Memoire Online - Contribution à la diminution des casses dans la production des briques de terre cuite à la PROMOBAT

MÉMOIRE
Présenté et soutenu en vue de l'obtention du
Diplôme d'Études Supérieures Spécialisées (D.E.S.S.) en Chimie Industrielle

CHAPITRE I : PRESENTATION DE LA SOCIETE DE PROMOTION DE BATIMENTS EN TERRE CUITE (PROMOBAT) 3

CHAPITRE II : GENERALITES SUR LA TECHNOLOGIE DE FABRICATION DES PRODUITS DE TERRE CUITE 7

Ma mO, mmo bemoueNiti ncentscents MVECIelsOUNG bouisft,
en tOnoignag dcents toutcents mon off~etio n,* ous suis tr0
meonnaissant pour W saerifies qn ous a a eonnntis
pour moi.

Ce travail est le fruit d'une collaboration fructueuse entre les hommes. Je remercie le tout puissant, le très miséricordieux de sa grâce, sa protection sans lesquelles je n'aurais jamais pu réaliser ce travail. Nous remercions aussi tous ceux qui de près ou de loin y ont contribué. Il s'agit notamment de :

- Dr Antoine ELIMBI, chargé de cours, pour sa disponibilité, ses conseils ; ma profonde gratitude lui est acquise pour avoir dirigé ce travail ;

- Pr Daniel NJOPWOUO, chef du département de chimie inorganique et responsable de la filière chimie industrielle, toujours présent comme un père pour ses conseils, ses multiples encouragements durant notre formation et pour avoir supervisé ce travail;

- Pr GILLES LECOMTE, Pr ABELARD, Pr GAILLARD, Pr JAWORSKI, tous enseignants à l'École Nationale de Céramique Industrielle de Limoge (France), pour leurs conseils et la formation qu'ils nous ont donnée ;

- Dr UPHIE CHINDJE MELO, Directeur de la MIPROMALO, pour tout l'aide et la participation de la MIPROMALO à la formation des étudiants de la filière chimie industrielle option Céramique et Verre ;

- Dr LIBOUM, coordinateur de la filière chimie industrielle, pour ses conseils, sa disponibilité et ses encouragements ;

- Tous les enseignants de la filière chimie industrielle, pour la formation qu'ils nous ont donnée.

- Mr Elie NDOUM, chef de production à PROMOBAT, pour ses conseils, sa disponibilité et pour m'avoir encadré en industrie;

- Dr STAN BELL, Directeur Général de PROMOBAT, pour nous avoir accueilli dans son entreprise ;

- Mlle Yvette MAKON, secrétaire à PROMOBAT pour l'aide à la finalisation de ce manuscrit ;

- Mr KAMSEU, Mr BILONG, Mr LOWE, tous en service à la MIPROMALO, pour leur aide et leurs conseils ;

- Mr NGNITEDEM Paul, en service au laboratoire de géotechnique et matériaux de l'École Nationale Supérieure Polytechnique, pour sa disponibilité ;

- Mr FOTIO et Mr NJOYA, étudiants en thèse, pour leur aide et leurs conseils ;

- Mes camarades de promotion ( NGANTU Victor, FEUZING Henri, SIEWE Alain, ESSOME Alain et PONKAM Bertille), pour leur soutient moral ;

- Mes frères et amis ( GUEMETA Jean Bernard, TCHIFFO Stéphane, HAROUNA MASSAï, BODJOLBO Roger, GAYE Samuel, LOMPA Dieudonné, TUEM Bénédicte, SOHOUNG Yolande et DJIEUTEDJEU Honoré ), pour leur soutien moral ;

Toute ma famille, les membres du jury, pour leur contribution à l'amélioration de ce travail.

Figure 3 : Courbe de répartition granulométrique des matériaux AE et AN...30
Figure 4a : Perte de masse des éprouvettes de matériau en fonction du temps

(séchage naturel) 34
Figure 4b : Retrait linéaire de séchage des éprouvettes de matériau en fonction

du temps (séchage naturel ) 34
Figure 5a : Perte de masse des éprouvettes de matériau en fonction du temps

(séchage à l'étuve) ..35
Figure 5b : Retrait linéaire de séchage des éprouvettes de matériau en fonction

du temps (séchage à l'étuve ) .35
Figure 6a : Retrait linéaire de cuisson des céramiques de coupures AE-AN en

fonction de la température .38
Figure 6b : Retrait linéaire de cuisson des céramiques de mélange AE-SF en

fonction de la température .....38
Figure 7a : Perte au feu des céramiques de coupures AE-AN en fonction de la

température .39
Figure 7b : Perte au feu des céramiques de mélange AE-SF en fonction de la

température .40
Figure 8a : Pourcentage d'absorption d'eau des céramiques de coupures AE-AN

en fonction de la température .42
Figure 8b: Pourcentage d'absorption d'eau des céramiques de mélange AE-SF

en fonction de la température 42
Figure 9a : Masse volumique apparente des céramiques de coupures AE-AN en

fonction de la température .42
Figure 9b : Masse volumique apparente des céramiques de mélange AE-SF en

fonction de la température .43
Figure 10a : Résistance à la flexion des céramiques de coupures AE-AN en

fonction de la température .44
Figure 10b : Résistance à la flexion des céramiques de mélange AE-SF en

fonction de la température .44
Figure 11 : Variations de la température en fonction du temps de chauffe à

Tableau I: Différentes fractions granulométriques dans une terre pour brique de terre cuite ... .9

Tableau V: Résultats du test de plasticité des matériaux AE et AN comparés à ceux des terres argileuses pour brique de référence . 30

Tableau VIII : Coloration des produits de cuisson en fonction de la température .36

Tableau IX : Retrait linéaire de cuisson (en %) des produits en fonction de la température . .37
Tableau X: Perte au feu (en % ) des produits de cuisson en fonction de la température ...40

