Valorisation des Matériaux locaux

1. THEME : VALORISATION DES DECHETS
PLASTIQUE DANS LA CONSTRUCTION
MEMBRE DU GROUPE
ABDOULAYE Adama Bob
NASSA Abdoul Bassite W
SEMDE Abdel Latif W
Dr SAVADOGO Nafissatou
Professeur chargé du cours:

2. ´PLAN
Introduction
Matériels et méthodes
Résultats et analyse comparatives
Conclusion et perspectives

3. Introduction
Les objets en matière plastique font désormais partie intégrale de nos vies. Leur
utilisation dans plusieurs domaines de la vie socio-économique devient de nos
jours un « mal » nécessaire au regard des multiples usages. La mauvaise
gestion des déchets plastiques générés de ces utilisations par les populations
et les institutions conduisant à la prolifération accrue des déchets plastiques
dans l’environnement.
L’Afrique en général n’est pas en marge de cette problématique des déchets en
générale et des déchets plastiques en particulier. Ces emballages plastiques
qui sont rejetés dans la nature font l’objet d’une « décoration » alarmante des
arbres ils rendent les sols infertiles. Aussi ils empêchent le drainage des eaux
usées (domestiques et pluviales) dans les caniveaux, favorisant les eaux
stagnantes et donc une propagation des maladies hydriques.

4. Ce fléau de pollution par les déchets plastiques renvoi à une problématique
des villes Africaines à se mettre en œuvre pour trouver des voies et moyens
pour la gestion efficace des déchets plastiques en les reconduisant à des
fins plus écologiques à l’instar de leur utilisation dans le domaine de la
construction. Cependant divers études Africaines déjà réalisées et en cours
permettent de fabriquer et de tester des matériaux utiles dans la
construction à l’instar de la fabrication des matériaux à partir d’un mélange à
chaud de sable et des déchets plastiques. Dans la recherche de solution
aux problèmes générés par ces déchets, de nombreuses recherches visent
à la « VALORISATION DES DECHETS PLASTIQUES DANS LA
PRODUCTION DES MATERIAUX DE CONSTRUCTION: CAS DES PAVES
D A N S L A V I L L E D E G A R O U A ( N O R D - C A M E R O U N ) » [ 1 ] ;
« VALORISATION DES DECHETS PLASTIQUES EN MATERIAUX DE
CONSTRUCTION » [2] ; à la « PROPRIETE DE DEVELOPPEMENT ET
D’INGENIERIE DE MATERIAUX DE CONSTRUCTION FABRIQUES A
PARTIR DE PLASTIQUE FONDUS ; LES DECHETS COMME SEULE
PHASE DE LIAISON »[3]

5. PERFORMENCE DU BETON A BASE DE DECHETS PLASTIQUE »[4]
Afin d’avoir une analyse pointue de ces différentes recherches, nous allons
dans la suite de notre travail d’abord étudier les matériels et les méthodes
utilisés dans ces différentes recherches, ensuite donner les différents
résultats trouvés et enfin proposer une conclusion et des perspectives
futures.

6. ´MATERIELS ET METHODES UTILISEES
Diverses méthodes sont utilisées par les acteurs de ces différentes recherches.
Ainsi ;
Ndepete C.P. et al ont une méthode bien spécifique : La première étape
consiste à peser les matrices (sable) et à rechercher la masse de déchet
plastique pour chaque pourcentage choisie (10%, 15% ; 20%, 25% ; 30%, 35% ;
40% ; 45% et 50) [2].

8. Daïrou Saïfoullah et al ont des méthodes similaires à [2] allant de la
collecte des déchets au démoulage des pavés à des proportions
sable/plastique qui changent. On a ainsi différents essais comme indiqué
dans le tableau ci-dessous [1]

9. Moussa THIAM, dans sa thèse [3] ;
Deux types de plastique sont utilisés: le polyéthylène haute densité (PEHD)
et le polyéthylène basse densité (PEBD) ;ils sont combinés en trois
mélanges ; rapports (en poids) (PEHD / PEBD) et du sable naturel de rivière.
Le sable naturel de rivière, en tant que seul agrégat, a été mélangé avec
différentes proportions de PEHD fondu et du plastique PEBD pour la
préparation du MPB (mortar with plastic blinder).
Le sable a été séché à l'étuve à 105°C et passé à travers un tamis de 2 mm.
Le plastique a été coupé en petits morceaux pour s'adapter au four.
Différentes proportions de plastiques ont été fondues au four à une
température moyenne d'environ 250°C.

