etude comparative des proprietes des betons …

UNIVERSITE LIBRE DES PAYS DES GRANDS LACS

« U.L.P.G.L/GOMA »

B.P. 368 GOMA

FACULTE DES SCIENCES ET TECHNOLOGIES APPLIQUEES

DÉPARTEMENT DE GÉNIE CIVIL

ETUDE COMPARATIVE DES PROPRIETES DES

BETONS FORMULES A BASE DES GRANULATS

CONCASSES ET DIFFERENTS CIMENTS DE LA

VILLE DE GOMA

Mémoire présenté et défendu en vue de l’obtention du

diplôme d’ingénieur civil

Orientation : Structures et Ouvrages d’Arts

Présenté par : MUHINDO WA MUHINDO Abdias

Directeur : Prof. Dr. Ir. NGAPGUE François

Encadreur : Ass. Ir. Ally ALINABIWE

Année Académique 2016 - 2017

ETUDE COMPARATIVE DES PROPRIETES DES BETONS FORMULES A BASE DES GRANULATS CONCASSES ET DIFFERENTS

CIMENTS DE LA VILLE DE GOMA

MUHINDO WA MUHINDO Abdias MÉMOIRE/ULPGL/2017

i

EPIGRAPHE

Le motif le plus important du travail à l’école, à

l’université, dans la vie, est le plaisir de travailler et

d’obtenir, de ce fait, des résultats qui serviront à la

communauté

Albert Einstein




ii

DEDICACES

A mes parents MUNGUMWA SIYITWALWA Abdon et

KATSONGO KASIKA Jeanne

ma tante Sr. KAHINDO KASIKA Marianne

MUHINDO WA MUHINDO Abdias




iii

REMERCIEMENTS

La réalisation de ce travail n’est pas le résultat de nos seules propres forces mais plutôt

des efforts conjugués de plusieurs personnes à qui nous devons pleines reconnaissances.

Nos profonds remerciements s’adressent tout d’abord à l’Eternel Dieu Tout Puissant qui

n’a cessé de faire des merveilles pour nous.

Nos grandes reconnaissances s’en valent aux autorités académiques de l’ULPGL, et plus

particulièrement à celles de la Faculté des Sciences et des Technologies Appliquées,

Département de Génie Civil pour leurs efforts fournis ainsi que de nous avoir accordé le

laboratoire pour y effectuer les différents essais du présent travail, qu’elles trouvent ici leur

couronnement.

Nos sentiments de profonde gratitude au Professeur François NGAPGUE qui a accepté

respectueusement de diriger ce travail et à l’Assistant Ingénieur Ally ALINABIWE pour son

encadrement de mérite.

Nos sincères remerciements restent méritoires à nos ami(e)s, sœurs, frères, qui nous ont

aidé à atteindre nos objectifs, nous citons entre autres NGESERA Bénédicte, SOKI WA

MUHINDO Solange, KAMBALE WA MUHINDO Abed Nego et KASEREKA WA

MUHINDO Abner.

Nous ne saurions terminer sans toutefois remercier tous les camarades étudiants pour leur

parfaite collaboration, notamment : AMANI DUGA Yves, KUBUYA BINWA Patient, MAZEE

MOSSI, KAMBA TE NZANDO Elie, …

Que toutes les connaissances qui n’ont pas été citées ne se sentent pas oublier pour leurs

apports de tout genre qu’ils ont eu à notre égard, qu’ils trouvent ici l’expression de nos profondes

gratitudes.

MUHINDO WA MUHINDO Abdias




iv

SIGLES ET ABBREVIATIONS

°C : degré Celsius

AG : analyse granulométrique

C : dosage en ciment

cm : centimètre

E : proportion eau

E/C : rapport eau sur ciment

ES : équivalent de sable

fc28 : résistance caractéristique du béton à 28 jours

G : proportion gravier

kg : kilogramme

kN : kilo newton

Mf : module de finesse

MPa : méga pascal

N : Newton

S : proportion sable

ρ : masse volumique




v

LISTE DES FIGURES

Figure II. 1 : Courbe de mélange .................................................................................................. 20

Figure II. 2 : Courbe optimale de BOLOMEY ............................................................................. 20

Figure II. 3 : Position du point D sur la courbe optimale de BOLOMEY .................................... 21

Figure II. 4 : Verticale de la juxtaposition des courbes ................................................................ 23

Figure II. 5 : Verticale pour la superposition partielle des courbes .............................................. 23

Figure II. 6 : Verticale pour la discontinuité des courbes ............................................................. 24

Figure II. 7 : Tracé de la courbe optimale ..................................................................................... 25

Figure III. 1 : Courbe granulométrique du sable concassé ........................................................... 34




vi

LISTE DES TABLEAUX

Tableau I. 1 : Différents types de ciments courants normalisés ..................................................... 6

Tableau I. 2 : Classe du béton suivant l’affaissement au cône d’Abrams .................................... 13

Tableau I. 3 : Différents types de ciments utilisés dans la ville de Goma .................................... 17

Tableau II. 1 : Différentes valeurs de A ........................................................................................ 21

Tableau II. 2 : Détermination des constituants du mélange .......................................................... 25

Tableau II. 3 : Valeurs du coefficient K ....................................................................................... 26

Tableau III. 1 : Résultats de l’essai de consistance ....................................................................... 32

Tableau III. 2 : Résultats de l’essai de prise ................................................................................. 33

Tableau III. 3 : Résultats des masses volumiques des ciments ..................................................... 33

Tableau III. 4 : Masses volumiques absolues et apparentes des granulats ................................... 35

Tableau III. 5 : Dosage en divers constituants .............................................................................. 36

Tableau III. 6 : Valeurs d’affaissement au cône d’Abrams .......................................................... 37

Tableau III. 7 : Résistance en compression des éprouvettes cylindriques de béton de dimensions

16 * 32 cm ..................................................................................................................................... 38




vii

RESUME

La résistance souhaitée à 28 jours, la consistance compatible à la structure à réaliser ainsi

que les conditions de durabilité sont fonction de la qualité des divers constituants et de leurs

proportions dans les bétons. Le présent travail présente les résultats de la caractérisation des

divers ciments disponibles dans la ville de Goma, notamment le ciment Nyiragongo, le ciment

Hima, le ciment Interlac, le ciment Simba, le ciment Nyati et le ciment Tororo. Les bétons

d’étude ont été formulés moyennant la méthode de BOLOMEY avec du sable et de gravillons

concassés de classes respectives 0/4 et 5/15. La résistance à 28 jours des bétons dosés à 350

kg/m3 de divers ciments suscités a été respectivement de 14.5 MPa ; 17 MPa ; 18.4 MPa ; 18.9

MPa ; 25 MPa et 27.6 MPa. Par contre dosés à 400 kg/m3, la résistance des bétons confectionnés

à partir du ciment NYIRAGONGO, HIMA, INTERLAC, SIMBA, NYATI ainsi que TORORO a

été de 16.2 MPa ; 26 MPa ; 20.2 MPa ; 27 MPa ; 28.7 MPa ainsi que 30.4 MPa. Ces résultats

nous ont poussés à conclure que le ciment Tororo est meilleur à cet effet puisqu’offrant les

meilleures résistances en compression étant donné qu’elles se situent dans la fourchette des

résistances usuelles de 20 à 40 MPa.




viii

ABSTRACT

For a concrete, its targeted resistance on compression at after 28 days, its consistency

compatible with the nature of the structure to be realized and its durability of depend on the

quality of its constituents and their respective proportions. This work is aimed to characterize

different types of concretes made of different qualities of cements available in Goma town,

especially the ones brinded as Nyiragongo, Hima, Interlac, Simba, Nyati and Tororo. The

concretes that studied in this research were formulated in accordance with the Bolomey method,

using crushed sand and gravels of classes of 0/4 and 5/15, respectively. The resistance on

compression at 28 days with a dosage of 350 kg/m3 of the concrete for different cements listed

above were obtained as 4.5 MPa, 17 MPa, 18.4 MPa, 18.9 Mpa, 25 MPa and 27.6 MPa,

respectively. On the other hand, with a dosage of 400 kg/m3 of the concrete, the compressive

strengths at 28 days with NYIRAGONGO, HIMA, INTERLAC, SIMBA, NYATI and TORORO

cements were obtained as 16.2 MPa, 26 MPa, 20.2 MPa, 27 MPa, 28.7 MPa and 30.4 MPa,

respectively. These results lead to the conclusion that Tororo cement is the best one for that

purpose because it is the one which offers the best resistance considering that they are located in

the interval of usual compressive resistance, i.e. values between 20 and 40 MPa.




ix

SOMMAIRE

EPIGRAPHE.................................................................................................................................... i

DEDICACES .................................................................................................................................. ii

REMERCIEMENTS ...................................................................................................................... iii

SIGLES ET ABBREVIATIONS ................................................................................................... iv

LISTE DES FIGURES ................................................................................................................... v

LISTE DES TABLEAUX.............................................................................................................. vi

RESUME ...................................................................................................................................... vii

ABSTRACT ................................................................................................................................. viii

SOMMAIRE .................................................................................................................................. ix

INTRODUCTION GENERALE .................................................................................................... 1

Chapitre premier ............................................................................................................................. 4

GENERALITES SUR LE BETON ................................................................................................ 4

I. 1. LE BETON DANS LE GENIE CIVIL ................................................................................ 4

I. 2. CONSTITUANTS DU BETON .......................................................................................... 5

I. 2. 1. Le ciment ...................................................................................................................... 5

I. 2. 2. L’eau ............................................................................................................................. 7

I. 2. 3. Les granulats [11] ......................................................................................................... 8

I. 2. 4. Les adjuvants .............................................................................................................. 11

I. 3. QUELQUES METHODES DE FORMULATION DES BETONS .................................. 11

I. 3. 1. Méthode de BOLOMEY ................................................................................................ 12

I. 3. 2. Méthode d’Abrams ........................................................................................................ 12

I. 3. 3. Méthode de Faury .......................................................................................................... 12




x

I. 3. 4. Méthode des abaques de Dreux ..................................................................................... 12

I. 4. PROPRIETES DES BETONS ........................................................................................... 13

I. 4. 1. Les propriétés du béton frais ...................................................................................... 13

I. 4. 2. Les propriétés du béton durci ..................................................................................... 15

I. 5. DIFFERENTS TYPES DE CIMENTS UTILISES DANS LA VILLE DE GOMA ......... 17

I. 6. CONCLUSION PARTIELLE ........................................................................................... 17

Chapitre deuxième ........................................................................................................................ 18

MATERIELS ET METHODES DE RECHERCHE .................................................................... 18

II. 1. LA RECHERCHE DOCUMENTAIRE ........................................................................... 18

II. 1. 1. Echantillonnage ......................................................................................................... 18

II. 1. 2. Méthode de formulation du béton ............................................................................. 19

II. 2. ESSAIS SUR LES MATERIAUX ................................................................................... 27

II. 2. 1. Le ciment .................................................................................................................. 27

II. 2. 2. Les granulats ............................................................................................................. 29

II. 2. 3. Le béton frais ............................................................................................................ 31

II. 2. 4. Le béton durci ........................................................................................................... 31

II. 3. CONCLUSION PARTIELLE .......................................................................................... 31

Chapitre troisième ......................................................................................................................... 32

PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS ............................................................... 32

III. 1. RESULTATS OBTENUS SUR LES CIMENTS ........................................................... 32

III. 1. 1. Essai de consistance ................................................................................................. 32

III. 1. 2. Essai de prise ........................................................................................................... 33

III. 1. 3. Masse volumique absolue ........................................................................................ 33

III. 2. RESULTATS DES ESSAIS SUR LES GRANULATS ................................................. 34

III. 2. 1. Analyse granulométrique par tamisage ................................................................... 34




xi

III. 2. 2. Module de finesse .................................................................................................... 35

III. 2. 3. Masses volumiques .................................................................................................. 35

III. 2. 4. Degré de propreté .................................................................................................... 35

III. 3. FORMULATION DES BETONS ................................................................................... 36

III. 3. 1. Dosage en divers éléments ...................................................................................... 36

III. 3. 2. Ouvrabilité du béton ................................................................................................ 37

III. 3. 3. Résistance en compression ...................................................................................... 38

III. 4. CONCLUSION PARTIELLE ......................................................................................... 38

CONCLUSION GENERALE ....................................................................................................... 39

BIBLIOGRAPHIE ........................................................................................................................ 41

ANNEXES ....................................................................................................................................... I

ANNEXE 1 : ESSAI SUR LES CIMENTS ................................................................................ II

1. Essai de consistance normale .................................................................................................. II

2. Essai de prise ........................................................................................................................... II

3. Masse volumique absolue ..................................................................................................... III

ANNEXE 2 : ESSAI SUR LES GRANULATS ....................................................................... IV

1. Compositions granulométriques du sable concassé 0/4 .................................................... IV

2. Compositions granulométriques du gravier concassé 5/15 ................................................ V

3. Courbe granulométrique du sable concassé 0/4 ................................................................ VI

4. Courbe granulométrique du gravier concassé 5/15 .......................................................... VII

5. Masse volumique absolue du sable concassé 0/4 ............................................................. VII

6. Masse volumique absolue du gravier concassé 5/15 ...................................................... VIII

7. Masse volumique apparente du sable concassé 0/4 ........................................................ VIII

8. Masse volumique apparente du gravier concassé 5/15 ................................................... VIII

9. Equivalent de sable ............................................................................................................ IX




xii

ANNEXE 3 : FORMULATION DES BETONS PAR APPLICATION NUMERIQUE .......... X

ANNEXE 4 : RÉSISTANCE EN COMPRESSION DES ÉPROUVETTES EN MPA ...... XLVI




1

INTRODUCTION GENERALE

La République Démocratique du Congo, par ses diverses ressources, est considérée

comme un pays émergent surtout dans le domaine des constructions des ouvrages tels que les

bâtiments, les routes, les ponts, les barrages, etc. Toutes ces constructions, font le plus souvent

recours à un matériau qui n’a cessé de marquer l’histoire du monde de la construction. Le

matériau n’est rien d’autre que le béton. De nos jours, ce matériau est l’un des plus utilisés au

monde. Il est constitué d’un mélange de granulats, de liant, d’eau et éventuellement d’adjuvant.