Tableau XI : Pourcentage d'absorption d'eau des produits de cuisson en fonction de la température .42

Tableau XII : Masses volumiques apparentes (en g/cm³ ) des produits de cuisson en fonction de la température 42

Tableau XIII : Résistance à la flexion (en Mpa ) des produits de cuisson en fonction de la température .44

Tableau XIV: Résultats des mesures de température effectuées à PROMOBAT ..45

Le but de ce travail est de contribuer à la diminution des casses dans la production des briques de terre cuite à la Société de Promotion de Bâtiments en Terre Cuite (PROMOBAT). Après une descente dans cette société et une analyse des faits, nous avons cerné les principales causes des casses (préparation inadéquate de la matière première, enfournement des produits humides, manque de programme de cuisson...) et avons suggéré des solutions pour pallier ces dernières. Dans le souci d'améliorer l'aptitude au séchage du matériau argileux utilisé à PROMOBAT (argile AE), nous avons envisagé des ajouts de dégraissant (matériaux argileux (AN) d'une part et sable quartzeux (SF) d'autre part). Une étude préliminaire (analyses granulométrique et plasticité) a montré que les matériaux AE et AN contiennent 25 et 12% de fraction argileuse respectivement.

Six formulations ont été étudiées : E0, E20 et E30 obtenus par ajout de 0, 20 et 30% de AN dans AE respectivement , AS9 et AS15 obtenus par ajout de 9 et 15% de sable dans AE respectivement et E_n, constitué de 100% de AN. Ces formulations ont été traitées thermiquement entre 850 et 1100°C au four électrique pendant des intervalles réguliers de 50°C et un palier de 2h pour chaque température. Les propriétés céramiques suivantes ont été déterminées: retrait linéaire de cuisson, perte au feu, masse volumique apparente, pourcentage d'absorption d'eau et résistance à la flexion.

résistance à la flexion augmente avec l'élévation de la température, tandis que le pourcentage d'absorption d'eau diminue ;

Mots clés : Brique de terre cuite, casses, séchage, matériaux argileux, température, propriétés

The aim of this work is to contribute to the reduction of breakages in the production of fired earth bricks at PROMOBAT (Société de Promotion des Bâtiments en Terre cuite ). After an analysis of the situation at the site, we came out with the principal causes of breakages and suggestions have been made to remedy the situation. In order to ameliorate the aptitude to drying of clayey material used at PROMOBAT (clay AE), we envisaged the addition of degreasing materials (clayey material AN of one part and quartzeous sand (SF) on the other). A preliminary study (particle size distribution analysis and plasticity) revealed that materials AE and AN contain 25 and 12% of clay fraction respectively.

Six formulations were studied: E0, E20, and E30 obtained by addition of 0, 20 and 30% of AN in AE respectively, AS9 and AS15 obtained by addition of 9 and 15% of sand in AE respectively and E_n, constituted of 100% AN. The formulations were thermally treated between 850 and 1100°C in an electric kiln at a regular interval of 50°C and a soak of 2 hours for each temperature. The following ceramic properties have been determined: linear shrinkage, loss on ignition, bulk density, percentage of water absorption, and mechanical resistance to bending.

the linear shrinkage, loss on ignition, bulk density and mechanical resistance to bending increases with increase in temperature while the percentage of water absorption decreases;

the addition of degreasing material ameliorates the aptitude to drying of AE, but decreases the mechanical properties at firing.

Key words: Fired earth bricks, breakages, drying, clayey materials, temperature, ceramic

Dans le passé, la notion de céramique faisait allusion aux terres cuites et aux poteries, la matière première étant alors l'argile [1]. L'argile a la propriété de retenir l'eau entre ses feuillets et d'augmenter de volume. Ce matériau a aussi le pouvoir d'être façonné, de subir des retraits, de durcir après séchage et de se consolider grâce à une cuisson qui permet la formation d'une phase vitreuse plus ou moins importante.

La découverte de cette dernière propriété ( consolidation de l'argile par le feu ) est l'une des premières inventions essentielles de l'homme [2]. Pendant la préhistoire, la vie de l'homme s'est trouvée extraordinairement enrichie par la fabrication des récipients en argile cuite pour conserver les grains, transporter l'eau, faire cuire et conserver la nourriture. Il en est de même des objets en argile cuite pour des usages purement esthétiques [2,1].

Cette conception de la céramique a beaucoup changé avec l'évolution de la technologie. D'après Kingery et al dans [3], la céramique se situe dans la production d'objets formés de solides dont les constituants essentiels sont des matériaux inorganiques et non métalliques. Cette définition inclut non seulement les poteries, les porcelaines, les matériaux réfractaires, les abrasifs, les émaux sur tôles, les ciments, les verres, etc. Les produits céramiques sont donc des matériaux complexes dont les propriétés résultent des transformations physico-chimiques que subissent les matières premières inorganiques (argiles, calcaires, feldspaths...) pendant la cuisson [2,3].

Pour ce qui est des produits céramiques utilisés dans le bâtiment, il s'agit de rechercher des propriétés telles que la résistance à la compression, à l'usure, l'esthétique architectural, la résistance aux agents chimiques et aux sollicitations physiques, en plus des propriétés qui assurent aux maisons le climat d'habitation recherché [4].

Seulement, au Cameroun, les jeunes entreprises qui se lancent dans la fabrication des produits céramiques se heurtent aux problèmes technologiques (équipements insuffisants, pas de maîtrise des procédés de fabrication...), ce qui non seulement affecte la qualité des produits, mais élève aussi le coût de production. La maîtrise de ces procédés constitue à l'heure actuelle un des axes prioritaires de recherche dans plusieurs laboratoires dont celui de physico-chimie des matériaux minéraux de la Faculté des Sciences de l'Université de Yaoundé I.

