Formulation et caractérisation d'un Bloc de Terre Comprimée de Mayotte avec des bio‑additifs pour un développement territorial soutenable

Dans une dynamique de développement du territoire intégrant les enjeux environnementaux, le Conseil Départemental de Mayotte souhaite relancer une filière de construction historique : la construction en terre crue. Toutefois, ce matériau présente certaines limites, notamment une résistance mécanique plus faible et une forte sensibilité à l'eau, qui restreignent son emploi à grande échelle. Pour améliorer ces propriétés, l'ajout d'un liant hydraulique, notamment le ciment est une pratique courant à Mayotte. Cette thèse explore l'utilisation de bio-additifs issus de coproduits renouvelables comme solutions de substitution au ciment pour améliorer les propriétés des Blocs de Terre Comprimée (BTC), en particulier dans le contexte local de Mayotte, territoire disposant d'un savoir-faire local mais aujourd'hui fortement dépendant du ciment importé, utilisé à la fois pour la fabrication des matériaux cimentaires et comme additif dans les BTC. Trois bio-additifs ont été étudiés : les tannins issus du bois de châtaignier, le chitosane (dérivé de la chitine des carapaces de crustacés) et les épluchures de manioc. Les travaux ont porté sur l'évaluation de leur influence sur la résistance mécanique des BTC et leur durabilité vis-à-vis de l'eau, ainsi que sur la compréhension des mécanismes d'interaction avec le sol. Pour cela, des essais de résistance à la compression et de durabilité (absorption par immersion, pénétration de goutte d'eau, érosion au goutte-à-goutte et par pulvérisation) ont été associés à différentes techniques d'analyse, telles que la microscopie électronique à balayage, la diffraction des rayons X, la spectroscopie infrarouge, l'analyse thermogravimétrique et des mesures de pH. En complément, une approche comparative a également été menée avec des formulations à base de ciment en guise de référence, et de carapaces de crevettes brutes, dans une logique de simplification des procédés et de valorisation directe des co-produits. Enfin, une analyse multicritère combinant la résistance à la compression, la résistance à l'eau et l'évaluation environnementale a permis de classer les formulations les plus prometteuses, avant de procéder à une estimation du potentiel constructif, à savoir des formulations capables de répondre aux besoins en logements à Mayotte. Les résultats mettent en évidence que l'ensemble des bio-additifs testés contribue à renforcer la résistance mécanique, avec des gains atteignant 19 % pour les tannins, 35 % pour le chitosane et 37 % pour les épluchures de manioc. Les tannins se distinguent par leur efficacité sur la tenue à l'eau, grâce à des interactions chimiques avec les oxydes de fer du sol. Les épluchures de manioc présentent un potentiel intéressant pour l'amélioration de la résistance à l'eau, en raison de la présence de cires dans leur composition. En revanche, si le chitosane a permis d'accroître la résistance à la compression, il ne s'est pas montré efficace pour réduire la sensibilité à l'eau des matériaux. L'utilisation de carapaces brutes de crevettes apparaît pour sa part comme une approche innovante et simplifiée, permettant d'améliorer les performances mécaniques des BTC tout en réduisant leur sensibilité à l'eau. L'analyse multicritère révèle que les formulations à base d'épluchures de manioc et de tannins sont les plus prometteuses pour une mise en oeuvre locale à Mayotte, les épluchures de manioc présentant un intérêt particulier en raison de leur disponibilité pour contribuer de manière significative à la couverture des besoins en logement. Cette recherche confirme le potentiel des bio-additifs comme alternatives durables aux liants hydrauliques conventionnels comme le ciment et ouvre la voie au développement d'une filière de construction en terre intégrant les ressources locales dans une démarche d'économie circulaire à Mayotte.