Le béton doit ses caractéristiques à ses différents constituants. Les granulats appelés

matériaux inertes, sont en poids les principaux constituants du béton. Les granulats constituent le

squelette granulaire de ce matériau composite; ils lui confèrent donc l’essentiel de sa résistance

mécanique.

Le ciment, présent dans le béton en une quantité relativement faible, maintient ensemble

les autres constituants du béton. Cependant, malgré sa faible proportion, le ciment est le

constituant le plus important et le plus couteux, mais aussi le dosage et la qualité de ce dernier

déterminent la résistance du béton. En plus du rôle de liant, il complète la courbe

granulométrique du béton en éléments fins.

L’eau, nécessaire à l’hydratation du ciment, facilite aussi la mise en œuvre du

béton (effet lubrifiant) dans la mesure où on n’abuse pas cette influence par un excès d’eau qui

diminue les résistances et la durabilité du béton

Quant aux adjuvants, ce sont des produits solubles dans l’eau qui, incorporés dans le

béton à des doses inférieures ou égales à 5% du poids du ciment améliorent certaines de ses

propriétés.

L’importance du béton dans la construction à l’Est de la République Démocratique du

Congo en général, et à Goma en particulier, n’a pas laissé indifférents les scientifiques et les

ingénieurs à la découverte des moyens et méthodes à mettre en œuvre en vue d’une amélioration

efficace dudit matériau.




2

En outre, il s’est avéré que les bétons confectionnés avec l’utilisation des différents

ciments présents sur le marché à Goma, notamment les ciments Nyiragongo, Hima, Simba,

Tororo, Nyati et Interlac, de même classe donneraient des résistances différentes. Il en résulte

des préjugés sur l’un ou l’autre type de ciment. A titre illustratif, à Goma, le béton confectionné à

partir de ciment Nyiragongo est moins apprécié par rapport à celui confectionné à partir de

ciment Simba ou Hima de même classe.

De ce qui précède, il y a lieu d’affirmer que la diversité des ciments constitue une

contrainte à laquelle les ingénieurs de la ville de Goma se heurtent lorsqu’il faut effectuer le

choix du ciment qui devra être utilisé dans la confection du béton. Le présent travail, portant sur

une étude comparative des propriétés de bétons formulés à base des ciments présents sur le

marché à Goma et des granulats concassés, a été initié en vue d’apporter une contribution à la

résolution de ce problème.

L’objectif du présent travail est de contribuer à l’élaboration d’une base de données

facilitant aux ingénieurs et aux constructeurs le choix de ciment parmi ceux identifiables à

Goma, à utiliser lors de la confection des bétons en fonction de la résistance escomptée dans les

diverses structures à exécuter.

Pour mieux mener les études, une question les a guidées :

Toutes choses étant égales par ailleurs, quelles sont les caractéristiques qu’offrent les

bétons confectionnés à base de chaque manufacture de ciment à Goma ?

Pour orienter la recherche, conformément à la question précédemment formulée, nous

nous mobilisons de vérifier l’unique hypothèse suivante :

La manufacture de ciment aurait une influence sur la résistance à la compression et les

autres propriétés du béton.

Afin de parvenir à l’objectif principal fixé, il est nécessaire de :

Caractériser les granulats devant entrer dans la constitution des éprouvettes ;

Réaliser les éprouvettes en béton selon les différents dosages et type de ciment ;

Tester ces éprouvettes à la compression.




3

La méthodologie et les techniques adoptées dans la présente étude sont les suivantes :

La technique documentaire : elle a permis de sélectionner les ouvrages spécialisés

concernant les différentes formulations de béton, l’optimisation de la résistance du béton,

etc ;

La méthode descriptive : sur base des observations faites, elle a permis de décrire certains

comportements observés ;

La méthode expérimentale : elle a permis de tester les différentes éprouvettes de béton ;

La méthode statistique : cette méthode a permis d’analyser, de traiter et d’interpréter les

résultats afin que la présentation des données soit accessible par tous.

Hormis l’introduction et la conclusion générale, le travail s’articule autour de trois chapitres.

Le premier chapitre présente les généralités sur le béton, qui consiste en la présentation du

matériau béton, ses propriétés, ses constituants, son mode d’obtention ainsi que les différents

ciments utilisés dans la ville de Goma. Le second chapitre présente les matériels et méthodes de

recherche. Quant au troisième chapitre, il est consacré à la présentation et l’analyse des résultats

obtenus.




4

Chapitre premier

GENERALITES SUR LE BETON

On appelle béton une pierre artificielle obtenue grâce au durcissement d’un mélange de

liant, d’eau et de granulats choisis de façon rationnelle [1]. Le béton est l’un des matériaux les

plus importants dans tous les domaines de la construction. Ceci s’explique par le fait qu’il offre :

la possibilité de varier ses propriétés dans de longues limites en utilisant les composants aux

qualités correspondantes, et en appliquant des méthodes spéciales de traitement mécanique et

physico-chimique ; la facilité de traitement mécanique des mélanges de béton plastique, qui

permet de réaliser sans dépense sensible de main d’œuvre, des éléments de construction de

longue durée dont les formes et les dimensions sont les plus diverses ; la possibilité de

mécanisation totale des travaux de bétonnage, qualité économique du béton parce que 80 à 90%

de son volume est composé d’agrégats d’origine locale. Une bonne connaissance des propriétés

des matériaux de construction permet de bien les utiliser et de construire des ouvrages solides,

durables, et économiques. Le béton est un produit artificiel car il est produit par une technique et

non par la nature [2].

I. 1. LE BETON DANS LE GENIE CIVIL

Le béton à travers ses performances et sa souplesse d’emploi est présent dans tous les

domaines du bâtiment et des travaux publics.

Le béton fait partie du cadre de vie. Il a mérité sa place par ses caractéristiques

de résistance, ses propriétés en matière thermique, sa résistance au feu, son isolation phonique,

son aptitude au vieillissement, ainsi que par la diversité qu’il permet dans les formes, les

couleurs et les aspects. Le béton a sa place dans les bâtiments d’habitation (logements,

écoles, hôpitaux…) aussi bien que dans les constructions liées à l’activité professionnelle

(business, ateliers, commerces, bureaux) ou dans des réalisations diverses (socioculturelles,

sportives ou de loisir…).

Le béton structure et participe de manière visible à l’architecture. Le béton n’est

plus seulement une «pierre artificielle » mais un matériau adopté aux formes tendues,

propres aux ouvrages d’art, au même titre qu’aux réalisations actuelles des architectes.




5

Le béton permet de franchir des grandes portées à cause de la précontrainte qui a pu

améliorer ses performances. Les dernières évolutions techniques concernent la précontrainte

extérieure et l’allègement des âmes des tabliers, en particulier par l’utilisation des structures

triangulées [1].

Le béton est dans les routes. Supprimant pratiquement toutes les servitudes inhérentes à

l’entretien, le béton routier s’est fait sa place dans tous les types de voiries, de

l’autoroute, au chemin de vignoble, en passant par les pistes cyclables. Dans les villes, les

dalles et les pavés en béton apportent leur esthétique particulière, en harmonie avec le mobilier

urbain.

I. 2. CONSTITUANTS DU BETON

Le béton est un mélange de ciment, eau, air, granulats et éventuellement d’adjuvants qui

doivent constituer un ensemble homogène. Les composants sont très différents : leurs

masses volumiques vont, dans les bétons courants, de 1 (eau) à 3 (ciment) t/m3; les

dimensions de leurs grains s’échelonnent de 0,5μm (grains les plus fins du ciment) à 25mm

(gravillons).

La pâte (ciment + eau), élément actif du béton enrobe les granulats avec pour objectif de

remplir les vides existants entre les grains et assurer la jonction de ces derniers. La confection

d’un béton approprié à sa destination consiste, à partir d’études graphiques ou expérimentales, à

déterminer la composition granulaire, le dosage et ses divers constituants.

I. 2. 1. Le ciment

Le ciment est un liant hydraulique, c’est-à-dire capable de faire prise dans l’eau. Il se

présente sous l’aspect d’une poudre très fine qui, mélangée avec de l’eau, forme une pate faisant

prise et durcissant progressivement dans le temps. Ce durcissement est dû à l’hydratation de

certains composés minéraux, notamment des silicates et des aluminates de calcium, la proportion

de chaux et de silice réactive devant être au moins de 50% de la masse du ciment [3].




6

Le choix du type de ciment et son dosage dépendent à la fois des performances

recherchées (résistance mécanique, résistance aux agents agressifs, apparence) et de la nature des

autres composants (granulométrie des granulats).

I. 2. 1. 1. Types de ciments

Les types des ciments sont fonction de la teneur en clinker ainsi que d’autres constituants

secondaires. Il en existe plusieurs. Le tableau I. 1 reprend les différents types de ciments courants

normalisés avec indication, pour chacun d’eux, de leur désignation propre et des pourcentages

respectifs des constituants qu’il comporte [3].

Tableau I. 1 : Différents types de ciments courants normalisés

Désignation

Types de ciments

Teneur en clinker

Teneur des

constituants

secondaires

CPA-CEM I Ciment portland 95 à 100 % 0 à 5 %

CPJ-CEM II/A

CPJ-CEM II/B

Ciment portland

composé

80 à 94 %

65 à 79 %

0 à 5 %

0 à 5 %

CHF-CEM III/A

CHF-CEM III/B

CLK-CEM III/C

Ciment de haut

fourneau

35 à 64 %

20 à 34 %

5 à 19 %

0 à 5 %

0 à 5 %

0 à 5 %

CPZ-CEM IV/A

CPZ-CEM IV/B

Ciment

pouzzolanique

65 à 95 %

45 à 64 %

0 à 5 %

0 à 5 %

CLC-CEM V/A

CLC-CEM V/B

Ciment au laitier et

aux cendres

40 à 64 %

20 à 39 %

0 à 5 %

0 à 5 %

Source : Jean FESTA et Georges DREUX [3]




7

De même qu’il existe plusieurs sortes de ciments, ceux-ci présentent également des prises

différentes.

I. 2. 1. 2. Prise

Le phénomène de prise qui est déclenché par l’hydratation du ciment s’accompagne d’un

dégagement de chaleur plus ou moins important. Le déclenchement de ce phénomène est

accéléré par plusieurs facteurs parmi lesquels le type de ciment, la finesse de mouture du ciment,

la température ambiante, la présence des matières organiques dans l’eau. L’excès de l’eau de

gâchage quant à lui agit comme retardateur de prise [3].

D’une façon générale, les temps de prise sont de l’ordre de grandeur allant de 2h30 à

3h30 pour la grande majorité des ciments. Ces valeurs s’accroissent à une température ambiante

de 20 °C.

I. 2. 1. 3. Dosage en ciment

Le dosage en ciment est dépendant de plusieurs critères tels que le type de béton,

la destination de l’ouvrage, la résistance requise, les granulats utilisés. Le dosage n’est pas

déterminé par un calcul théorique absolu, mais il résulte de l’application de règles dont la

valeur a pu être appréciée à l’usage et vérifiée expérimentalement [1].

I. 2. 1. 4. Dosage en ciment et résistances mécaniques

Le dosage en ciment a une influence directe sur la résistance mécanique du béton. Toutes

autres conditions égales par ailleurs, on peut dire que dans une certaine plage, la résistance est

sensiblement proportionnelle au dosage en ciment C [1].

I. 2. 2. L’eau

L’eau est nécessaire à l’hydratation du ciment, elle facilite aussi la mise en œuvre

du béton (effet lubrifiant), néanmoins son excès diminue le résistance et la durabilité du béton

[1].




8

L’eau doit être propre et ne doit pas contenir d’impureté nuisible (matière organique,

alcalis). L’eau potable convient toujours. Le gâchage à l’eau de mer est à éviter à cause

de la salinité. La quantité d’eau varie avec un très grand nombre de facteurs (teneur en

ciment, granulats, consistance recherchés du béton frais). Elle est en général comprise entre

140 et 210 l/m3 [1]. Il convient de tenir compte de l’eau apportée par les granulats. Il est

souvent utile de contrôler la plasticité à l’aide d’essais simples connus. Le rapport E/C est un

critère important des études de béton, c’est un paramètre essentiel de l’ouvrabilité du béton et de

sa qualité: résistance mécanique à la compression, durabilité.

I. 2. 3. Les granulats

Les granulats sont des matériaux minéraux grenus provenant essentiellement de la

désagrégation des roches par érosion ou par concassage [4]. Ils se présentent sous forme de

grains de dimensions variables. La dimension de 0,08 mm à 25 mm dans les bétons, les

dimensions atteignant et dépassent 10 cm pour les ouvrages tels que les massifs de

fondation, les barrages, etc.