L'objet de cette étude est non seulement de palier aux casses constatées dans la production des briques de terre à la Société de Promotion des Bâtiments en Terre cuite

(PROMOBAT ), mais aussi de contribuer à la formulation des produits de qualité dans la dite société à travers le partenariat Université-Industrie.

- le chapitre I présente la Société de Promotion des Bâtiments en Terre cuite (PROMOBAT) et son produit ;

- le chapitre II concerne les généralités sur les paramètres et étapes importantes du processus de fabrication ainsi que leur influence sur l'apparition des craquelures et les casses des produits de terre cuite ;

- quelques caractéristiques sur les matériaux étudiés ainsi que les méthodes expérimentales utilisées en constituent le chapitre III ;

- dans le quatrième chapitre, nous présenterons les résultats obtenus et proposerons une interprétation.

I-1- PARTENAIRES ET ACTIVITÉS

La société de promotion des bâtiments en brique de terre cuite (PROMOBAT) est une filiale du groupe GERTAU (Groupement d'Étude et de Recherche pour les Travaux en Aménagement Urbain). Cette société est née de la volonté de rendre le logement accessible au plus grand nombre de camerounais à revenus divers, et de promouvoir l'utilisation des matériaux locaux dans la construction.

Créée en 1995, PROMOBAT est une SARL au capital de 6 millions de Francs CFA, repartis entre le Groupe GERTAU représenté par Maurice TEGUEL (65% du capital), la société Terres cuites de Rougeoles en France représenté par Claude RIVIERE (25% du capital) et par le Général MPAY Philippe (10% du capital).

A ce jour, PROMOBAT produit essentiellement les briques de terre cuite (briquettes, briques creuses, blocs perforés ...) qui ont des formes et des dimensions variées selon le type de filière de production.

I-2 : LOCALISATION

La Société de Promotion de Bâtiments en Brique de Terre cuite est située dans l'arrondissement de Yaoundé III (quartier Mvan), une parmi les zones industrielles de la capitale politique du Cameroun.

La matière première utilisée à PROMOBAT est l'argile fusible d'Etoa. C'est un matériau plastique, de couleur brune et à bariolage gris. Dans le processus de fabrication, cette argile est utilisée sans ajout d'autres matériaux d'addition et le façonnage est fait par extrusion.

Le séchage est naturel (air atmosphérique ), mais un séchoir électrique est actuellement en cours d'expérimentation. L'espace de séchage réduit ainsi que les paramètres climatiques difficiles à maîtriser rendent cette opération délicate. Les produits séchés présentent régulièrement les fentes et des craquelures qui peuvent être attribuées soit à un séchage inapproprié, soit à une préparation inadéquate de la matière première.

PROMOBAT dispose de deux fours artisanaux à voûtes cintrées de capacité 20 m³ chacun. Les fours sont encastrés dans du béton afin de minimiser les effets néfastes de la pression au cours de la cuisson. De la pouzzolane sous forme d'agrégats est déversée sur les voûtes, ce qui limite les pertes de chaleur et permet ainsi aux ouvriers d'introduire aisément du bois à travers les regards pendant la cuisson. L'enfournement est manuel et parfois les produits sont enfournés à l'état humide.

Elle dure environ 48 heures (24h de préchauffe et 24 h pour la cuisson proprement dite) et est réalisée sans programme de montée en température définie. Les ouvriers qui cuisent se servent de leur expérience et de leurs sens pour mener à bien leurs tâches. Par ailleurs, le taux d'humidité varie considérablement d'un enfournement à l'autre.

Ce manque de rigueur à la cuisson est malheureusement source de fluctuations aussi bien au niveau de la qualité des produits que du taux de casse sur cuit.

A la fin de la cuisson, le four reste fermé pendant 15 h environ et le défournement est effectué 24 h après. Les produits défectueux sont mis de côté et les bons produits rangés à l'air libre, prêts à être expédiés.

II-1 : MATIÈRES PREMIÈRES ET PARAMÈTRES DE FAÇONNAGE

Les terres utilisées à la fabrication des briques de terre cuite sont généralement constituées d'argiles ayant des proportions variables de kaolinite, illite, chlorite, quartz, matières organique, oxydes de fer et oxydes de calcium. Ces matériaux présentent une tendance à la vitrification entre 900 et 1160 °C [2 ].A l'état naturel, ces terres sont grises, verdâtres, rouges ou brunes, en fonction des oxydes qu'elles contiennent.

Les compositions minéralogiques et granulométriques des matières premières sont des facteurs déterminants dans le processus de fabrication [5,6]. Les quantités d'eau de façonnage en dépendent, et donc aussi les retraits. Le pourcentage de minéraux à trois couches est particulièrement significatif, surtout celui de la montmorillonite [5]. En effet, la structure et la finesse des particules de ce minéral confèrent au produit cru une forte rétention capillaire en présence d'eau, ce qui rend difficile le séchage [5,6].

L'importance de la phase inerte (dégraissante) généralement constituée de quartz, calcaire, reliquats de roches primaires ou même de chamotte est considérable. En effet, pour une même consistance du produit cru, si la teneur en eau d'imbibition diminue, le retrait est faible. Toute fois, pour une même perte en eau colloïdale (eau éliminée pendant le retrait), le retrait peut varier selon la proportion et la granulométrie du dégraissant. En effet, la diffusion est améliorée, car pour un même poids de la phase argileuse, la phase inerte a une surface spécifique beaucoup moins importante, tandis que les forces capillaires ont tendance à redistribuer les particules argileuses autour des grains inertes avec formation de plus gros pores [5]. Par ailleurs, les grains qui constituent la phase inerte étant sans retrait, une certaine hétérogénéité de la texture s'ajoute à l'influence de la porosité spécifique [5]. En somme, la migration capillaire qui se traduit par la plus ou moins grande facilité à pouvoir sécher les produits de différentes formes et dimensions apparaît comme une caractéristique particulièrement significative. Les facteurs qui influent sur la diffusion sont donc déterminants, compte tenu de leur tendance à agir sur la formation des fissures au cours du séchage [5,6] .

