Formulation, microstructure, durabilité et comportement mécanique du béton à base de sable de carrière combiné au sable alluvionnaire

L'objectif de ce travail est de réduire la surexploitation du sable de rivière en proposant une combinaison de sable concassé et de sable de rivière pour développer une conception optimale du mélange pour le béton. La méthodologie adoptée dans cette thèse a consisté à faire une caractérisation physico-chimique et minéralogique des granulats de trois carrières situées dans la ville de Yaoundé (Cameroun), ainsi que d’un sable de rivière (la Sanaga). Des bétons et des mortiers ont été formulés en substituant le sable de rivière par un sable concassé dans les proportions suivantes : 100 %, 90 %, 80 %, 70 %, 50 % et 0 %. Des essais de caractérisation physico-mécanique et l’analyse des propriétés relatives à la durabilité ont été réalisés sur les bétons et mortiers formulés. Ces essais sur mortiers et bétons ont été complétés par une étude minéralogique et microstructurale à l'aide d'analyses par Diffraction des Rayons X (DRX), d’Analyse Thermogravimétrique (ATG) et d’observation au Microscope Electronique à Balayage (MEB). Les résultats ont montré que le béton confectionné avec du sable concassé présente un retrait à sec au jeune âge plus élevé que le béton de sable de rivière. Comparativement au béton de sable de rivière testé, le béton avec 50 % de sable concassé testé présente un affaissement plus faible. Il a une porosité plus faible et une résistance à la compression de 26,3 MPa à 28 jours, très proche de la résistance à la compression du béton de sable de rivière testé qui est de 26,7 MPa. De plus, il a été constaté qu’entre 28 et 90 jours, la résistance à la compression du béton testé augmente de 14,4 % et 20,6 %, respectivement pour le béton sans sable concassé (BSR0) et le béton avec 50 % de sable concassé (BSR50). Le module d'élasticité statique pour le béton de sable de rivière et le béton avec 50 % du sable concassé à 90 jours était de 23,7 et 21,8 GPa, respectivement. Les résultats ont également montré que les teneurs en ettringite, CSH et portlandite sont similaires dans les mortiers testés, tandis qu'une légère différence de carbonatation est apparue avec une carbonatation moins prononcée dans les mortiers de sable concassé. L’étude a montré que la combinaison du sable concassé avec le sable alluvionnaire permet de confectionner des bétons de propriétés satisfaisantes. Ainsi, la combinaison de sable concassé et de sable alluvial est une bonne méthode pour réduire la vitesse d'épuisement des sables alluvionnaires au Cameroun.