Les granulats se différencient par leur nature, leur composition, leur origine, leur forme,

leur répartition granulométrique, leur masse volumique (granulats légers, granulats lourds).

Outre les granulats naturels, il existe aussi des granulats artificiels (laitiers, argiles

expansées etc.

Les granulats sont des matériaux de qualité et devant être non seulement propres mais

aussi avec une granulométrie bien définie. Les granulats utilisés dans le béton doivent permettre

le remplissage des moules ou des coffrages ainsi que l’enrobage des armatures [1]. Les granulats

sont regroupés selon les origines. Ainsi on distingue les granulats naturels et les granulats

artificiels.

On peut distinguer les granulats naturels et artificiels.




9

I. 2. 3. 1. Les granulats naturels

Les granulats naturels regorgent les granulats roulés ainsi que les granulats concassés.

a. Les granulats roulés

Les granulats roulés sont issus de dragages en rivière ou d’extraction dans les terrasses

alluviales. Ils nécessitent un lavage pour les débarrasser des argiles et d’autres impuretés. Leurs

formes sont arrondies et leur nature est calcaire ou silico-calcaire.

Dans certains cas, on procède au concassage ou au broyage des classes

excédentaires soit pour fabriquer des catégories déficitaires dans les matériaux, soit pour

obtenir des matériaux argileux (pour les revêtements routiers par exemple).

b. Les granulats concassés

Les granulats concassés proviennent des roches de carrière dures et compactes

(granites, gneiss, basaltes, porphyres, diorites, pouzzolane, calcaires durs, grès etc.).

Les roches décomposables ou qui génèrent des granulats plats sont à éviter dans

l’élaboration du béton. Les granulats concassés nécessitent un dépoussiérage pour éliminer les

fines particules inférieures à 0,08 mm nuisibles à la résistance des bétons.

I. 2. 3. 2. Les granulats artificiels et spéciaux

Les granulats artificiels et spéciaux proviennent soit des sous-produits industriels, soit des

fabrications spéciales en usine, soit des minéraux dont l’emploi est réservé à usage spécial.

a. Granulats de laitier

Le laitier de haut fourneau qui s’est refroidi lentement est proche d’une roche

artificielle cristallisée. Il est ensuite traité comme les granulats concassés pour au final générer

des granulats de laitier [1].




10

b. Granulats légers

Les granulats légers sont généralement les argiles ainsi que les polystyrènes expansés, la

vermiculite fabriquée avec certains micas et la perlite issue des laves volcaniques. Ils sont

appelés granulats légers à cause de leur masse volumique inférieure à celle des granulats

naturels [1].

c. Les granulats spéciaux

Les granulats spéciaux servent à la fabrication des bétons spéciaux tels que les bétons

réfractaires (chromite, corindon, etc.) ainsi que les revêtements des sols des bâtiments industriels

(limonite, magnétite, fonte en paillettes, corindon, hématite, etc.).

I. 2. 3. 3. Le classement des granulats

Dans beaucoup de cas, les granulats roulés ne présentent pas la répartition

souhaitable des grains de différentes dimensions pour aboutir à la confection de bétons compacts.

Il en est de même pour les granulats concassés, avec une composition granulaire souvent

assez éloignée de la composition idéale. En outre, la ségrégation (ségrégation par

différence masse) intervient lorsque la plage granulaire est très étendue qui peut engendrer

une hétérogénéité préjudiciable à une bonne composition des bétons. Il est donc nécessaire de

séparer les produits bruts en classes. Il existe cinq classes granulaires principales

caractérisées par les dimensions extrêmes d et D des granulats rencontrés [4] :

Les fines : 0/D avec D ≤ 0.08mm

Les sables : 0/D avec D ≤ 6,3mm

Les gravillons : d/D avec d ≥ 2mm et D ≤ 31,5mm

Les cailloux d/D avec d ≥ 20mm et D ≤ 80mm

Les graves 0/D avec 6,3mm < D ≤ 80mm

La détermination des valeurs de d et D des classes granulaires d/D se fait en considérant

que les granulats correspondant à ces dimensions doivent être présents en proportions

suffisantes.




11

Les granulats à employer dans le béton doivent assurer une résistance mécanique qui peut

s’exprimer par des résistances mécaniques à la fragmentation, à l’usure et au polissage. La

résistance mécanique des granulats dépend des caractéristiques intrinsèques de la roche

d’origine.

Le classement des granulats se fait par criblage. Le sable pauvre en éléments fins

de granularité constante (à l’exemple des sables de certains cours d’eau) subit une correction

par adjonction d’un sable fin, soit naturels à grains ronds, soit de broyage en proportion

convenable dans le but d’obtenir un sable composite de granularité admissible [4].

L’obtention du sable de granularité admissible à partir d’un sable très hétérogène, tantôt

pauvre en éléments fins, tantôt excédentaire, sa correction se résume à une coupure interne à une

maille judicieusement choisie, comprise généralement entre 0,4 et 0,8mm. La correction

appliquée génère deux sables, un fin et un gros qui, correctement dosés lors de la fabrication du

béton, permettent l’obtention d’un sable composite acceptable [4].

I. 2. 4. Les adjuvants

Les adjuvants modifient les propriétés des bétons et des mortiers auxquels ils sont

ajoutés. Par exemple, l’emploi des plastifiants-réducteurs d’eau et des supers plastifiants comme

adjuvants facilite la mise en place du béton dans les pièces minces fortement armées, ainsi que la

réalisation des bétons de hautes performances. On en définit les adjuvants retardateurs de prise

ainsi que des accélérateurs de prise [1].

I. 3. QUELQUES METHODES DE FORMULATION DES BETONS

L’étude de la composition d’un béton consiste à définir le mélange optimal des différents

granulats dont on dispose, ainsi que le dosage en ciment et en eau, afin de réaliser un béton dont

les qualités soient celles recherchées pour la construction de l’ouvrage ou de la partie de

l’ouvrage en cause. Les méthodes proposées sont nombreuses et il n’est pas possible de les citer

toutes, elles aboutissent à des dosages volumétriques ou de préférences pondéraux, le passage de

l’un à l’autre pouvant se faire, si nécessaire, par la connaissance de la densité apparente des

granulats en vrac.




12

I. 3. 1. Méthode de BOLOMEY

Par une formule appropriée, on trace une courbe granulométrique de référence et l’on

s’efforce de réaliser avec les granulats dont on dispose une composition granulaire totale (ciment

compris), dont la courbe soit aussi proche que possible de la courbe de référence théorique. Cette

méthode aboutit théoriquement tout ou moins à une granularité continue [3].

I. 3. 2. Méthode d’Abrams

C’est une règle de mélange basée sur l’obtention d’un certain module de finesse global

pour le mélange des granulats à partir de la connaissance des modules de finesse des granulats à

employer. Les modules de finesse du mélange sont choisis de manière que les vides dans le

mélange soient, en principe, réduits au minimum [3].

I. 3. 3. Méthode de Faury

En 1942, J. Faury proposa, comme suite à une étude générale du béton, une nouvelle loi

de granulation de type continu. Il s’inspirait pour cela d’une théorie de Caquot relative à la

compacité d’un granulat de dimension uniforme correspondant à un serrage moyen. La loi de

granulation qui en découle est une loi fonction de 5d, c’est pourquoi Faury adopta une échelle des

abscisses graduée en 5d. La courbe idéale conduisant à la compacité maximale est alors

théoriquement une droite, cependant Faury a distingué les grains fins et moyens (< D/2) des gros

grains (> D/2) et la pente de la droite de référence n’est pas la même pour chacune de ces deux

catégories [3].

I. 3. 4. Méthode des abaques de Dreux

Les abaques de Dreux permettent une approche pratique d’une composition de béton

répondant à des objectifs déterminés moyennant quelques hypothèses facilitant la démarche. Il

est bien évident qu’une fois cette composition déterminée, elle devra, être soumise à

l’expérimentation afin d’affiner les dosages indiqués. En général, les données telles que la

résistance à la compression du béton comprise entre 20 et 40 MPa à 28 jours ainsi que la

maniabilité sont déterminées par le cahier des charges du projet, les conditions du chantier ou la




13

disponibilité des matériaux. Selon les hypothèses de la théorie de Dreux le ciment doit être de

classe 42.5

I. 4. PROPRIETES DES BETONS

Pour utiliser au mieux le béton, il faut bien connaître ses propriétés : d’une part à l’état

frais, alors qu’il est plastique et qu’on peut le travailler, d’autre part, à l’état durci, alors que sa

forme ne peut plus être modifiée mais que ses caractéristiques continuent à évoluer durant

de nombreux mois, voire des années.

I. 4. 1. Les propriétés du béton frais

La principale propriété du béton frais est la maniabilité ou l’ouvrabilité. C’est l’indice qui

indique l’aptitude à la mise en place du béton dans un moule. L’ouvrabilité se mesure à l’aide du

cône d’Abrams. Les bétons frais sont classifiés à partir des différents affaissements observés au

cône d’Abrams. Le tableau I. 2 reprend les différentes classes de consistance ainsi que leurs

domaines respectifs d’utilisation.

Tableau I. 2 : Classe du béton suivant l’affaissement au cône d’Abrams

Affaissement

(cm)

Classe selon la

consistance

Domaine d’utilisation

0 à 4 Ferme (F) Béton de propreté, fondation non armée, voirie

5 à 9 Plastique (P) Semelle coffrée, mur de soutènement, planché,

dallage, poutre, poteau, voile

10 à 15 Très plastique (TP) fondation coulée en fouille, pieu, voile de faible

épaisseur, paroi moulée

≥ 16 Fluide (F) Pieu, paroi moulée

Source : Cours de physique et technologie du béton [1]




14

I. 4. 1. 1. Influence de la forme des grains sur la fluidité

Lorsque la surface des grains est arrondie et lisse, la surface totale et le frottement

entre eux sont plus petits que si la forme est angulaire et la surface rugueuse. C’est pour

cela que le béton frais au gravier et au sable roulé est plus fluide que celui formé de pierres

concassées de sable de forme angulaire. Le choix de la fluidité d’une pâte de béton doit tenir

compte des dimensions et du type de construction, de la simplicité de l’armature et des

méthodes de mise en œuvre [5].

I. 4. 1. 2. Autres propriétés du béton frais

Elles sont liées à la sédimentation. A ce niveau on distingue deux phénomènes : le

ressuage et la ségrégation.

a. Le ressuage

Le béton fraichement malaxé se tasse et une couche d’eau limpide apparaît en

surface et s’appelle «eau de ressuage ». Le tassement dans le coffrage et une vibration

non homogène risquent de provoquer une fissuration du béton avant même la prise et le

durcissement.

b. La ségrégation

Les granulats placés dans la pâte de ciment sont soumis à leur poids propre, à la

poussée d’Archimède (étant donné que la pâte de ciment est considérée comme un fluide) et

aux forces de liaison (liées à la viscosité de la pâte) de la pâte. Lorsque les forces de liaison sont

faibles (faible viscosité de la pâte), les granulats, plus lourds tendent à descendre et les

bulles d’air, plus légères tendent à remonter vers la surface. Quand le béton est soumis

à des vibrations ou des chocs importants ou répétés, il y a risque de « décohésion » des

éléments les plus gros du mélange. Ainsi, la ségrégation est le phénomène de séparation des

éléments les plus gros du mélange. Ces derniers tendent à descendre.




15

I. 4. 2. Les propriétés du béton durci

Il s’agit ici de la résistance à la compression.

I. 4. 2. 1. Résistance à la compression

La résistance mécanique est fondamentalement liée aux performances mécaniques des

granulats [5]. Le béton est très résistant à la compression mais très peu en traction. La résistance

à la compression du béton dépend de la résistance du ciment, du rapport E/C, de la qualité des

agrégats (granulats), du degré de compacité du mélange et des conditions de durcissement. Les

ciments à activités élevée donnent des bétons plus résistants.

Le compactage, la durée et les conditions du durcissement ont une influence

sensible sur la résistance du béton. Un bon compactage du béton réduit les pores autant que

possible. Les conditions normales de durcissement d’un béton sont l’humidité relative de l’air

variant entre 90 et 100% et à une température de 20 ± 2°C.

En effet, une humidité de l’air élevée empêche l’évaporation de l’eau du béton, qui

provoquerait l’arrêt du durcissement tandis que l’élévation de la température accélère le

durcissement. Pour le bétonnage sous les basses températures la pratique des adjuvants est

employée.

a. Influence des granulats sur la résistance mécanique

La forme et la texture des granulats influencent considérablement la résistance des

bétons. Celle-ci dépend en grande partie des propriétés du gros granulat, elle est plus faible

lorsque les granulats présentent une surface lisse contrairement à ce que l’on obtient avec des

granulats concassés, de forme angulaire et de surface rugueuse [5]. La résistance à la

compression des bétons à base des granulats lisses est 10 % inférieure à celle des bétons à base

des granulats rugueux. L’influence du type de gros granulats sur la résistance du béton est

fonction du rapport E/C. Cette influence des granulats sur la résistance diminue avec

l’augmentation du rapport E/C. L’influence des granulats sur la résistance à la flexion dépend

également de l’état d’humidité du béton au moment de l’essai [5].




16

b. Influence du rapport E/C sur la résistance mécanique

Pour des rapports E/C < 0.4, la résistance à la compression est majorée de 38 %, lorsque

le béton est fabriqué avec des granulats concassés que ceux roulés et pour des rapports E/C =

0.65 la résistance ne varie pas [5].