En résumé, la matière première utilisée pour la fabrication des briques de terre cuite doit contenir les éléments suivants :

- une fraction d'argile suffisante pour assurer une bonne plasticité nécessaire au façonnage. Cette fraction ne doit pas dépasser une certaine limite, au risque de rendre la pâte trop collante pour être façonner. D'autre part, une grande proportion de particules fines augmente le retrait lors du séchage, ce qui est souvent cause des fissures et des casses ;

- une quantité suffisante de matière non réactive (dégraissant), pour atténuer les retraits ;

- des fondants tels que les oxydes ferreux et alcalins pour faciliter la formation de la phase vitreuse ;

- pas d'impuretés ou d'inclusions susceptibles de rompre la structure des briques au séchage ou à la cuisson.[6].

Les différentes fractions granulométriques de particules dans les terres pour briques de terre cuite se répartissent généralement selon les valeurs consignées dans le tableau I.

Tableau I: Différentes fractions granulométriques dans une terre pour brique de terre cuite
[6]

Dans la pratique, les terres pour briques de terre cuite doivent contenir 10 à 50% de la fraction argileuse, mélangée à un peu de limon et du sable. La présence simultanée de sable, de limons, ainsi qu'une granulométrie étalée a des effets bénéfiques [6].

II-1-3 : Influence de la temperature d'eau de fagonnage

Une élévation de la température d'eau de façonnage a une action positive [5,8]. En effet, au sein d'un corps poreux, l'eau à tendance à migrer du côté chaud vers le côté froid. Pour faciliter la diffusion dans le produit cru, il faut agir sur le gradient de température. En effet, il faut compenser l'eau évaporée à la surface par celle qui provient des pores et qui migre sous l'effet des forces capillaires. Or, au début d'un processus de séchage ordinaire, pour éviter de « croûter» en surface, c'est au chauffage de la pièce à sécher qu'il faut d'abord consacrer du temps. Tout le processus est ralenti avec danger accru de fissuration, si la pâte est relativement dense, la pièce massive, ou si son rapport volume-surface est défavorable [5,6]. Au contraire, avec le préchauffage à la vapeur, dès la sortie de filière, le gradient thermique ne s'oppose plus à la migration capillaire, puisque le coeur de la pièce peut être plus chaud que la surface d'évaporation [5].

II-1-4 : Influence du pH

Le façonnement et d'autres propriétés (résistance mécanique et couleur ) des argiles employées à la fabrication des briques de terre cuite et des tuiles peuvent être améliorées en ajustant la valeur de leur pH dans des limites déterminées et assez étroites avant leur traitement [7].

Pour obtenir une brique ou une tuile possédant un tesson homogène, compact et imperméable, il est nécessaire que dans le mélange des matières premières, les petits grumeaux cohérents et agglomérés soient complètement désagrégés. D'autre part, les particules élémentaires doivent être finement réparties dans la masse afin que la pâte soit travaillée à fond et prenne une texture parfaitement homogène. Dans le cas d'une argile riche en chaux, il est difficile d'obtenir cette fine dispersion si la quantité de matière à mélanger est importante. Les essais de laboratoire et le travail en usine montrent qu'en maintenant le pH entre certaines valeurs, un maximum favorable du comportement des argiles au filage peut être obtenu [7]. Pour ajuster le pH, on peut recourir aux carbonates ou aux hydroxydes de sodium, de potassium ou d'ammonium. La quantité de produit à ajouter correspond à la neutralisation de l'acide argilique. Au delà de cette quantité, l'excès de carbonate soluble dans l'eau, provoque une granulation indésirable [7]. Des essais montrent que le traitement qui assure d'une façon générale, de meilleurs résultats est celui pour lequel le pH des argiles acides est ramené entre 6 et 8,5 et celui des argiles neutres ou basiques entre 7,3 et 10,5 [7]. Toutefois, ce résultat ne doit pas être interprété ipso facto comme la plus grande amélioration, mais seulement comme un fait. L'intérêt d'ajouts de carbonate de sodium réside au prix de revient peu élevé d'une telle opération : En effet, au Cameroun le prix du kilogramme de Na2C03 est sensiblement 1500Fcfa. Un ajout de 0,5% de ce produit par

rapport au poids sec de terre conduit à une dépense de 7500F cfa à la tonne, ce qui est minime compte tenu des résultats qu'on peut en attendre. La solubilité du carbonate étant de 150g au litre environ, son ajout à la terre ne présente aucune difficulté : Il réagira mieux et son action sera plus efficace que s'il est ajouté sec à la terre [7].Les améliorations obtenues par cet ajustement du pH peuvent se résumer ainsi :

- l'argile est plus plastique : Il suffit d'une faible pression pour assurer son écoulement à travers une filière ;

- la quantité d'eau de façonnage se trouve diminuée et la texture physique du produit filé est améliorée ;

- le feuilletage disparaît, la surface est lisse et il apparaît moins de fentes et de défauts d'arêtes ;

- un bon ajustage du P^H permet l'étirage de produits creux sans arrachement de cloisons avec des argiles brutes impropres à ce mode de fabrication ;

- pour certaines argiles, le séchage est facilité, mais pour d'autres au contraire, ceci peut paraître plus délicat ;

- la température de cuisson peut être abaissée, car le tesson est plus compact, de porosité plus faible et de résistance à la compression et à la flexion plus élevée ;

- la couleur est généralement améliorée et il est possible d'obtenir des produits rouges avec des argiles calcaires cuisant jaune clair [7].

