Développement de matériaux pour la construction à faible impact environnemental fait à faible teneur en ciment et de fibres naturelles

Development of materials for construction with low environmental Impact made with low content of cement and with natural fibers

• Auteur / Autrice : Riana Herlina Lumingkewas
• Direction : Gilles Ausias, Irwan Katili
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur
• Date : Soutenance le 09/12/2015
• Etablissement(s) : Lorient en cotutelle avec Universitas Indonesia
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Santé, information-communication et mathématiques, matière (Brest, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : PRES : Université européenne de Bretagne (2007-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Ingénierie des Matériaux de Bretagne / LIMATB
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Yannick Melinge, Thibaut Lecompte, Arnaud Perrot, Dedi Priadi, Heru Purnomo, Ir Tavio

Mots clés

Mots clés contrôlés

Noix de coco

Éco-matériaux

Propriétés mécaniques

Fibres végétales (matériaux de construction)

Mots clés libres

Fibres de noix de coco

Extrusion

Rhéologie

Coir fibers

Extrusion

Rheology

Mechanical

Micromechanical

Résumé

Le but de cette thèse est de contribuer au domaine des matériaux de construction pour l'industrie de la construction, en développant la recherche sur les matériaux de construction renouvelables qui sont respectueux de l'environnement. Matériaux fabriqués avec un peu de ciment et en utilisant des matériaux locaux tels que l'argile et des déchets de fibres naturelles. Formation dans le processus de la technologie d'extrusion. Objectif à long terme de trouver de nouveaux matériaux de construction respectueux de l'environnement à partir de matériaux locaux pour améliorer la qualité de la performance, d'accélérer le développement et de réduire les coûts de construction. La première étude a examiné la structure de microphysique, mécanique, thermique et de fibres naturelles de noix de coco qui est largement disponible en Indonésie. Puis, en termes de rapport en fibres de coco et que grâce à un traitement non traités. En outre, le développement de modèles de Weibull pour obtenir des modèles d'une seule résistance à la traction de la fibre de coco. La deuxième étude, la formule conçue de coco matériaux composites de ciment renforcés de fibres et de l'argile doit être formée par un processus de technologie de l'extrusion en spirale. Après cela, le test rhéologique rhéomètre utilisé pour examiner l'incidence sur le comportement de la pâte de ciment de fibres stabilisé avec de l'argile. Ensuite, analysé pour obtenir des modèles prédictifs de la limite d'élasticité des matériaux composites. La troisième étude, inspecter les performances du produit d'extrusion mécanique, en utilisant destructrice système de test mécanique (MTS) et en utilisant des méthodes d'essais non destructifs avec corrélation d'image numérique (DIC). Ensuite, développé des modèles micromécaniques des fibres mécaniques et composites. Pour obtenir la caractérisation des tests micro composants par microscope électronique à balayage (MEB). L'évolution de l'échec et de dommages matériels observé microfissures. Les résultats obtenus de cette étude, la performance de la fibre peut être améliorée par un traitement et ont obtenu un seul des modèles de résistance à la traction de la fibre. En outre, les produits d'extrusion de la formule mortier obtenu des matériaux composites de fibres peuvent être extrudés sans défauts sur la surface. Aussi obtenu modèles rhéologiques pour prédire le rendement des composites de fibre de contrainte. Ajout de la fibre de coco augmente la résistance à la compression et à la traction que sans fibres. L‘évolution de défaillance et de la destruction du matériel de fibre composite est plus résistant que le matériau normal. De même dérivé des effets de modèles et des modèles de micromécanique robinet de fibres et traînée de composites de fibres mécaniques. Le modèle résultant est comparé avec les résultats des données expérimentales MTS et DIC, donnant les résultats de leur pertinence. Le matériau de construction qui en résulte est des matériaux écologiques, ductiles et très approprié pour les bâtiments dans les zones sismiques

The purpose of this dissertation is to contribute to the field of building materials for the construction industry, by developing research on renewable building materials that are environmentally friendly. Materials are made with low cement and using local materials such as clay and waste natural fiber, formation through the process of extrusion technology. The long-term goal is finding new materials environmentally friendly building made from local materials to improve the quality of performance, speed up the building and reduce construction costs. The first study examined the physical, mechanical, thermal and microstructure of natural fibers of coir fiber that is widely available in Indonesia. Then, in terms of coir fiber ratio treated and untreated. Furthermore, it is developing Weibull models to get models tensile strength of the single coir fiber. The second study, designed the formulation of coir fiber reinforced cement and clay of composite materials to formed through a process of the extrusion technology spiral. After that, rheological testing rheometer used to examine the impact on the behavior of fiber cement paste stabilized with clay. Then, it analyzed to derive predictive models of the yield stress of composite materials. The third study, inspect mechanical extrusion product performance, using destructive mechanical testing system (MTS) and using non-destructive testing methods with digital image correlation (DIC). Then, develop mechanical models and micromechanical models of fiber composites. To get the characterization of micro-components are testing by Scanning Electron Microscope (SEM). The evolution of failure and damage observed micro cracks. The results obtained from this study, the performance of coir fiber can be improved through treatment and obtained a single fiber tensile strength models. Furthermore, the formula obtained extrusion products fiber composite materials can extrude without defects on the surface. Also, it obtained rheological models to predict the yield stress fiber composites. The addition of coir fiber increases the compressive strength and tensile strength than plain mortar. Failure and damage evolution of fiber composite is more resilient than the plain mortar. Similarly, it obtained mechanical models of the fiber effects and micromechanical models of compressive strength and tensile strength of the fiber composite. The resulting model compared with experimental data results of MTS and DIC, are giving significant results. The resulting building material is environmentally friendly materials, ductile and highly suitable for buildings in earthquake areas.