L’ouvrabilité ou la consistance est la principale caractéristique du béton frais alors que la

résistance à la compression est la caractéristique principale des propriétés mécaniques des bétons

durcis. Selon les normes Russes, la résistance établit par le projet (calcul de conception) ne peut

varier que dans le sens d’une augmentation, mais pas en dessus de 15 %. Une augmentation

excessive de la résistance du béton conduit à une dépense accrue du ciment et, par

conséquent, à une augmentation du coût.

Lorsque l’eau est en excès, celle qui n’entre pas en réaction chimique avec le ciment (eau

libre) s’évapore du béton en y formant des pores dont la présence réduit la compacité, et par

conséquent, diminue la résistance du béton. La réduction de l’eau par contre rend le béton frais

difficilement maniable, avec toutes les autres conséquences qui en découlent.

c. Influence du rapport G/C sur la résistance du béton

Le rapport G/C est un facteur de moindre importance sur l’évolution de la résistance.

Avec un rapport E/C constant, il a été démontré qu’un béton faiblement dosé était plus résistant

[5]. Les études faites sur l’influence de la teneur en granulats sur la résistance des bétons

indiquent que lorsque le pourcentage du volume des granulats augmente de 0 à 20 % par rapport

au volume total, il y a diminution graduelle de la résistance à la compression, alors que, entre 40

et 80 %, c’est une augmentation qui a été enregistrée [5].

d. Ordre de grandeur de la résistance des bétons courants

Les bétons courants ont une résistance à la compression comprise entre 20 et 40 MPa [6]

pour un rapport E/C de l’ordre de 0,5. Comme nous l’avons signalé dans le corps du travail, la

résistance mécanique des bétons se détermine généralement à l’aide des essais mécaniques

(NF ℓ18-404).




17

I. 5. DIFFERENTS TYPES DE CIMENTS UTILISES DANS LA VILLE DE GOMA

Le tableau I. 3 illustre les différents types de ciments qui sont utilisés dans la ville de

Goma lors de la formulation des bétons.

Tableau I. 3 : Différents types de ciments utilisés dans la ville de Goma

N° Marques Désignation Types de ciments Classe Pays d’origine

1 Nyiragongo CEM II/B Ciment portland composé 32.5 RDC

2 Hima CEM IV/B Ciment pouzzolanique 32.5 Uganda

3 Simba CEM II/B Ciment portland composé 32.5 Nairobi

4 Interlac CEM II/B Ciment portland composé 32.5 RDC

5 Nyati CEM IV/B Ciment pouzzolanique 32.5 Uganda

3 Tororo CEM II/B Ciment portland composé 32.5 Uganda

I. 6. CONCLUSION PARTIELLE

Ce premier chapitre a présenté les généralités sur le béton, qui a consisté en la

présentation du matériau béton, ses propriétés, ses constituants, son mode d’obtention ainsi que

les différents ciments utilisés dans la ville de Goma.




18

Chapitre deuxième

MATERIELS ET METHODES DE RECHERCHE

Ce chapitre présente les matériels et méthodes de recherche utilisés pour aboutir aux

résultats escomptés de ce travail. Il est scindé en deux parties à savoir : la recherche

documentaire et les travaux en laboratoire.

II. 1. LA RECHERCHE DOCUMENTAIRE

On appelle béton, le mélange obtenu en gâchant dans un malaxeur des proportions

convenables de ciment, d’eau, de granulats et éventuellement des adjuvants [7]. C’est la

dimension D du plus gros granulat qui détermine l’appellation du mortier. Ainsi, lorsque D est

supérieur à 4 mm on parle du béton, tandis que lorsqu’il est inférieur à 4 mm, on parle du mortier

tout simplement [7]. Les différents granulats forment le squelette granulaire du mortier ou du

béton tandis que le ciment et l’eau forment la pâte liante.

II. 1. 1. Echantillonnage

Les essais effectués en laboratoire portent nécessairement sur des quantités réduites des

matériaux, celles-ci devant permettre de mesurer les paramètres caractéristiques de l’ensemble de

matériau sur lequel on effectue le prélèvement. L’échantillon prélevé doit être représentatif de

l’ensemble.

II. 1. 1. 1. Prélèvement sur le tas (sable et gravier)

Lorsqu’un matériau granulaire est mis en stock, les gros éléments ont tendance à rouler

en bas du tas tandis que le haut est plus riche en élément de faibles diamètres. Les matériaux sont

donc prélevés en haut, en bas, au milieu et à l’intérieur du tas de granulats, afin d’avoir un

échantillon aussi représentatif que possible de l’ensemble.




19

II. 1. 1. 2. Quartage

On appelle quartage l’opération de l’échantillonnage qui consiste à diviser l’échantillon

en quarts. A l’aide d’une truelle, l’échantillon est partagé d’abord en deux moitiés, puis en quatre

quarts sensiblement égaux. La division se fait respectivement jusqu’à ce que les différentes

fractions deviennent moins importantes. Les différentes fractions permettent au final l’obtention

de la quantité utile par sommation [8].

II. 1. 2. Méthode de formulation du béton

Le béton est un mélange dont la composition a une profonde influence sur ses

caractéristiques, mais si les caractéristiques attendues sont la plupart du temps bien définies, la

mise au point du béton peut s’avérer plus délicate. Les paramètres sont en effet nombreux : les

données du projet (caractéristiques mécaniques, dimensions de l’ouvrage, ferraillage, etc.), les

données du chantier (matériels de mise en œuvre, conditions climatiques, etc.), les données liées

aux propriétés du béton (maniabilité, compacité, durabilité, aspect, etc.).

II. 1. 2. 1. Méthode de Bolomey [7]

La méthode de Bolomey a le mérite d’avoir ouvert la voie aux études de béton. Toutefois,

elle ne peut être appliquée qu’aux granulats dont la masse volumique absolue est comprise entre

2.5 et 2.7 kg/m3.

Considération expérimentale : on se réfère dans ce cas aux courbes granulométriques des

constituants secs. Un mélange quelconque de ces constituants à des proportions définies a lui

aussi une courbe granulométrique. En fonction des quantités des constituants secs à mettre en

œuvre on a une infinité de mélanges donc une infinité des courbes granulométriques. Le

problème est de trouver ce qui correspond à un bon béton pour le travail à exécuter, cette courbe

sera dite « courbe optimale ». Le principe de la méthode consiste à déterminer la courbe optimale

du mélange des éléments secs, à calculer les pourcentages de ces constituants qui permettent de

donner un mélange sec dont la courbe soit aussi voisine que possible de la courbe optimale et en

déduire la composition d’un mètre cube de béton.




20

La figure II. 1 présente l’exemple d’une courbe de mélange régit par la relation II. 1 avec A

et D des constantes. L’équation est sous la forme d’une droite y = a + b x d’équation II. 1,

passant par les points d (0, A) et P (D, 100) dont la courbe optimale est illustrée à la figure II. 2.

Figure II. 1 : Courbe de mélange

𝐏 = 𝐀 + (𝟏𝟎𝟎 − 𝐀)√𝒅

𝑫 (II.1)

- P est le pourcentage de grains passant au tamis de diamètre d,

- D est le diamètre du plus gros grain

- A varie entre 8 et 16

Figure II. 2 : Courbe optimale de BOLOMEY




21

- A : représente le pourcentage d’éléments très fins contenus dans le mélange sec, éléments

qui ont une incidence sur la maniabilité de béton.

- D : est la dimension de la maille du tamis qui serait tous juste suffisante pour laisser

passer la totalité des granulats.

La valeur de A dépend de la consistance souhaitée pour le béton et de la provenance des

granulats. Le tableau II. 1 et la figure II. 3 présentent respectivement les différentes valeurs de A

selon la consistance du béton ainsi que le type de granulats et la position du point D.

Tableau II. 1 : Différentes valeurs de A

Consistance du béton Granulats roulés Granulats concassés

Béton damé 6 à 8 8 à 10

Béton armé 10 12 à 14

Béton coulé 12 14 à 16

Source : GHOMARI Fouad [7]

Figure II. 3 : Position du point D sur la courbe optimale de BOLOMEY

La valeur de D est comprise entre 16 et 20mm. Pour l’obtenir, il suffit de prolonger

l’avant dernier tronçon de la courbe du plus gros granulat. On remarque que cette construction

n’est possible que lorsque l’on se trouve en présence d’une queue de granulométrie (cas très




22

fréquent), si le point était situé au-delà de 1/ 3 de l’intervalle 16-20 ou à droite de 20 c’est 20 qui

serai la valeur retenue D.

Calcul des pourcentages des constituants

1. Cas du ciment :

Le pourcentage du ciment est donné par l’expression ci-dessus :

𝐂 % =𝐦𝐚𝐬𝐬𝐞 𝐝𝐮 𝐜𝐢𝐦𝐞𝐧𝐭

𝐦𝐚𝐬𝐬𝐞 𝐭𝐨𝐭𝐚𝐥𝐞 𝐝𝐞𝐬 é𝐥𝐞𝐦𝐞𝐧𝐭𝐬 𝐬𝐞𝐜𝐬∗ 𝟏𝟎𝟎 (II. 2)

2. Cas des granulats :

Une méthode graphique nommée « méthode de Josiel » est appliquée. Cette dernière est

universelle, applicable à toutes les courbes optimales et tous les modes de graduation des axes.

Si on considère le cas le plus simple, mélange de deux granulats (d1/d2) et (d3/d4) ; en

traçant leurs courbes granulométriques, il présente 3 cas seulement qui sont possibles sur le

diagramme :

- d2 et d3 coïncident : on a une juxtaposition des deux granulats ;

- d3 à gauche de d2 : superposition partielle ;

- d3 à droite de d2 : discontinuité de deux granulats.

La méthode de Josiel repose sur le tracé d’une parallèle à l’axe des coordonnées prenant

successivement les 3 cas :

a) Juxtaposition des deux courbes : la verticale ici est l’ordonnée correspondant à d2d3.

Cette verticale coupe la courbe optimale en un point M qui reporté en N sur l’échelle des

ordonnées détermine deux segments :

- Le segment ON : pourcentage des granulats d1d2 ou pourcentage des composants de

dimension inferieure à d2.

- Le segment N100 : c’est le pourcentage des granulats d3d4, ou pourcentage de tout ce qui

est supérieur à d2.

La figure II. 4 illustre la juxtaposition de deux courbes




23

Figure II. 4 : Verticale de la juxtaposition des courbes

b) Superposition partielle des deux courbes : pour ce cas, la verticale est placée à l’abscisse

« d0 » telle que pour cette dimension de tamis le pourcentage de tamisât du gros élément

soit égal au pourcentage de refus du plus petit (ab = cd). M et N ont la même signification

que précédemment.

Il est important de placer avec précision la verticale « d0 » car l’ordonnée du point

d’intersection de la courbe optimale et de cette verticale dépend de son abscisse. Le procédé

consiste à déplacer une règle jusqu’à ce que les deux segments apparaissent égaux. L’illustration

est faite à la figure II. 5.

Figure II. 5 : Verticale pour la superposition partielle des courbes




24

c) Discontinuité entre les deux courbes : la verticale est au point d’abscisse : d0 =d2 + d3

2

Et la construction est la même que précédemment et la figure II. 6 sert de base à cet effet.

Figure II. 6 : Verticale pour la discontinuité des courbes

Détermination de la courbe du mélange

Les pourcentages seront déterminés sans qu’une nouvelle analyse granulométrique ne soit

nécessaire. Le pourcentage du ciment passe à travers tous les tamis. Le pourcentage de tamisât

des granulats est calculé pour chaque tamis sur base de pourcentage de tamisât de chaque

granulat et du pourcentage de granulat dans le mélange. Le pourcentage de tamisât du mélange

est le calcul de tous ces tamisât calculés à chaque granulat. Le tableau II. 2 présente la

détermination des constituants du mélange et la figure II. 7 illustre le tracé de la courbe optimale.




25

Tableau II. 2 : Détermination des constituants du mélange

Constituant % 20 23 26 29 32 35 38 39 40 41

0.080 0.160 0.315 0.63 1.25 2.5 5.0 6.3 8 10

Ciment 13.9 15.9 15.9 15.9 15.9 15.9 15.9 15.9 15.9 15.9 15.9

Sable 39.1 0.9 3.9 11.1 23.4 35.2 39.1 39.1 39.1 39.1

Gravillon 45 2.2 4.5 9 18.0

Totaux 100.0 15.9 15.7 19.8 27.5 39.3 51.1 57.5 59.5 64.0 73.0

Constituant % 42 43 44 45 46 47 48 49 50

12.5 16 20 25 31.5 40 50 63 80

Ciment 15.9 15.9 15.9 15.9

Sable 39.1 39.1 39.1 39.1

Gravillon 45 31.5 42.1 45.0

Totaux 100.0 86.5 97.7 100.0


Figure II. 7 : Tracé de la courbe optimale




26

Si nous appliquons correctement la méthode de Josiel, la courbe trouvée doit passer

sensiblement par le point d’intersection de la courbe idéale et la verticale de Josiel.

On ne s’est préoccupé que des éléments secs ; mais le béton contient aussi de l’eau, il

nous faut alors déterminer cette quantité.