10. Le temps de fusion a pris 20 à 45 minutes selon le type et la quantité de
plastique. Ensuite, le plastique fondu, qui constitue le matériau de liaison en
pâte plastique a été soigneusement mélangé dans une pâte liquide homogène
et la quantité requise de sable a été ajoutée au plastique fondu dans une
bétonnière à une température d’environ 100°C, le mélange a continué jusqu'à
l'obtention d'un mélange homogène.
Le temps de mélange moyen était de 15 min. Le changement de température
du MPB chaud pendant le mélange était insignifiant. Par la suite, le liquide
chaud MPB a été versé dans des cylindres métalliques normalisé.
Lorsque les moules ont été remplis, une presse manuelle a été utilisée pour
compacter le mortier frais dans le moule. Enfin, les échantillons ont été
extraits au bout d'une demi-heure. Les échantillons ont ensuite été durcis à
température ambiante pendant des périodes de 1, 3, 7 et 28 jours.

11. Proportion de mélange et temps de durcissement du MPB avec des plastiques PEHD et
PEBD fondus
P: teneur en plastique en pourcentage ( % ) de la masse sèche de sable, rapport
massique H / B de PEHD par rapport au PEBD

12.  Mlle BOUZIDI RATIBA et al, dans leur mémoire ;[4]
Des chercheurs ont tenté d’utiliser les déchets plastiques sous forme d'ingrédient de
béton(granulats, fibres).
L’utilisation de déchets plastiques post-consommation dans le béton ne sera pas
seulement méthode d'élimination, mais peut également améliorer les propriétés du
béton comme la résistance à la traction, la résistance chimique, le retrait au séchage et
le fluage à court et à long terme. Dans le tableau II.3, nous avons combiné les travaux
de différents chercheurs selon le type, la taille et le dosage de plastique qui a été
utilisé dans le béton. L’effet d’incorporation des déchets plastique sur la performance
du béton à l’état frais et durci est ensuite discuté.
Tableau II.3 : Propriétés

13. Affaissement
L’ouvrabilité est la capacité du béton à pouvoir être mis en œuvre facilement
(remplissage des coffrages…etc.), elle caractérise avant que le matériau ne
durcisse. Pour évaluer l'ouvrabilité du béton en peut mesures leur affaissement. La
figure II.12&13 résument quelques travaux de l'impact de déchets plastiques sur
l'ouvrabilité de béton.

14. D’après ces figures, on peut rapporter qu’il y’avait une augmentation de
l'affaissement lorsque les agrégats en plastique ont été incorporés dans le béton. Le
béton contenant 50% d'agrégats de plastique avait un affaissement de cône
légèrement plus élevé que le béton témoin.
TEMPS D’ECOULEMENT
La maniabilité désigne l'aptitude plus ou moins grande d'un béton ou d'un mortier
en état frais, à remplir de façon homogène et sans défaut les vides des coffrages.
La Figure II.14 résume quelques travaux de l’effet des déchets plastiques sur le
t e m p s d ’ é c o u l e m e n t .
On remarque que généralement le temps d’écoulement de béton de déchets
plastiques a montré que les deux types de fibre plastiques influent négativement
sur l’ouvrabilité du béton, et il remarque que plus le pourcentage des déchets
augmentent, le temps d’écoulement du béton augment.

15. Résistance a la compression
La figure II.16 montre les résultats de la performance des résistances à la
compression du béton et mortier contenant des déchets plastiques. D’après cette
figure, on remarque que les déchets des grains plastiques influent négativement sur
la résistance à la compression de béton (RC diminue lorsque le pourcentage
augmente).

16. Résistance a la traction
La figure II.20 montre les résultats de la résistance à la traction en fonction du
pourcentage des fibres des plastiques dans le béton.