L'air existant dans le système poreux des pièces céramiques humides peut fortement entraver le séchage. En effet, il provoque localement la rupture des courants capillaires. En outre, l'air emprisonné se dilate au chauffage dans le séchoir et peut même entraîner la rupture des pièces, raison pour laquelle le façonnage sous vide est avantageux [8].

II-2 : LE SÉCHAGE

Le séchage consiste à l'élimination de l'eau contenue dans les produits façonnés ou dans les matières premières [6,8].Cette extraction peut se faire de deux façons :

Pour sécher des matières premières ou produits céramiques façonnés, le séchage thermique est presque toujours utilisé [8].

Le mode de liaison d'eau d'humidité dans les argiles peut être de différentes natures. En considérant que cette eau s'échappe du produit par suite de la destruction de la liaison argile-eau, et que celle - ci consomme de l'énergie, il semble plus logique de ne se baser que sur l'énergie de liaison du produit à sécher pour comparer les différents types d'eau.

Dans le cas du séchage thermique, l'eau liée chimiquement (eau de cristallisation) subsiste dans les produits, et ne sera donc pas abordée ici.

L'absorption de liquide par un gel est généralement accompagnée d'un gonflement. Pour cette raison, l'eau liée est appelée eau de gonflement ( l'eau de gonflement dans les minéraux tels que ceux de la montmorillonite, appartient également à cette catégorie)[8]. Ainsi, abstraction faite à celle liée chimiquement, l'eau de gonflement est la plus difficile à éliminer.

L'eau liée physiquement apparaît essentiellement sous deux formes : l'eau capillaire et l'eau superficielle. L'eau capillaire présente la liaison la moins solide. Elle remplit les cavités et canaux qui forment un système cohérent de capillaires entre les particules d'argile. Cette eau est aussi appelée eau des pores.

En résumé, il existe trois types essentiels d'eau : l'eau des pores, l'eau des enveloppes et l'eau de gonflement [8].

Selon la nature de la matière première, la proportion de ces types d'eau, rapportée à la totalité d'eau existant dans une pâte, peut être différente. Il ressort de ces constatations que la vitesse et la sensibilité au séchage des pâtes dépendent dans une large mesure de la nature de la matière première [5,8].

L'eau contenue dans les produits ne peut s'échapper qu'à la surface de ce dernier ou plus précisément à l'interface produit-air ambiant.

En s'évaporant, l'eau peut s'échapper par diffusion dans l'air. Ce phénomène dépend de la température, de l'humidité relative et de la pression de l'air. Un air complètement saturé de vapeur n'absorbe plus d'eau provenant du produit : Il n'y a pas de séchage.

Dès que le processus de séchage commence par la migration de molécules d'eau en direction de l'air, il se forme un gradient d'humidité entre la surface des pièces où débute le séchage et l'intérieur encore complètement humide. Le séchage débutant en surface s'accompagne d'un retrait, caractérisé par le fait que les capillaires de la surface, et au fur et à mesure que le séchage progresse, ceux d'une couche superficielle plus épaisse rétrécissent. Des études physico-chimiques montrent que le rétrécissement des pores capillaires, loin de freiner le mouvement d'eau de l'intérieur vers l'extérieur, favorise cette migration conjointement avec le gradient d'humidité [8]. En effet, lorsque deux capillaires de diamètres différents et remplis d'eau se rejoignent, l'eau passe automatiquement du capillaire le plus gros vers le petit. Ceci veut dire que l'eau migre de l'intérieur vers la surface de la pièce d'où elle passe par diffusion dans l'air atmosphérique [8].

L'une des principales causes d'apparition des fissures ou de l'existence des casses dans les briques est une grande vitesse de séchage. Celle-ci est difficile à contrôler lorsque les briques sont exposées dans l'air atmosphérique. Une grande vitesse de séchage peut être due à l'action du soleil, ou à une faible humidité relative de l'air. Celle- ci peut être atténuée en protégeant les briques du contact direct des rayons du soleil [6 ].

Néanmoins, le séchage naturel conserve un avantage par rapport au séchage artificiel : l'économie d'énergie.

Ce type de séchage doit limiter les pertes de briques dues aux fissurations et aux gauchissements. La vitesse avec laquelle l'eau s'évapore à la surface de la brique ne doit pas être plus grande que celle de diffusion à travers les fins pores de la brique. Ainsi, il n'y a pas de raison d'accélérer le séchage à la surface du matériau ou de chauffer ce dernier au-delà d'une certaine température. En effet, des dispositions contraires à ce qui précède causeront un retrait rapide de la surface vers l'intérieur de la brique, avec apparition des fissures ou simplement la présence des fentes [5,6,8].

Une fois que l'eau colloïdale est éliminée, la vitesse de séchage peut être élevée pour évacuer l'eau qui remplit les pores [5].

Un séchoir moderne, prototype de séchoir artificiel, fonctionne sur des bases rationnelles. Dans ce cadre, le système de régulation automatique trouve des applications précieuses. Le contrôle de la régulation nécessite les instruments et appareils ci-après :

1.Thermomètres et thermographes, pour mesurer et enregistrer la température à divers emplacements du séchoir.

Il est possible d'améliorer le séchage grâce aux méthodes de préparation de la matière première. En effet :

- elles créent un réseau complexe de pores qui offre à l'eau un nombre élevé de voies pour quitter l'intérieur des produits. De plus, si le mélange est homogène, les conditions de séchage plus uniformes s'établissent dans les pièces. Les différences de retrait aux divers points des produits ne sont alors pas trop importantes et les fentes de séchage peuvent être évitées.