Il n’existe pas de méthode rigoureuse pour cette détermination ; il est donc nécessaire de

faire un calcul en fonction des relations empiriques :

- Petits constituants (D < 0.16 mm) :

E1= 0.23 * poids des éléments secs < 0.16 (II. 3)

- Gros éléments (D > 0.16 mm) :

𝐄𝟐 =𝐊 ∗ 𝐩𝐨𝐢𝐝𝐬 𝐝𝐞𝐬 é𝐥é𝐦𝐞𝐧𝐭𝐬 𝐬𝐞𝐜𝐬 ≥ 𝟎.𝟏𝟔

𝟏.𝟏𝟕 ∗ √𝟎.𝟏𝟔 ∗𝐃′ 𝟑 (II. 4)

S’il s’agit de passoire au lieu de tamis le coefficient 1.17 serait remplacé par 1.

Le coefficient K est tiré du tableau II. 3 :

Tableau II. 3 : Valeurs du coefficient K

Consistance du béton Granulats roulés Granulats concassés

Béton damé 0.08 0.095

Béton armé 0.09 à 0.095 0.1 à 0.11

Béton coulé 0.1 à 0.11 0.12 à 0.13


La quantité de l’eau doit être exprimée en pourcentage comme pour le ciment et les granulats,

par rapport au total des éléments secs.

𝐄 =𝐄𝟏+𝐄𝟐

𝐦𝐚𝐬𝐬𝐞 𝐝𝐞𝐬 é𝐥é𝐦𝐞𝐧𝐭𝐬 𝐬𝐞𝐜𝐬× 𝟏𝟎𝟎 (II. 5)




27

Le rapport E/C est important dans la composition du béton ; cette valeur doit se

rapprocher le plus de 0.5.

L’essai de gâchée, fournit une valeur plus précise. Il s’agit d’introduire dans une

bétonnière des quantités de constituants secs proportionnelles à ceux calculés, après leur mélange

à sec, on ajoute l’eau progressivement jusqu’à ce que la consistance voulue soit obtenue.

La quantité d’eau qui y correspond est multipliée par le facteur de réduction pour

déterminer la quantité d’eau gâchage pour 1m3.

L’expérience montre que si la valeur absolue de la différence entre la quantité réelle et la

quantité calculée est inférieure ou égale à la moitié du volume trouvé. Les résultats trouvés sont

conservé sans modification. Dans le cas contraire, les calculs sont faits avec la valeur trouvée

par l’essai de gâchage.

𝐄(%) =𝐪𝐮𝐚𝐧𝐭𝐢𝐭é 𝐫é𝐞𝐥𝐥𝐞 𝐝′𝐞𝐚𝐮 𝐠𝐚𝐜𝐡𝐚𝐠𝐞

𝐦𝐚𝐬𝐬𝐞 𝐝𝐞𝐬 é𝐥é𝐦𝐞𝐧𝐭𝐬 𝐬𝐞𝐜𝐬× 𝟏𝟎𝟎 (II. 6)

Le calcul du poids des éléments secs s’effectue en supposant connue la densité apparente du

béton.

La masse des éléments sec = masse total - masse de l’eau de gâchage ;

La masse des granulats = masse des éléments secs - masse du ciment ;

La masse de chaque granulat = % cumulé * masse des granulats.

Cette méthode donne des bétons riches en éléments fins, donc maniable, susceptibles de rester

bruts de décoffrage.

II. 2. ESSAIS SUR LES MATÉRIAUX

II. 2. 1. Le ciment

Les ciments utilisés dans la confection des différents bétons ont été conformes aux

normes NF P 15-301 et ENV 197-1 [9, 10]. Il s’agit des ciments pouzollaniques de classe CEM

IV/B 32.5 et des ciments portland composés de classe CEM II/B 32.5 dont respectivement le

ciment Hima et Nyati ainsi que le ciment Tororo, Nyiragongo, Interlac et Simba. Ces différents




28

ciments ont fait l’objet de l’essai de début de prise et de fin de prise, de consistance normale,

ainsi que de masse volumique absolue.

I. 2. 1. 1. Essai de consistance normale

L’essai de consistance normale a été réalisé à l’aide de l’appareil de Vicat équipé d’une

sonde de diamètre de 10 mm, selon la norme NF EN 196-3 [11]. Le but était de déterminer la

quantité d’eau nécessaire pour trouver la pâte à consistance normale de ciment. La consistance

normale est atteinte lorsque la distance entre l’extrémité de la sonde et le fond du moule atteint 6

± 1 mm.

II. 2. 1. 2. Essai de prise

Les essais de prise ont été fait à l’aide de l’appareil de Vicat équipé d’une aiguille selon

la norme EN 196-3 [11] avec pour objectif de déterminer le temps de début de prise, qui

correspond au moment où l’on observe une augmentation de la viscosité, ou raidissement de la

pâte, et la fin de prise qui correspond au moment où la pâte cesse d’être déformable et se

transforme en un matériau rigide.

II. 2. 1. 3. Masse volumique absolue

La masse volumique a été évaluée à partir du pycnomètre de Le Chatelier selon la norme.

Le calcul de celui-ci s’est fait par la relation II. 7.

ρabs = 𝐌

𝐕𝟐−𝐕𝟏 (II. 7)

Où : M : La masse sèche du matériau, en (g).

V1 et V2 : la lecture sur le pycnomètre de Le Chatelier graduée avant et après l'introduction

du ciment, en (ml).




29

II. 2. 2. Les granulats

Les granulats ayant intervenu dans la formulation des bétons sont des concassés obtenus

à partir de la roche naturelle basalte d’origine locale extraite de carrière de l’aéroport de Goma.

La série d’essais sur les granulats s’est résumé à la recherche des caractéristiques

granulométriques, géométriques et physiques.

II. 2. 2. 1. Analyse granulométrique par tamisage

L’analyse granulométrique des granulats est déterminée selon la norme NF P 18-560

[12], elle a été réalisée par voie sèche. L'échantillon de masse M préalablement séché dans une

étuve (105 ± 5°C) est tamisé à travers une série de tamis qui correspond pour chaque granulat.

Les masses des différents refus ont été rapportées à la masse initiale du matériau et ont

été exprimées en pourcentage. Ces pourcentages ont servi dans le traçage de la courbe

granulométrique sur un graphique comportant en ordonnée le % des refus et les mailles D en

abscisse.

II. 2. 2. 2. Caractéristiques géométriques des granulats

a. Module de finesse (MF)

Le module de finesse des sables a été déterminé selon la norme XP P 18-540 [4], et a été

calculé selon la formule (II. 8).

MF = ∑ Refus cumulés en % des tamis (0,16 - 0,315 - 0,63 - 1,25 - 2,5 - 5 mm) (II. 8)

II. 2. 2. 3. Caractéristiques physiques des granulats

a. Masse volumique apparente (ρapp)

La masse volumique apparente a été déterminée selon les normes NF P 18-554 [13] pour

les graviers et NF P 18-555 [14] pour les sables. L'essai a consisté au remplissage d’un récipient




30

vide de volume (V) du matériau sec non tassé qui a été pesé pour en déduire la masse volumique

selon la formule II. 9.

ρapp = 𝐌

𝐕 (g/cm3) (II. 9)

Où : M est la masse sèche du matériau en g

V est le volume du récipient en ml

b. Masse volumique absolue (ρabs)

La masse volumique apparente a été déterminée selon les normes NF P 18-554 [13] pour

les graviers et NF P 18-555 pour les sables [14]. La méthode qui a été utilisée est celle de

l'éprouvette graduée. Elle a consisté à mesurer la masse, par unité de volume de matière pleine

sans aucun vide entre les grains en versant une quantité connue de granulat dans une quantité

d’eau. La différence de volume rapportée à la masse du matériau a donné la masse volumique

absolue. La masse volumique est calculée selon la formule II. 10.

ρabs = 𝐌

𝐕𝟐−𝐕𝟏 (g/cm3) (II. 10)

Où : M : La masse sèche du matériau, en (g).

V1 et V2 : la lecture sur l'éprouvette graduée avant et après l'introduction du granulat, en

(ml).

c. Propreté du sable (ES)

Le degré de propreté du sable a été fourni par l’essai d’équivalent de sable (ES), selon la

norme XP P 18-597 [15], l’équivalent de sable a été déterminé selon la formule II. 11.

ES =𝐡𝟏

𝐡𝟐×100 (%) (II. 11)

Où : - h1 est la hauteur totale y compris le floculat (fines en suspension) en (cm).

- h2 est la hauteur du dépôt de sable visible en (cm).




31

II. 2. 3. Le béton frais

II. 2. 3. 1. Malaxage et vibration

Le malaxage et vibration des bétons ont été fait de manière manuelle.

II. 2. 3. 2. Essai d’ouvrabilité du béton

L’ouvrabilité du béton a été évaluée à l’aide du cône d’Abrams, conformément à la

norme NF P 18-451 [16]. L'essai a consisté à introduire le béton frais dans un moule tronconique

(D = 20, d = 10, H = 30 cm) en trois couches, où chacune a subi 25 coups de piquage à l'aide

d’une tige de 16 mm de diamètre, puis le moule a été retiré lentement et la mesure de

l'affaissement a été prélevée en (cm).

II. 2. 4. Le béton durci

L’essai réalisé sur le béton durci dans cette étude est la mesure de la résistance à la compression.

II. 2. 4. 1. Résistance à la compression

La détermination de la résistance à la compression simple des bétons s’est faite sur des

éprouvettes cylindriques, l’essai a été réalisé conformément à la norme BS 1881Ŕ partie 116

[17]. La presse est électrique à doubles manomètres et grands plateaux, ayant une capacité 5 000

kgf. Les résultats ont été obtenus par la formule (II. 12) :

RC j = 𝐅

𝐀 (MPa) (II. 12)

Où : - F est la force qui agit sur l’éprouvette en Newton

- A est la section de l’éprouvette en mm

II. 3. CONCLUSION PARTIELLE

Ce deuxième chapitre présente la méthode de formulation de Bolomey qui a été utilisée

dans la confection des éprouvettes cylindriques de béton 16 * 32 cm, les différents essais qui ont

été effectués sur les matériaux (ciments, sable et gravier) ainsi que ceux effectués sur le béton

frai et durci.




32

Chapitre troisième

PRESENTATION ET ANALYSE DES RESULTATS

Ce chapitre présente les résultats des essais auxquels ont été soumis les différents

matériaux entrant dans la formulation des bétons ainsi que les diverses formulations des bétons

issus des différents ciments à différents dosages, leurs analyses ainsi que leurs comparaisons aux

exigences de normes considérées.

III. 1. RESULTATS OBTENUS SUR LES CIMENTS

Les tableaux III. 1, III. 2 et III. 3 reprennent les résultats des essais sur les ciments.

III. 1. 1. Essai de consistance

Tableau III. 1 : Résultats de l’essai de consistance

Marques de ciments Quantité d’eau en %

Nyiragongo 27.3

Hima 35

Simba 31

Interlac 33.3

Nyati 37.6

Tororo 28.6

A la lecture du tableau III. 1, le ciment Nyati requiert plus d’eau par rapport aux cinq

autres, soit 37.6 %, alors que le ciment Nyiragongo requiert moins d’eau (27,3%) pour avoir la

même pâte.




33

III. 1. 2. Essai de prise

Le tableau III. 2 présente les temps de début et de fin de prise des différents ciments

obtenue sur des pâtes à consistance normale.

Tableau III. 2 : Résultats de l’essai de prise

Marques de ciments Début de prise Fin de prise

Nyiragongo 4h 20min 25sec 6h 10min 15sec

Hima 4h 33min 33sec 6h 20min 10sec

Simba 3h 45min 15sec 5h 17min 40sec

Interlac 5h 24min 30sec 6h 31min 10sec

Nyati 2h 08min 05sec 3h 23min 45sec

Tororo 3h 15min 40sec 4h 20min 50sec

Le tableau III. 2 montre que le ciment Nyati connait un début de prise rapide (2h 08min.

05sec), suivi du ciment Tororo dont la prise commence à 3h 15min 40sec sur les six ciments

ayant fait l’objet de la présente étude, seul ces deux ciments ont un temps de début de prise

compris entre 1h et 3h 30min.

III. 1. 3. Masse volumique absolue

Les masses volumiques des ciments obtenus sont reprises dans le tableau III. 3

Tableau III. 3 : Résultats des masses volumiques des ciments

Marques de ciments Masse volumique absolue en g/cm3

Nyiragongo 2.997

Hima 2.916

Simba 2.952

Interlac 2.918

Nyati 2.891

Tororo 2.977




34

A la lecture du tableau III. 3, le ciment Nyiragongo à la masse volumique la plus élevée

de 2.997, alors que le ciment Nyati présente la moindre des masses volumiques parmi les six

manufactures qui est de 2.891. Il est clair que tous les ciments ont une masse volumique qui

avoisine à la masse volumique de référence de 3.1 g/cm3.

III. 2. RESULTATS DES ESSAIS SUR LES GRANULATS

III. 2. 1. Analyse granulométrique par tamisage

L’annexe 1 présente la répartition granulométrique du sable concassé issu de la roche

basalte. La figure III. 1 quant à elle présente sa composition granulométrique.

Figure III. 1 : Courbe granulométrique du sable concassé

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

TAM

ISA

TS (

%)

TAMIS (MM)

C O M P O S I T I O N G R A N U LO M É T R I Q U E S A B L E C O N C A S S É




35

La figure III. 1 montre que la concavité de la courbe granulométrique du sable concassé

est vers le haut, indiquant que ce sable est grossier, de classe 0/4 avec une granulométrie étalée

(Cu = 10), mal graduée (Cz = 0.99).

