeux environnementaux actuels et à l'empreinte carbone élevée du ciment Portland traditionnel, le développement d'éco-matériaux de construction s'impose comme une alternative durable. Ce travail de mémoire est consacré à l'étude des performances physico- mécaniques de matrices géo polymériques basées sur l'activation alcaline du laitier de haut fourneau (LHF). L'originalité de cette recherche repose sur l'hybridation de cette matrice par la substitution du sable siliceux par un granulat volcanique expansé ultraléger (la perlite) à des taux de 0 %, 50 % et 100 %, combinée à un renforcement par des fibres végétales de chanvre introduites à des dosages de 0 %, 0,15 % et 0,3 % par rapport à la masse. Les propriétés de ces composites ont été caractérisées à l’état frais par l’essai d'étalement, et à l’état durci après 7, 28 et 90 jours de cure (résistances à la compression et à la flexion, masse volumique sèche et porosité). Les résultats expérimentaux révèlent que l'intégration de la perlite améliore la fluidité à l'état frais et allège considérablement le matériau, bien qu’une substitution totale (100 %) entraîne une baisse des résistances mécaniques due à une porosité accrue. À l'inverse, l’ajout de fibres de chanvre réduit l’ouvrabilité mais compense la fragilité de la matrice grâce à un mécanisme de pontage des fissures. L’analyse globale montre qu'une excellente synergie est obtenue avec la formulation optimale M50-0.3 (50 % de perlite et 0,3 % de fibres de chanvre), qui permet d’atteindre des résistances remarquables à la compression (jusqu’à 60 MPa à 90 jours). Ce composite hybride offre ainsi un excellent compromis entre légèreté, isolation potentielle et hautes performances structurelles pour l'éco-construction en Algérie