- si le retrait au séchage est trop grand (> 7%), il faut s'attendre à des dommages, même si la conduite du séchoir est parfaite. Dans ce cas, le résultat peut être amélioré par le dégraissage de la pâte. L'emploi de dégraissants à faible porosité permet en outre de réduire la teneur en eau de la pâte [4,8].

- le troisième moyen pour accélérer la vitesse de séchage est la préparation à chaud. Grâce au chauffage, l'eau est plus fluide et facile à être expulsée. Une pâte préparée à chaud contient moins d'eau et la quantité de cette dernière à éliminer est faible [5,6].

II-3 : LA CUISSON

La cuisson est l'opération finale et décisive de la fabrication des produits céramiques préalablement façonnés. Pendant ce processus, il se développe un fluide visqueux, qui au refroidissement conduit à la consolidation et à la diminution de la porosité [9].

Quelque soit le système de chauffage utilisé, il est recommandé que le début de cuisson commence par une faible vitesse de montée en température (préchauffe), jusqu'à ce que toute l'eau résiduelle de façonnage soit éliminée. Dans le cas contraire, la formation de vapeur à l'intérieur de la masse du produit pourrait la faire éclater [2,6]. Dans les fours traditionnels à combustible, une fois que les fumées ne contiennent plus de la vapeur d'eau, une montée en température de 50°C par heure donne des résultats satisfaisants [6]. Au cours de la cuisson d'une terre argileuse, les importantes étapes de transformation sont :

A partir de 450°C et au-delà, certains minéraux se décomposent. Les minéraux argileux perdent leur eau de constitution et se déstructurent complètement. Pour le cas de la kaolinite, la transformation en métakaolinite se fait suivant la réaction :

D'autre part, c'est le début de la décomposition de certains minéraux comme le calcaire, la dolomite ... La matière organique s'oxyde en formant du CO2 si le four est bien aéré. Les gaz issus de ces réactions doivent être évacués par un tirage suffisant, car trop de CO2 issu de la combustion dans un four qui tire mal inhibe la pyrolyse des carbonates [10].

Toutes les argiles naturelles contiennent une quantité appréciable de quartz [11]. Le réseau cristallin de ce minéral dépend de la température à laquelle se trouve le produit. A la température ambiante, le quartz est sous la forme a . Lors de la montée en température, les cristaux du minéral se redisposent dans un ordre peu différent. En effet, à 573°C le quartz a passe sous la forme de quartz 5. Cette transformation réversible s'accompagne d'un accroissement de volume d'environ 2% [2,10]. Ce changement de volume, bien qu'assez faible doit s'accomplir lentement pour éviter des dégâts éventuels (fissures ou rupture des produits). La vitesse de chauffe à ce niveau doit donc être assez lente. Les mêmes précautions doivent être prises lors du refroidissement.

Autour de 980°C, la métakaolinite est transformée en spinelle alumineuse suivant la réaction [12 ] :

D' autre part, les impuretés fusibles commencent à fondre et la masse vitreuse qui en résulte cimente les cristaux de minéraux stables (mullite, cristobalite) en formation, ce qui diminue grandement la porosité [2,9].

II- 3-2 Vitesse de cuisson -- Economie d'energie

Dans plusieurs types de fours artisanaux, la vitesse de montée en température est assez lente. Cela peut être dû au manque de contrôle précis de la température ou à une capacité d'alimentation en énergie faible. Toute fois, il est important de signaler que, les faibles vitesses de montée en température engendrent beaucoup de pertes d'énergie, malgré leur aspect sécurisant. Par contre, les vitesses plus grandes font gagner en temps, en énergie et par conséquent, baissent le coût de production si la cuisson est bien conduite (sans casses dues aux variations dimensionnelles brutales).

La vitesse de montée en température optimale est donc celle qui conduit à un temps de cuisson minimale avec le meilleur rendement de brique de bonne qualité [6].

Notre étude a porté sur le matériau d'Etoa ( utilisé à PROMOBAT) et l'argile sableuse de Nkolbisson, matériau pouvant améliorer l'aptitude au séchage de la première.

III-1-1-1 : L'argile fusible d'Etoa

Le gisement d'argile d'Etoa (AE), situé sur l'interfluve des cours d'eau Mefou et Mfoundi et son affluent Ezala a fait l'objet de recherche et d'étude des argiles alluviales par BRGM [13].

Les sondages effectués par NGON NGON [13] montrent que la nature des alluvions dans cette région est très variée d'un point à l'autre d'une même terrasse alluviale et suivant la profondeur. Les résultats de ces travaux mettent en évidence trois profils :

- un profil stérile, essentiellement constitué des matériaux peu argileux ou argiles indésirables pour la céramique ;

- un profil moyennement sableux, constitué d'argiles sableuses et dont l'épaisseur est variable (0,8 à 1m) ;

- un profil argileux, constitué d'une couche humifère argilo - organique, gris sombre de 40 cm d'épaisseur et une couche argileuse d'épaisseur 3,5 m par endroit.

III-1-1-2 : L'argile sableuse de Nkolbisson

Le gisement est situé dans le flanc de la rivière Amga, à environ 2 Km de l'usine SNEC de Nkolbisson. Les populations de la région affirment que dans le passé, cette argile était utilisée pour la production des objets de poterie [14]. Selon les travaux de AMOUGOU,[14] les épaisseurs mises en évidence varient entre 1,10 à 2,70 m. Cette argile est très sableuse, de couleur variable et à granules ferrugineuses.

III-1-2 : Le sable fin de rivière

Le sable utilisé est de couleur grise. Il provient de la décomposition des roches granitiques et est souvent transporté par la pluie et le vent pour s'accumuler au fond des cours d'eau.

III-2 : LES MÉTHODES EXPÉRIMENTALES

Les matériaux argileux AE et AN ont fait l'objet d'une caractérisation préliminaire : l'analyse granulométrique (tamisage humide et sédimentométrie), et la détermination des limites d'Atterberg.

