L’influence de l’ajout des fibres sur les propriétés mécaniques et rhéologiques des bétons de sable de dunes

Abstract

Dans le cadre de cette thèse, nous avons analysé l’effet des fibres de polypropylène sur les performances mécaniques et la durabilité du béton formulé à base de sable de dune (BSD), ainsi que de celui corrigé par l’ajout de sable de rivière (BSC). L’objectif principal était d’optimiser la composition du béton en y incorporant des fibres de polypropylène, dosées à 0,1 % et 0,15 %, et de longueurs variables (12 mm et 18 mm), afin d’améliorer sa résistance mécanique ainsi que sa capacité à résister aux sollicitations chimiques et thermiques. Les résultats obtenus ont montré que l’incorporation de 0,15 % de fibres courtes (12 mm) optimise les caractéristiques du béton en augmentant significativement sa résistance mécanique. À 90 jours, le béton de sable corrigé avec 0,15 % de fibres (BSC_0.15F2) a atteint une résistance à la compression de 35,84 MPa, soit une augmentation de plus de 120 % par rapport au BSD. De plus, la résistance en traction par flexion du BSC fibré a été améliorée de 19,72 % à court terme. Par ailleurs, les fibres de polypropylène ont démontré un effet bénéfique sur la durabilité du béton de sable. Leur inclusion a permis de réduire la perméabilité et d'améliorer la résistance aux attaques chimiques (HCl, H₂SO₄ et HNO₃). Le béton fibré a montré une meilleure résistance aux solutions acides, notamment à l’acide sulfurique et à l’acide nitrique, en limitant la perte de masse et en conservant une meilleure cohésion interne par rapport aux bétons sans fibres. L’étude a également porté sur le comportement thermique du béton fibré. Les essais réalisés à des températures allant jusqu'à 600 °C ont révélé que les fibres réduisent l’écaillage explosif, améliorant ainsi la stabilité du matériau sous l'effet des hautes températures. Toutefois, la résistance en compression diminue progressivement au-delà de 400 °C, bien que l’intégrité structurelle soit mieux préservée grâce aux fibres. Enfin, cette étude met en évidence le potentiel du béton de sable renforcé par des fibres de polypropylène pour des applications en environnement extrême, tout en valorisant des ressources locales telles que le sable de dune.