III. 2. 2. Module de finesse

La valeur du module de finesse de ce sable est de 2.76, (valeur comprise entre 2,2 et 2,8)

ce qui atteste ainsi que sa granulométrie est convenable pour la confection des bétons.

III. 2. 3. Masses volumiques

Le tableau III. 4 présente les masses volumiques absolues et apparentes du sable et des

gravillons.

Tableau III. 4 : Masses volumiques absolues et apparentes des granulats

Matériaux Masse volumique absolue en g/cm3 Masse volumique apparente en g/cm3

Sable concassé 2.61 1.67

Gravier concassé 2.59 1.35

La lecture du tableau III. 4 révèle que la masse volumique absolue du sable concassé et

des graviers concassés sont respectivement de 2.61 g/cm3 et 2.59 g/cm3 tandis que leurs masses

volumiques apparentes sont respectivement de 1.67 et 1.35 g/cm3. Ainsi, les granulats répondent

à la condition de la méthode de BOLOMEY selon laquelle la masse volumique absolue doit être

comprise entre 2.5 et 2.7 g/cm3.

III. 2. 4. Degré de propreté

La fiche d’équivalent de sable en annexe atteste que celui-ci est de 90.1%. Par

conséquent, ce sable est très propre et convient à la formulation des bétons.




36

III. 3. FORMULATION DES BETONS

III. 3. 1. Dosage en divers éléments

Le tableau III. 5 présente les dosages en divers éléments entre autres le sable, le gravier

ainsi que l’eau obtenus à partir de la méthode de Bolomey.

Tableau III. 5 : Dosage en divers constituants

N°

TYPE CIMENT

DOSAGE 350 Kg/m3 DOSAGE 400 Kg/m3

Constituants Dosage

(kg/m3)

Rapport

E/C

Constituants Dosage

(kg/m3)

Rapport

E/C

1

Ciment

Nyiragongo

Sable 1263

0.65

Sable 1202

0.59 Gravier 452 Gravier 448

Eau 226 Eau 236

2

Ciment Hima

Sable 1219

0.71

Sable 1075


Eau 249 Eau 313

3

Ciment Tororo

Sable 1273

0.63

Sable 1150


Eau 220 Eau 268

4

Ciment Simba

Sable 1217

0.72

Sable 1168


Eau 253 Eau 255

5

Ciment Nyati

Sable 1223

0.70

Sable 1097


Eau 246 Eau 298

6

Ciment Interlac

Sable 1238

0.68

Sable 1187


Eau 238 Eau 241




37

La lecture du tableau III. 5 prouve qu’au même dosage, le rapport E/C varie ainsi que la

quantité du sable et des graviers. Néanmoins, le passage du dosage 350 kg/m3 à 400 kg/m3 influe

sur la quantité des granulats ainsi que sur le rapport E/C.

III. 3. 2. Ouvrabilité du béton

Le tableau III. 6 présente les différentes valeurs d’affaissement au cône d’Abrams obtenu

pour les différents bétons confectionnés.

Le tableau III. 6 : Valeurs d’affaissement au cône d’Abrams

N° MARQUE DE

CIMENT

Affaissement au dosage

350 kg/m3 en cm

Affaissement au dosage

400 kg/m3 en cm

1 Ciment Nyiragongo 6.7 7.4

2 Ciment Hima 7.3 7

3 Ciment Tororo 7.5 6.8

4 Ciment Simba 7.3 6.9

5 Ciment Nyati 7.3 6.9

6 Ciment Interlac 7.1 7.5

A partir du tableau III. 6 on constate que les bétons formulés aux différents dosages ont

un affaissement compris entre 5 et 9 cm et par conséquent sont des bétons plastiques destinés à la

construction des semelles coffrées, murs de soutènement, planchers, dallage, poutre, poteau,

voile. Néanmoins, le ciment Nyiragongo et interlac présente une particularité selon laquelle le

passage de dosage 350 à 400 connait un accroissement de l’affaissement alors que les autres

ciments ont un comportement contraire à celui-ci.




38

III. 3. 3. Résistance en compression

Les valeurs de la résistance en compression des éprouvettes des bétons formulés à l’aide

de la méthode de Bolomey sont présentées dans le tableau III. 7.

Tableau III. 7 : Résistance en compression des éprouvettes cylindriques de béton de

dimensions 16 * 32 cm

N° MARQUE DE

CIMENT

fc28 (MPa) au dosage

350 kg/m3

fc28 (MPa) au dosage

400 kg/m3

1 Ciment Nyiragongo 14.5 16.2

2 Ciment Hima 17 26.2

3 Ciment Tororo 27.6 30.4

4 Ciment Simba 18.9 27.1

5 Ciment Nyati 25.3 28.7

6 Ciment Interlac 18.4 20.2

Le tableau III. 7 présentes les différentes résistances en compression des différents bétons

dosés à 350 et 400 kg/m3. Nous constatons que le béton à base du ciment Tororo offre une

résistance de 27.6 MPa au dosage 350 kg/m3 et 30.4 MPa au dosage 400 kg/m3. Vient ensuite le

béton à base du ciment Nyati avec les résistances 25.3 MPa et 28.7 MPa respectivement au

dosage 350 kg/m3 et 400 kg/m3. Ces deux ciments correspondants offrent des meilleures

résistances des bétons puisque les résistances de ces derniers se situent dans l’intervalle de 20 à

40 MPa (résistances usuelles).

III. 4. CONCLUSION PARTIELLE

Au dosage de 350 kg/m3 les ciments Tororo et Nyati permettent d’obtenir des bétons de

plus grandes résistances, atteignant et excédant la valeur usuelle de 20MPa. A un dosage de 400

kg/m3 tous les ciments étudiés permettent d’obtenir des résistances de béton de cette valeur.




39

CONCLUSION GENERALE

Le présent travail s’est articulé sur l’étude des bétons à base des différents ciments

disponibles dans la ville de Goma en vue de leur meilleure utilisation dans la construction de

celle-ci. Pour arriver aux résultats escomptés, les différents ciments à l’instar du ciment Hima,

Nyiragongo, Nyati, Simba, Interlac et Tororo ont été soumis aux essais de caractérisation

physique. Ceux-ci ont révélé que ces différents ciments sont conformes à la norme NF P 15-301

[18].

Les éprouvettes cylindriques de béton de dimension 16 * 32 cm ont été confectionnées

par la méthode de Bolomey, celles-ci ont été écrasées après 28 jours d’immersion dans l’eau. Les

résultats obtenus ont prouvé qu’à un dosage de 350 kg/m3 seuls les bétons confectionnés avec les

ciments Tororo et Nyati ont offert une résistance se trouvant dans la plage de 20 à 40 MPa soit

respectivement de 27.6 MPa et 25.3 MPa. Dosés à 400 kg/m3, tous les bétons ont atteint des

valeurs comprises entre 20 et 40 MPa à l’exception de celui confectionné au ciment Nyiragongo.

Partant de cette observation, il s’en suit qu’à dosage identique en divers constituants, les

bétons fabriqués à base des ciments de Tororo et Nyati offrent des meilleures résistances en

compression à 28 jours. Ces ciments peuvent donc être utilisés pour la confection des bétons

pour la réalisation des éléments porteurs (semelles, colonnes, poutres). Les bétons confectionnés

à base des ciments Simba, Interlac, Hima et Nyiragongo ont offert des résistances moindres que

ceux fabriqués à base les deux premiers. Il s’en suit que l’utilisation de ces derniers dans la

confection des bétons pour éléments porteurs nécessiterait la prise des mesures complémentaires

telles que l’utilisation d’adjuvants permettant l’amélioration de la résistance des bétons

confectionnés.

La présente étude s’est étendue juste sur les bétons dosés à 350 kg/m3 et 400 kg/m3 et n’a

pas pu considérer d’autres dosages suite aux différentes difficultés. Il n’a pas pris également en

considération le ciment Twiga à cause de sa rareté sur le marché.

Nous ne pouvons pas prétendre étudier ou terminer tous les aspects liés aux propriétés

des bétons formulés à base de granulats concassés et différents ciments de la ville de Goma. Des

études futures pourraient s’intéresser aux mêmes études que le présent travail, mais en




40

envisageant l’association des adjuvants pour l’amélioration des résistances des bétons

confectionnés. De même, des études en vue de l’utilisation des ciments de classe 42.5 restent à

envisager.




41

BIBLIOGRAPHIE

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Sciences et Technologies appliquées, ULPGL, 2015-2016, 58p ;

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polytechnique, UNIKIN, décembre 2010 ;

3. Jean FESTA, Georges DREUX, Nouveau guide du béton et de ses constituants, EYROLLES,

8ème Edition 1998, 418p ;

4. Norme Française XP P 18-540, Granulats-Définitions, conformité, spécifications, indice de

classement : P 15-540, 1997 ;

5. A. M. NEVILLE, Propriétés des bétons, traduit par le CRIB, EYROLLES, 2000, 806p ;

6. François NGAPGUE, Cours de béton armé I, cours inédit, Faculté des Sciences et

Technologies appliquées, ULPGL, 2014-2015, 57p ;

7. GHOMARI Fouad, Cours de matériaux de construction, Faculté de technologie, département

de génie civil, université ABOUBEKR BELKAID, 55p ;

8. Norme Française P 18-553, Granulats-Préparation d’un échantillon pour essai, AFNOR,

1990 ;

9. Norme Française P 15-301, Liants hydrauliques-Définitions, classification et spécifications

des ciments, AFNOR, 1994 ;

10. Norme Française EN 197-1, Ciment-Partie 1 : composition, spécifications et critères de

conformité des ciments courants, AFNOR, 2001 ;

11. Norme européenne EN 196-3, Méthodes d’essai des ciments, partie 3 : Détermination du

temps de prise et de la stabilité, AFNOR Tome 3, 1995 ;

12. Norme Française P 18-560, Granulats-Analyse granulométrique par tamisage, AFNOR,

1990 ;

13. Norme Française P 18-554, Granulats-Mesures des masses volumiques, de la porosité, du

coefficient d’absorption et de la teneur en eau des gravillons et cailloux, AFNOR, 1990 ;

14. Norme Française P 18-555, Granulats-Mesures des masses volumiques, de la porosité, du

coefficient d’absorption et de la teneur en eau du sable, AFNOR, 1990 ;

15. Norme Française XP P 18-597, Granulats-Détermination de la propreté des sables :

équivalent de sable à 10 % de fines, AFNOR, 1990 ;




42

16. Norme Française P 18-451, Béton frais essai d’affaissement au cône, Béton et constituants

du béton, T2 ciment et chaux, recueil de normes françaises AFNOR, 1990 ;

17. Britisch Standard, 1881-BS, partie 116, 1983 ;

18. Norme Française NF P 15-301, Liants hydrauliques-ciments courants-composition,

spécifications et critères de conformité, AFNOR, 1994 ;

19. François NGAPGUE, Cours de mécanique des sols, cours inédit, Faculté des Sciences et

Technologies appliquées, ULPGL, 2014-2015, 55p ;

20. HANGI KIBIRITI Bienvenu, Etudes des constituants et analyse des méthodes en vue de la

composition des bétons dans la ville de Goma, Mémoire, Faculté des Sciences et

Technologies appliquées, ULPGL, 2013-2014 ;

21. DUPAIN R., LANCHON R., SAINT-ARROMAN JC, Granulats, sols, ciments et bétons,

CASTEILLA, 1995, 236p ;

22. Georges DREUX, Nouveau guide du béton, EYROLLES, 3ème Edition 1981, 155p ;

23. Norme Française P 18-558, Granulats : Détermination de la masse volumique absolue des

fines, AFNOR, 1990.