17. RESULTATS ET ANALYSE COMPARATIVE
RESULTATS
Une série de tests sur le comportement mécanique et physique des
différents matériaux.
Ndepete C.P. et al ont eu pour résultats [2]

18. Daïrou Saïfoullah et al nous fournissent les résultats suivants [1]

19. La figure 1 montre l'évolution temporelle de la résistance à la compression du
MPB avec différentes teneurs en plastique (P) pour un rapport H/B constant
(50/50).
Moussa THIAM dans son étude a eu pour différents résultats les données
suivantes [3] ;
Résistance à la compression du MPB (ASTM C39/C39M-18)

20. Les figures 2 et 3, montrent l'évolution de la résistance à la compression avec
le temps pour MPB avec 50% et 60% de plastique, respectivement, et
rapport H / L de 40/60, 50/50 et 60/40. Les résultats montrent clairement
augmentation de la résistance à la compression avec plus de HDP

21. Résistance à la traction fendue du MPB (ASTM C496/C496M-17)
La résistance à la traction par fendage du MPB s'avère augmenter avec le
temps pour différents rapports H/B. La résistance à la traction se situe entre
1,5 et 4,6 MPa.

22. Une relation linéaire est trouvée entre la résistance à la traction de
fractionnement (ft) et la résistance à la compression (fc) qui peut être
exprimée par:
𝐟 𝐭 = 𝟎 . 𝟏 𝟒 𝟑 𝟐 ∗ 𝒇 𝒄 + 𝟏 Cette équation
n'est valable que pour des valeurs de résistance à la compression comprises
entre 5 MPa et 20 MPa
figure 6: Résistance à la traction de fractionnement vs résistance à la
compression du MPB avec 50% de plastique et H / B de 60/40 et 60% de
plastique avec H / L de 40/60

23. Absorption d'eau du MPB (ASTM C97/C97M-18)
Figure 7: Absorption d'eau par immersion vs temps pour le MPB et le mortier
conventionnel
la valeur d'absorption maximale du mortier conventionnel est de 7,00 mm.
Séchage T 60°c pendant 2jrs et refroidi à 23°c 30mn

24. Densité du MPB (ASTM C138/C138M-17)
Figure 8: Densité des échantillons MPB vs temps de durcissement avec H /
B de 50/50
La densité du plastique est faible, 0,915-0,940 g /cm-3 pour PEBD et 0,940-
0,965 g /cm-3 pour le PEHD

25. La figure 9 montre une légère diminution de la densité des échantillons de
MPB avec une augmentation du plastique contenu
Densité moyenne est comprise entre 1.7 et 2.3

26. Impact de la finesse et de la proportion des matériaux granulaires
sur les propriétés du MPB
Densité durcie vs temps de durcissement de divers échantillons de MPB avec
différents matériaux granulaires et teneur en plastique, lorsque 30% du sable fin est
remplacé par une plus grande taille de sable et gravier. [2 mm– 4,75mm] = GS

27. Analyse comparative
De cette étude minussieuse que nous avons eu à méner, nous pouvons relever divers similitudes
du point de vue matériaux , méthodes et essais réalisés sur les échantillons.
En effet les matériaux communs des 04 document de recherche sont entre autres les déchets
plastiques et le granulat (sable). Les méthodes et essais(résistance à la compression, résistance à
la traction , absorption...) sont communs aux articles de Daïrou Saïfoullah et al[1], Ndepete C.P et al
[2] et de la thèse de Moussa THIAM [3] qui tous les trois nous renseigne sur la formulation d’un
mortier à base de sable et de plastique fondu en qualité de liant pour la fabrication de pavés; tandis
que le mémoire de Mlle BOUZIDI Ratiba et al [4] quant à elles ont travaillé sur la formulation d’un
béton dont le granulat a été substitué par des débris plastiques.
Pour la fabrication des pavés il en ressort que les plus bonnes formulations sont respectivement de
50/50; 35/65 et 60/40 pour Daïrou Saïfoullah et al[1], Ndepete C.P et al [2], et Moussa THIAM [3]. Il
s’agit là des meilleurs dosages qui performent le mieux sur le plan physico-mécanique et aussi sur
le plan taux d’absorption. Il en ressort notament des différents documents que plus la quantité de
plastique est faible, plus la résistance mécanique augmente et plus le taux d’absorption augmente
également du fait de la présence des vides.
Nous constatons que le document de Moussa THIAM[2] nous montre qu’il a trouvé une meilleure
formulation pour obtenir un meilleur matériaux en ajoutant 30% de gravier dans son dosage ce qui
confère une meilleur résistance mécanique au matériaux final.