Analyse expérimentale de l'effet d'échelle sur le comportement en compression du béton incorporant des granulats de caoutchouc réutilisés

Abstract

Ce mémoire présente une étude expérimentale portant sur l’analyse de l’effet d’échelle sur le comportement en compression du béton incorporant des granulats de caoutchouc recyclés issus de pneus usagés. L’objectif principal consiste à évaluer l’influence simultanée du taux d’incorporation des granulats de caoutchouc, de la géométrie et des dimensions des éprouvettes sur les propriétés physiques et mécaniques du béton. Dans cette optique, quatre formulations ont été élaborées : un béton de référence sans granulats de caoutchouc et trois bétons contenant respectivement 10 %, 20 % et 30 % de granulats de caoutchouc en substitution partielle du sable naturel. Une campagne expérimentale complète a été réalisée afin de caractériser les bétons à l’état frais et à l’état durci à travers plusieurs essais, notamment l’affaissement, la masse volumique, la résistance à la compression, la résistance à la traction par fendage, la résistance à la traction par flexion, ainsi que l’absorption d’eau par immersion totale et par capillarité. Les résultats expérimentaux montrent que l’incorporation des granulats de caoutchouc entraîne une diminution progressive de la masse volumique et des résistances mécaniques du béton, accompagnée d’une augmentation de l’absorption d’eau. Cette évolution est principalement liée à la faible rigidité des granulats de caoutchouc, à leur faible adhérence avec la pâte cimentaire ainsi qu’à l’augmentation de la porosité du matériau. Toutefois, les bétons caoutchoutés présentent un comportement plus ductile, une meilleure capacité de déformation et une rupture moins fragile comparativement au béton ordinaire. L’étude de l’effet d’échelle a également mis en évidence l’influence significative de la géométrie et des dimensions des éprouvettes sur les résistances mesurées. Les éprouvettes cubiques ont généralement présenté des résistances à la compression supérieures à celles obtenues sur les éprouvettes cylindriques, confirmant ainsi les observations rapportées dans la littérature scientifique concernant les matériaux quasi-fragiles. Les résultats obtenus démontrent que la valorisation des déchets de pneus dans le béton constitue une solution écologique et durable, contribuant à la réduction des impacts environnementaux tout en favorisant le développement de matériaux de construction innovants.