III-2-1-1 : Analyse granulométrique par tamisage humide

Elle consiste à séparer les différentes fractions et à les évaluer en pourcentage pondéraux de l'ensemble de l'échantillon [15].Chaque matériau argileux est d'abord séché dans l'air atmosphérique, puis étuvé à 105°C pendant 24h. Par la suite, 500g de matériau sont pesés, trempés dans l'eau pendant 24h, puis passés à travers une colonne de tamis : 2 et 1,6 mm, puis 500,400,200,125,et 100 um. Après plusieurs lavages, les tamis, contenant les refus sont séchés à l'étuve pendant 24h à 105°C. Les différentes fractions sont calculées par pesée. Pour finir, la proportion de particules inférieures à 100 um est retenue pour effectuer l'analyse granulométrique par sédimentométrie.

III-2-1-2 : Analyse granulométrique par sédimentométrie

Cette analyse permet de déterminer le pourcentage de particules argileuses dans un matériau. Dans l'étude des sols, on désigne par argile la fraction de matériau comprenant des éléments de diamètres inférieurs à 2 um, et séparés au cours de l'analyse mécanique [16].

Le principe de la sédimentométrie est basé sur la loi de Stockes qui mesure la vitesse (v) de décantation des particules sphériques dans un milieu visqueux sous l'influence de la force de gravitation et de la résistance du milieu [17,18]. Cette vitesse est donnée par la relation :

Si pendant un temps t(seconde) les particules ont sédimenté d'une hauteur Ht(cm), la vitesse de ce mouvement est égale à Ht/t

La loi de Stockes étant établie pour les grains sphériques, le résultat de la mesure ne peut correspondre qu'aux diamètres équivalents. En prenant le temps en minutes, dy en micromètre et ñ_s en g/cm³, nous avons :

La masse volumique du matériau n'étant pas connue, nous avons pris ñ_s = 2,65 g/cm3 qui est celle du quartz [ 17,18].

H0 = distance du centre de gravité du volume du bulbe du densimètre à la division 1000 ;

C_m = hauteur du ménisque en fraction de division, mesurée sur l'éprouvette due à l'introduction du densimètre.

A l'instant t(min) et à la profondeur Ht(cm), on ne trouve que des particules de dimensions inférieures ou égales à dy. Le pourcentage de ces particules s'obtient suivant la formule

La lecture dans A ou B est effectuée après 0.5, 2,5,10,30 minutes et 1,2,3,5, 24 heures.

III-2-1-3 : La plasticité

La limite de liquidité est la teneur en eau qui correspond à la fermeture de la rainure sur un centimètre de longueur après environ vingt cinq chocs (appareil de Casagrande). Le matériau argileux est au préalable lavé au tamis de maille de 400um puis conservé pendant 24 heures dans l'eau. Après décantation, il est répandu sur une plaque de plâtre pour séchage et homogénéisation avant d'être placé dans l'appareil de Casagrande où une rainure est creusée dans la coupelle comportant l'échantillon. La manivelle est tournée à une vitesse de 2 chocs par seconde jusqu'à ce que la rainure se ferme sur un centimètre.

Des essais successifs sont effectués en laissant évaporer l'eau progressivement. Le procédé est tel que le nombre de chocs soit compris entre 15et 35 pendant cinq essais. La limite de liquidité est donnée par la formule :

La pâte argileuse du dernier essai de la limite de liquidité est utilisée pour déterminer la limite de plasticité : après un léger séchage, on forme une boule de 12 mm de diamètre environ que l'on utilise pour faire un cylindre de 10 à 15cm environ avec 3mm de diamètre en roulant sur une surface plane, sèche, propre et non absorbante. La limite de plasticité est la teneur en eau du cylindre qui se brise lorsqu'on le soulève de 1à 2cm. Elle est donnée par la formule :

Elle est obtenue en faisant la différence entre la limite de liquidité et celle de plasticité. L'indice de plasticité indique l'intervalle dans lequel le matériau argileux est façonnable. Sa formule est donnée par l'équation :

III-2-1-4 : Mesure du pH

Compte tenu de l'influence du pH sur l'aptitude au filage des pâtes nous avons jugé intéressant de mesurer le pH d'une solution saturée en argile AE.

Après avoir étalonné le pH-mètre dans une solution étalon de pH = 6,86 , son électrode est nettoyée et introduit dans un bêcher contenant 30ml d'eau distillée placé sur un agitateur magnétique. La poudre d'argile (diamètre inférieur à 400um) est par la suite introduite dans le bêcher jusqu'à l'obtention d'une solution saturée. La lecture du pH est effectuée une fois que l'on n'observe plus des variations sur l'écran.

III-2-2 : Formulations élaborées

L'adjuvant minéral le plus fréquemment utilisé dans la fabrication des briques de terre cuite est le sable quartzeux. Il est utilisé comme dégraissant dans les argiles plastiques dites grasses, de préférence à d'autres agents dégraissants [19,20].

Compte tenu du fait que AE est assez grasse, (retrait sur sec de 7%) ce matériau se trouve dans les limites maximales acceptables pour les produits de terre cuite,[6,8]. Dans le

souci d'améliorer l'aptitude au séchage de cette argile, nous avons effectué des ajouts de 0 , 20, 30 % d'argile AN d'une part, et 9, 15% de sable quartzeux d'autre part.