I

ANNEXES




II

ANNEXE 1 : ESSAI SUR LES CIMENTS

1. Essai de consistance normale

Marques de

ciments

Quantité d’eau en % Quantité d’eau en g Affaissement (mm)

Nyiragongo 27.3 136.5 6

Hima 35 175 6

Simba 31 155 6

Interlac 33.3 166.5 6

Nyati 37.6 188 6

Tororo 28.6 143 6

2. Essai de prise

Marques de ciments Nyiragongo Hima Simba Interlac Nyati Tororo

Début de l’essai 9h 20’ 9h 55’ 7h 55’ 7h 37’ 10h 05’ 9h 05’

Fin du malaxage 9h 25’ 10h 00’ 7h 60’ 7h 42’ 10h 10’ 9h 10’

Début de prise 13h 40’25’’ 14h 28’38’’ 11h 40’15’’ 13h 01’30’’ 12h 13’05’’ 12h 20’40’’

Fin de prise 15h 10’15’’ 16h 15’10’’ 12h 57’40’’ 14h 08’10’’ 13h 28’45’’ 13h 25’ 50’’

Temps du début de prise 4h 20’25’’ 4h 33’33’’ 3h 45’15’’ 5h 24’30’’ 2h 08’05’’ 3h 15’40’’

Temps de la fin de prise 6h 10’15’’ 6h 20’10’’ 5h 17’40’’ 6h 31’10’’ 3h 23’45’’ 4h 20’ 50’’




III

3. Masse volumique absolue

MARQUE DE CIMENTS DESIGNATION VALEURS

Nyiragongo

Masse sans échantillon de ciment (g) 332.21

Masse avec échantillon de ciment (g) 382.86

Volume initial du benzène (cm3) 0.3

Volume final (cm3) 17.2

Masse spécifique (g/cm3) 2.997

Hima






Simba






Interlac






Nyati






Tororo



Volume initial du benzène (cm3) 0






IV

ANNEXE 2 : ESSAI SUR LES GRANULATS

1. Compositions granulométriques du sable concassé 0/4

N° TAMIS OUVERTURE (mm) REFUS CUMULES TAMISE REMARQUE

ASTM AFNOR ASTM AFNOR (g) % %

3’’ 50 76.2 80

12/2’’ 49 63.5 63

2’’ 48 50.8 50

11/2’’ 47 38.1 40

11/4’’ 46 31.7 31.5

1’’ 45 25.4 25

3/4’’ 44 19.1 20

2/3’’ 43 16.9 16

1/2’’ 42 12.7 12.5

3/8’’ 41 9.52 10

1/3’’ 40 7.93 8

1/4’’ 39 6.35 6.3 0 0 100

3/16’’ 38 4.76 5 12 1 99

5 37 4 4 62 5 95

6 36 3.36 3.15 187 15 85

8 35 2.38 2.5 362 29 71

10 34 2 2 462 37 63

12 33 1.68 1.6 575 46 54

16 32 1.19 1.25 662 53 47

18 31 1 1 749 60 40

20 30 0.84 0.8 812 65 35

30 29 0.59 0.63 887 71 29

35 28 0.5 0.5 949 76 24

40 27 0.4 0.4 1 011 81 19

50 26 0.315 0.315 1 049 84 16

60 25 0.25 0.25 1 087 87 13

70 24 0.2 0.2 1 124 90 10

100 23 0.16 0.16 1 162 93 7

120 22 0.125 0.125 1 186 95 5

140 21 0.1 0.1 1 124 98 2

200 20 0.08 0.08 1 250 100 0




V

2. Compositions granulométriques du gravier concassé 5/15

N° TAMIS OUVERTURE (mm) REFUS CUMULES TAMISE REMARQUE

ASTM AFNOR ASTM AFNOR (g) % %

3’’ 50 76.2 80

12/2’’ 49 63.5 63

2’’ 48 50.8 50

11/2’’ 47 38.1 40

11/4’’ 46 31.7 31.5

1’’ 45 25.4 25

3/4’’ 44 19.1 20 0 0 100

2/3’’ 43 16.9 16 644 19 81

1/2’’ 42 12.7 12.5 1 850 54 46

3/8’’ 41 9.52 10 2 841 83 17

1/3’’ 40 7.93 8 3 093 90 10

1/4’’ 39 6.35 6.3 3 304 96 4

3/16’’ 38 4.76 5 3 422 99 1

5 37 4 4 3 440 100 0

6 36 3.36 3.15

8 35 2.38 2.5

10 34 2 2

12 33 1.68 1.6

16 32 1.19 1.25

18 31 1 1

20 30 0.84 0.8

30 29 0.59 0.63

35 28 0.5 0.5

40 27 0.4 0.4

50 26 0.315 0.315

60 25 0.25 0.25

70 24 0.2 0.2

100 23 0.16 0.16

120 22 0.125 0.125

140 21 0.1 0.1

200 20 0.08 0.08




VI

3. Courbe granulométrique du sable concassé 0/4

Figure 1 : Courbe granulométrique du sable concassé 0/4

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

TAM

ISA

TS (

%)

TAMIS (MM)

C O M P O S I T I O N G R A N U LO M É T R I Q U E S A B L E C O N C A S S É




VII

4. Courbe granulométrique du gravier concassé 5/15

Figure 2 : Courbe granulométrique du gravier concassé 5/15

5. Masse volumique absolue du sable concassé 0/4

N° Désignation I II III

1 Masse échantillon avant essai (g) 300 300 300

2 Volume d’eau initial (cm3) 200 200 200

3 Volume final (cm3) 315 315 315

4 Masse spécifique (g/cm3) 2.61 2.61 2.61

5 Moyenne 2.61

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

4 5 6.3 8 10 12.5 16 20

TAM

ISA

TS (

%)

TAMIS (MM)

C O MPO S I TI ON GR A N U L O ME TR IQ UE GR AVI E R

C O N C A S SE




VIII

6. Masse volumique absolue du gravier concassé 5/15

7. Masse volumique apparente du sable concassé 0/4


1 Masse échantillon (g) 333.4 333.4 333.4

2 Volume (cm3) 200 200 200


4 Moyenne 1.67

8. Masse volumique apparente du gravier concassé 5/15


1 Masse échantillon (g) 270.1 270.1 270.1

2 Volume (cm3) 200 200 200


4 Moyenne 1.35


1 Masse échantillon avant essai (g) 300 300 300

2 Volume d’eau initial (cm3) 200 200 200

3 Volume final (cm3) 316 316 316


5 Moyenne 2.59




IX

9. Equivalent de sable

Temps de versement

Début agitation

Fin agitation

Temps de lecture

10h 15’

10h 25’

10h 25’ 30’’

10h 46’

Mesures

H1 (cm)

H2 (cm)

ES (%)

11.2

10.2

90.1

H2′ (cm)

ES (%)

9.8

87.5




X

ANNEXE 3 : FORMULATION DES BETONS PAR APPLICATION NUMERIQUE

- DOSAGE 350 kg/m3

CIMENT NYIRAGONGO

1. Dosage en ciment

Pour 1 m3 de béton on a :

Masse du ciment : 350 kg

Masse totale des éléments secs : 2 200 kg (hypothèse)

C% =Dosage

Masse totale des éléments secs∗ 100

C% =350

2 200∗ 100 = 15.9 %

Le squelette granulaire du béton donne : S + C = 78 % et G = 22 %

D’où le sable est 62.1 % (78 % – 15.9 %)

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 350 kg

Sable fin : la courbe d’AG indique qu’il y a 8 % de 2 200 donc 176 kg

Le total est 526 kg (350 + 176)

Le total à mouiller est 121 kg (526 * 0.23)

b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm

Poids total des éléments secs : 2 200 kg

Dont inférieurs à 0.16 : 526 kg

Restent supérieurs ou égaux à 0.16 mm : 1 674 kg (2 200 - 526)

Donc eau =0.1 ∗1 674

1.17∗ √0.16∗203 = 97 kg




XI

Soit au total 218 kg (121 + 97)

3. Pourcentage eau

E % =218

2 200∗ 100 = 9.9 %

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Ma

sse

volu

miq

ue

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solu

e

Com

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poid

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Ma

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miq

ue

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pare

nte

Com

posi

tion

en

Volu

me

ap

pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 15.9 2.997 5.3

2.31

14.47 334.25 1 334.25

S 62.1 2.6 23.88 56.49 1304.54 1.67 781.16

G 22 2.59 8.49 20.02 462.22 1.35 342.39

E 9.9 1 9.9 9.02 208.26 1 208.26

TOTAUX 109.9 47.6 100 2309.28




XII

4. Détermination de la quantité réelle d’eau de gâchage

Cette détermination a été effectuée sur une quantité d’ 1/100 m3 de béton

Nous avions pesé préalablement 5 kg d’eau

Il en est resté 2.6 kg

Il a fallu pour 1/100 m3 de béton 2.4 kg d’eau (5 – 2.6)

Il faut donc pour 1 m3 : 2.4 * 100 = 240 kg d’eau

Donc E % =240

2 166.76∗ 100 = 11 %

Le pourcentage en ciment : C% =350

2 166.76∗ 100 = 16.5 %

On a alors le nouveau tableau :

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

e volu

miq

ue

ab

solu

e

Com

posa

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Com

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en

poid

s

Mass

e volu

miq

ue

ap

pare

nte

Com

posi

tion

en

Volu

me

ap

pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 16.5 2.997 5.37

2.28

14.89 350 1 350

S 61.5 2.6 23.64 55.37 1263 1.67 756

G 22 2.59 8.49 19.82 452 1.35 335

E 11 1 11 9.91 226 1 226

TOTAUX 111 48.67 100 2291




XIII

CIMENT HIMA

1. Dosage en ciment




C% =Dosage


C% =350

2 200∗ 100 = 15.9 %


D’où le sable est 62.1 % (78 % – 15.9 %)

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 350 kg


Le total est 526 kg (350 + 176)


b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm




Donc eau =0.1 ∗1 674

1.17∗ √0.16∗203 = 97 kg





XIV

3. Pourcentage eau

E % =218

2 200∗ 100 = 9.9 %

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

e volu

miq

ue

ab

solu

e

Com

posa

nts

en

vale

ur

ab

solu

e

Mass

e volu

miq

ue

du

bét

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Poid

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%

Com

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tion

en

poid

s

Mass

e volu

miq

ue

ap

pare

nte

Com

posi

tion

en

Volu

me

ap

pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 15.9 2.916 5.46

2.30

14.47 333.22 1 333.22

S 62.1 2.6 23.88 56.49 1300.51 1.67 778.75

G 22 2.59 8.49 20.02 460.8 1.35 341.33

E 9.9 1 9.9 9.02 207.62 1 207.62

TOTAUX 109.9 47.74 100 2302.14







Donc E % =265

2 111.31∗ 100 = 12.55 %


2 111.31∗ 100 = 16.57 %




XV

On a alors le nouveau tableau : C

om

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

e volu

miq

ue

ab

solu

e

Com

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Mass

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Poid

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%

Com

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en

poid

s

Mass

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miq

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ap

pare

nte

Com

posi

tion

en

Volu

me

ap

pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 16.58 2.916 5.68

2.24

14.73 350 1 350

S 61.42 2.6 23.62 54.57 1219 1.67 730

G 22 2.59 8.49 19.55 436 1.35 324

E 12.55 1 12.55 11.15 249 1 249

TOTAUX 112.55 50.35 100 2254

CIMENT TORORO

1. Dosage en ciment




C% =Dosage


C% =350

2 200∗ 100 = 15.9 %


D’où le sable est 62.1 % (78 % – 15.9 %)




XVI

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 350 kg


Le total est 526 kg (350 + 176)


b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm




Donc eau =0.1 ∗1 674

1.17∗ √0.16∗203 = 97 kg


3. Pourcentage eau

E % =218

2 200∗ 100 = 9.9 %




XVII

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

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miq

ue

ab

solu

e

Com

posa

nts

en

vale

ur

ab

solu

e

Mass

e volu

miq

ue

du

bét

on

Poid

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%

Com

posi

tion

en

poid

s

Mass

e volu

miq

ue

ap

pare

nte

Com

posi

tion

en

Volu

me

ap

pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 15.9 2.977 5.34

2.31

14.47 334 1 334

S 62.1 2.6 23.88 56.49 1303.56 1.67 780.58

G 22 2.59 8.49 20.02 461.88 1.35 342.13

E 9.9 1 9.9 9.02 208.1 1 208.1

TOTAUX 109.9 47.63 100 2307.55







Donc E % =225

2 115.43∗ 100 = 10.6 %


2 115.43∗ 100 = 16.55 %





XVIII

Com

posa

nts

Com

posa

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en

poid

s

Mass

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miq

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Com

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Mass

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Com

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Mass

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Com

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Volu

me

ap

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nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 16.55 2.977 5.56

2.29

14.96 350 1 350

S 61.45 2.6 23.64 55.57 1273 1.67 762

G 22 2.59 8.49 19.89 456 1.35 337

E 10.6 1 10.6 9.58 220 1 220

TOTAUX 110.6 48.29 100 2299

CIMENT SIMBA

1. Dosage en ciment




C% =Dosage


C% =350

2 200∗ 100 = 15.9 %


D’où le sable est 62.1 % (78 % – 15.9 %)




XIX

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 350 kg


Le total est 526 kg (350 + 176)


b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm




Donc eau =0.1 ∗1 674

1.17∗ √0.16∗203 = 97 kg


3. Pourcentage eau

E % =218

2 200∗ 100 = 9.9 %




XX

Com

posa

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Com

posa

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poid

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Mass

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miq

ue

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solu

e

Com

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vale

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Mass

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miq

ue

du

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Poid

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%

Com

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en

poid

s

Mass

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miq

ue

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pare

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Com

posi

tion

en

Volu

me

ap

pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 15.9 2.952 5.39

2.31

14.47 334 1 334

S 62.1 2.6 23.88 56.49 1302.32 1.67 779.84

G 22 2.59 8.49 20.02 461.44 1.35 341.81

E 9.9 1 9.9 9.02 207.9 1 207.9

TOTAUX 109.9 47.63 100 2305.36







Donc E % =270

2 113.76∗ 100 = 12.77 %


2 113.76∗ 100 = 16.56 %





XXI

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

e volu

miq

ue

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Com

posa

nts

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vale

ur

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Mass

e volu

miq

ue

du

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%

Com

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en

poid

s

Mass

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miq

ue

ap

pare

nte

Com

posi

tion

en

Volu

me

ap

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nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 16.56 2.952 5.61

2.23

14.68 350 1 350

S 61.44 2.6 23.63 54.48 1217 1.67 728

G 22 2.59 8.49 19.51 436 1.35 323

E 12.77 1 12.77 11.32 253 1 253

TOTAUX 112.77 50.5 100 2256

CIMENT INTERLAC

1. Dosage en ciment




C% =Dosage


C% =350

2 200∗ 100 = 15.9 %


D’où le sable est 62.1 % (78 % – 15.9 %)




XXII

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 350 kg


Le total est 526 kg (350 + 176)


b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm




Donc eau =0.1 ∗1 674

1.17∗ √0.16∗203 = 97 kg


3. Pourcentage eau

E % =218

2 200∗ 100 = 9.9 %




XXIII

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

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miq

ue

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e

Com

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e

Mass

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miq

ue

du

bét

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Com

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en

poid

s

Mass

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miq

ue

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pare

nte

Com

posi

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en

Volu

me

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pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 15.9 2.918 5.45

2.30

14.47 333 1 333

S 62.1 2.6 23.88 56.49 1300.61 1.67 778.81

G 22 2.59 8.49 20.02 460.83 1.35 341.36

E 9.9 1 9.9 9.02 207.63 1 207.63

TOTAUX 109.9 47.74 100 2302.32







Donc E % =250

2 111.44∗ 100 = 11.8 %


2 111.44∗ 100 = 16.58 %





XXIV

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

e volu

miq

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e

Com

posa

nts

en

vale

ur

ab

solu

e

Mass

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miq

ue

du

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%

Com

posi

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en

poid

s

Mass

e volu

miq

ue

ap

pare

nte

Com

posi

tion

en

Volu

me

ap

pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 16.58 2.918 5.68

2.25

14.83 350 1 350

S 61.42 2.6 23.62 54.94 1238 1.67 742

G 22 2.59 8.49 19.68 444 1.35 329

E 11.8 1 11.8 10.55 238 1 238

TOTAUX 111.8 49.6 100 2270

CIMENT NYATI

1. Dosage en ciment




C% =Dosage


C% =350

2 200∗ 100 = 15.9 %


D’où le sable est 62.1 % (78 % – 15.9 %)




XXV

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 350 kg


Le total est 526 kg (350 + 176)


b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm




Donc eau =0.1 ∗1 674

1.17∗ √0.16∗203 = 97 kg


3. Pourcentage eau

E % =218

2 200∗ 100 = 9.9 %




XXVI

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

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ue

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Com

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Mass

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%

Com

posi

tion

en

poid

s

Mass

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miq

ue

ap

pare

nte

Com

posi

tion

en

Volu

me

ap

pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 15.9 2.891 5.5

2.30

14.47 333 1 333

S 62.1 2.6 23.88 56.49 1299.23 1.67 777.98

G 22 2.59 8.49 20.02 460.34 1.35 340.99

E 9.9 1 9.9 9.02 207.41 1 207.41

TOTAUX 109.9 47.79 100 2299.87





Il a fallu pour 1/100 m3 de béton 2.61 kg d’eau (5 –2.39)


Donc E % =261

2 109.57∗ 100 = 12.37 %


2 109.57∗ 100 = 16.59 %





XXVII

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

e volu

miq

ue

ab

solu

e

Com

posa

nts

en

vale

ur

ab

solu

e

Mass

e volu

miq

ue

du

bét

on

Poid

s en

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Com

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1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 16.59 2.891 5.74

2.24

14.76 350 1 350

S 61.41 2.6 23.62 54.65 1223 1.67 732

G 22 2.59 8.49 19.58 438 1.35 324

E 12.37 1 12.37 11.01 246 1 246

TOTAUX 112.37 50.22 100 2257

- DOSAGE 400 kg/m3

CIMENT NYIRAGONGO

1. Dosage en ciment




C% =Dosage


C% =400

2 200∗ 100 = 18.18 %


D’où le sable est 59.82 % (78 % – 18.18 %)




XXVIII

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 400 kg


Le total est 576 kg (400 + 176)

Le total à mouiller est 132.5 kg (526 * 0.23)

b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm




Donc eau =0.1 ∗1 624

1.17∗ √0.16∗203 = 94.2 kg

Soit au total 226.7 kg (132.5 + 94.2)

3. Pourcentage eau

E % =226.7

2 200∗ 100 = 10.3 %




XXIX

Com

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nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 18.18 2.997 6.07

2.30

16.48 379.8 1 379.8

S 59.82 2.6 23.01 54.23 1249.57 1.67 748.24

G 22 2.59 8.49 19.95 459.57 1.35 340.42

E 10.3 1 10.3 9.34 215.23 1 215.23

TOTAUX 110.3 47.87 100 2304.17







Donc E % =245

2 109.13∗ 100 = 11.6 %


2 109.13∗ 100 = 18.97 %





XXX

Com

posa

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Com

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Com

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Volu

me

ap

pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 18.97 2.997 6.33

2.27

16.99 400 1 400

S 59.03 2.6 22.71 52.9 1202 1.67 720

G 22 2.59 8.49 19.71 448 1.35 332

E 11.6 1 11.6 10.39 236 1 236

TOTAUX 111.6 49.13 100 2286

CIMENT HIMA

1. Dosage en ciment




C% =Dosage


C% =400

2 200∗ 100 = 18.18 %


D’où le sable est 59.82 % (78 % – 18.18 %)




XXXI

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 400 kg


Le total est 576 kg (400 + 176)


b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm




Donc eau =0.1 ∗1 624

1.17∗ √0.16∗203 = 94.2 kg

Soit au total 226.7 kg (132.5 + 94.2)

3. Pourcentage eau

E % =226.7

2 200∗ 100 = 10.3 %




XXXII

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

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miq

ue

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e

Com

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Com

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me

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nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 18.18 2.916 6.24

2.30

16.48 378.47 1 378.47

S 59.82 2.6 23.01 54.23 1245 1.67 745.62

G 22 2.59 8.49 19.95 458 1.35 339.23

E 10.3 1 10.3 9.34 214 1 214

TOTAUX 110.3 48.04 100 2296







Donc E % =361

2 103.14∗ 100 = 17.16 %


2 103.14∗ 100 = 19.02 %





XXXIII

Com

posa

nts

Com

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nts

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poid

s

Mass

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Com

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Com

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tion

en

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me

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nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 19.02 2.916 6.52

2.14

16.23 400 1 400

S 58.98 2.6 22.68 52.34 1075 1.67 644

G 22 2.59 8.49 18.78 401 1.35 297

E 17.16 1 17.16 14.65 313 1 313

TOTAUX 117.16 54.86 100 2189

CIMENT TORORO

1. Dosage en ciment




C% =Dosage


C% =400

2 200∗ 100 = 18.18 %


D’où le sable est 59.82 % (78 % – 18.18 %)




XXXIV

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 400 kg


Le total est 576 kg (400 + 176)


b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm




Donc eau =0.1 ∗1 624

1.17∗ √0.16∗203 = 94.2 kg

Soit au total 226.7 kg (132.5 + 94.2)

3. Pourcentage eau

E % =226.7

2 200∗ 100 = 10.3 %




XXXV

Com

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Com

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Com

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me

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nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 18.18 2.977 6.12

2.30

16.48 379.48 1 379.48

S 59.82 2.6 23.01 54.23 1248.5 1.67 747.6

G 22 2.59 8.49 19.95 459.2 1.35 340.13

E 10.3 1 10.3 9.34 215 1 215

TOTAUX 110.3 47.91 100 2302.2







Donc E % =290

2 107.68∗ 100 = 13.76 %


2 107.68∗ 100 = 18.98 %





XXXVI

Com

posa

nts

Com

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en

poid

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Mass

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Com

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Com

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en

poid

s

Mass

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miq

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Com

posi

tion

en

Volu

me

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pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 18.98 2.977 6.37

2.22

16.68 400 1 400

S 59.02 2.6 22.7 51.88 1150 1.67 689

G 22 2.59 8.49 19.34 429 1.35 317

E 13.76 1 13.76 12.1 268 1 268

TOTAUX 113.76 51.33 100 2247

CIMENT SIMBA

1. Dosage en ciment




C% =Dosage


C% =400

2 200∗ 100 = 18.18 %


D’où le sable est 59.82 % (78 % – 18.18 %)




XXXVII

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 400 kg


Le total est 576 kg (400 + 176)


b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm




Donc eau =0.1 ∗1 624

1.17∗ √0.16∗203 = 94.2 kg

Soit au total 226.7 kg (132.5 + 94.2)

3. Pourcentage eau

E % =226.7

2 200∗ 100 = 10.3 %




XXXVIII

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

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miq

ue

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solu

e

Com

posa

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Mass

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Com

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Volu

me

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nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 18.18 2.952 6.16

2.30

16.48 379.07 1 379.07

S 59.82 2.6 23.01 54.23 1247.16 1.67 746.8

G 22 2.59 8.49 19.95 458.68 1.35 339.76

E 10.3 1 10.3 9.34 215 1 215

TOTAUX 110.3 47.96 100 2299.73







Donc E % =260

2 105.84∗ 100 = 12.9 %


2 105.84∗ 100 = 18.98 %





XXXIX

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

e volu

miq

ue

ab

solu

e

Com

posa

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vale

ur

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solu

e

Mass

e volu

miq

ue

du

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on

Poid

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%

Com

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en

poid

s

Mass

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pare

nte

Com

posi

tion

en

Volu

me

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nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 18.99 2.952 6.43

2.23

16.82 400 1 400

S 59.01 2.6 22.7 52.26 1168 1.67 699

G 22 2.59 8.49 19.49 435 1.35 323

E 12.9 1 12.9 11.43 255 1 255

TOTAUX 112.9 50.52 100 2258

CIMENT INTERLAC

1. Dosage en ciment




C% =Dosage


C% =400

2 200∗ 100 = 18.18 %


D’où le sable est 59.82 % (78 % – 18.18 %)




XL

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 400 kg


Le total est 576 kg (400 + 176)


b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm




Donc eau =0.1 ∗1 624

1.17∗ √0.16∗203 = 94.2 kg

Soit au total 226.7 kg (132.5 + 94.2)

3. Pourcentage eau

E % =226.7

2 200∗ 100 = 10.3 %




XLI

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

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Mass

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Com

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Com

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Volu

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nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 18.18 2.918 6.23

2.30

16.48 378.51 1 378.51

S 59.82 2.6 23.01 54.23 1245.29 1.67 745.68

G 22 2.59 8.49 19.95 458 1.35 339.26

E 10.3 1 10.3 9.34 214.49 1 214.49

TOTAUX 110.3 48.04 100 2296.29







Donc E % =252

2 103.28∗ 100 = 11.98 %


2 103.28∗ 100 = 19.01 %





XLII

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

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miq

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solu

e

Com

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Mass

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Com

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en

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s

Mass

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Com

posi

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en

Volu

me

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nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 19.01 2.918 6.52

2.25

16.98 400 1 400

S 58.99 2.6 22.69 52.67 1187 1.67 711

G 22 2.59 8.49 19.64 443 1.35 328

E 11.98 1 11.98 10.7 241 1 241

TOTAUX 111.98 49.68 100 2271

CIMENT NYATI

1. Dosage en ciment




C% =Dosage


C% =400

2 200∗ 100 = 18.18 %


D’où le sable est 59.82 % (78 % – 18.18 %)




XLIII

2. Dosage en eau

a. D < 0.16 mm

Ciment : 400 kg


Le total est 576 kg (400 + 176)


b. D > 0.16 mm

K = 0.1 ; d1 = 0.16 mm ; d2 = 20 mm




Donc eau =0.1 ∗1 624

1.17∗ √0.16∗203 = 94.2 kg

Soit au total 226.7 kg (132.5 + 94.2)

3. Pourcentage eau

E % =226.7

2 200∗ 100 = 10.3 %




XLIV

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

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Com

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Volu

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nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 18.18 2.891 6.23

2.29

16.48 378.05 1 378.05

S 59.82 2.6 23.01 54.23 1248.79 1.67 744.78

G 22 2.59 8.49 19.95 457.44 1.35 338.85

E 10.3 1 10.3 9.34 214.23 1 214.23

TOTAUX 110.3 48.09 100 2293.51







Donc E % =336

2 101.23∗ 100 = 15.99 %


2 101.23∗ 100 = 19.04 %





XLV

Com

posa

nts

Com

posa

nts

en

poid

s

Mass

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ab

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e

Com

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e

Mass

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Com

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tion

en

poid

s

Mass

e volu

miq

ue

ap

pare

nte

Com

posi

tion

en

Volu

me

ap

pare

nt

1 2 3 4 5 6 7 8 9

(2/3) (Σ2/Σ4) (2/Σ2) (5*6) (7/8)

C 19.03 2.891 6.58

2.16

16.41 400 1 400

S 58.97 2.6 22.68 50.83 1097 1.67 657

G 22 2.59 8.49 18.97 409 1.35 303

E 15.99 1 15.99 13.79 298 1 298

TOTAUX 115.99 53.75 100 2204




XLVI

ANNEXE 4 : RÉSISTANCE EN COMPRESSION DES ÉPROUVETTES EN MPA

N° MARQUE

CIMENTS

DOSAGE 350 kg/m3 DOSAGE 400 kg/m3

Ep 1 Ep 2 Ep 3 fc28 Ep 1 Ep 2 Ep 3 fc28

1 Nyiragongo 15.139 13.915 14.451 14.5 14.812 17.906 15.917 16.2

2 Hima 16.522 17.469 17.225 17 26.727 28.37 23.551 26.2

3 Tororo 26.603 26.757 29.513 27.6 33.868 27.021 30.324 30.4

4 Simba 21.907 17.039 17.845 18.9 21.863 29.416 29.948 27.1

5 Nyati 24.524 24.932 26.434 25.2 28.282 28.45 27.757 28.2

6 Interlac 18.34 18.197 18.784 18.4 17.49 22.041 21.158 20.2

etude comparative des proprietes des betons …

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