Les matériaux argileux (AE et AN) sont prélevés, séchés, broyés dans un mortier en porcelaine puis tamisés jusqu'à passage intégrale au tamis d'ouverture de mailles 400um. Le sable (SF) est tamisé à 200um. Pour la suite, les matériaux sont étuvés à 105°C pendant 24h et, conservés dans des sachets en plastique afin d'éviter la fixation d'eau atmosphérique. Le façonnage des produits de brique de terre cuite se fait généralement par extrusion [21]. Mais, suite au manque d'extrudeuse, nous avons utilisé les moyens compatibles avec les conditions expérimentales du laboratoire. Les éprouvettes de formulation argile d'Etoa (AE)-argile de Nkolbisson (AN), désignées E0, E20, E30, sont obtenues avec les pourcentages d'argile AN ciaprès : 0, 20 et 30% .

Les éprouvettes de formulation argile d'Etoa-sable fin (SF) dénommés AS9, AS15, sont obtenues avec les pourcentages de 9 et 15% de SF.

Pour une étude comparative, des éprouvettes (En ) ne contenant que l'argile de Nkolbisson (AN) étaient aussi façonnées.

Pour l'étude du séchage, de la poudre de matériau est humidifiée à 25% (eau déminéralisée), et malaxée manuellement jusqu'à l'obtention d'une pâte homogène. Le façonnage a consisté à mettre la pâte plastique en forme dans un moule en acier, puis à presser faiblement avec une presse hydraulique. A la fin du pressage, il en ressort des éprouvettes parallélépipédiques ( 7,9x3,9x1,8 cm ).

L'étude du séchage a été effectuée à l'aide des mesures des variations du retrait linéaire de séchage et de la perte de masse des éprouvettes de matériau en fonction du temps. Après le façonnage d'une éprouvette de matériau, sa masse est prise et une rainure de longueur déterminée est effectuée sur sa surface

Soient L0 et M0 ,respectivement, la longueur et la masse de l'éprouvette juste après façonnage, Lt et Mt , la longueur et la masse de l'éprouvette après un temps t de séchage . Le retrait linéaire de séchage à l'instant t est donné par la relation :

III-2-4-1 : Le séchage naturel

Ce mode de séchage consiste à étaler les éprouvettes de matériau sur un contre plaquet, dans l'air atmosphérique du laboratoire, à la température de 26°C #177; 1°C. Pour chaque composition de formulation, trois éprouvettes sont expérimentées et les mesures ( retrait linéaire de séchage et perte de masse ) sont effectuées toutes les 24h.

III-2-4-2 : Le séchage à l'étuve

Parallèlement au séchage naturel, le séchage iso thermique (50°C) à l'étuve a été effectué pour les autres éprouvettes de matériau. A cet effet, les mesures de variation de masse et de retrait linéaire de séchage ont aussi été effectuées toutes les 24h sur les éprouvettes de matériau. Toutefois, au cours de cette étude, les éprouvettes façonnées séjournent d'abord 24h dans l'air atmosphérique du laboratoire (température de 26°C #177; 1°C) avant d'être étuvées.

Les produits sont cuits dans un four électrique de marque FP34G et de capacité 0,02 m^3.. C'est un four programmable de température maximale 1280°C. La montée en température est de 2°C /minute et le traitement a porté sur la plage 850 -1100°C, avec un intervalle régulier de 50°C. La durée du traitement à une température donnée est de 2 heures.

Afin d'évaluer les performances des céramiques des formulations élaborées, les propriétés physiques suivantes ont été déterminées : la couleur, le retrait linéaire de cuisson, le pourcentage d'eau absorbée, la masse volumique apparente ainsi que la résistance à la flexion.

La couleur se définie comme l'impression que la lumière diffusée par les corps produit sur l'oeil [22]. Pour étudier la couleur des produits cuits, nous avons utilisé l'appréciation visuelle.

Le retrait linéaire de cuisson est le pourcentage de la variation de longueur de l'éprouvette de matériau après le traitement thermique [23].

En désignant par Lo et Lc les longueurs de l'éprouvette de matériau avant et après la cuisson, le retrait linéaire de cuisson Rc est donné par l'équation :

Cette grandeur est définie comme étant le rapport de l'augmentation de masse de l'échantillon entraînée par une imbibition partielle en eau à la masse sèche de l'échantillon. Cette imbibition est obtenue par immersion de l'échantillon dans l'eau à 20°C et à la pression atmosphérique pendant 24h [24]. Ces essais sont effectués selon le protocole P18-554 des normes Françaises, AFNOR [24]. Pour effectuer la mesure sur une éprouvette de matériau, sa masse Ms est d'abord déterminée à l'air libre après son étuvage à 105°C pendant au moins 24h. Elle est ensuite immergée dans l'eau distillée pendant 24h à la température de (20 #177;1)°C. L'éprouvette de matériau est ensuite soigneusement épongée avec du papier absorbant et sa masse Ma est déterminée. Le pourcentage d'eau absorbée, ab, est donné par l'équation :

La masse volumique apparente est définie comme étant le quotient de la masse sèche de l'échantillon par le volume occupé par la matière solide, y compris les vides contenus dans les grains (volume apparent) [24]. Les essais effectués respectent le protocole P.18-554 des normes Françaises [24]. La mesure de la masse volumique apparente est consécutive à la détermination du pourcentage d'eau absorbée. Ainsi, l'éprouvette de matériau imbibée d'eau (20°C) et de masse Ma est introduite dans une nacelle métallique. Le tout est plongé dans l'eau distillée d'un bêcher et la masse Ma' de l'éprouvette de matériau est mesurée. Si Ms désigne la masse de l'éprouvette étuvée à 105°C pendant 24h, la masse volumique apparente ñ_a est donnée par l'équation :

Elle est obtenue par calcul après mesure de la charge qu'un matériau peut supporter avant sa rupture. Les essais sont effectués à l'aide d'un appareil à flexion qui utilise la méthode des trois points. Ces essais sont basés sur le protocole P.61-503 des normes Françaises [25]. L'éprouvette est séchée à l'étuve à 105°C jusqu'à poids constant. Après refroidissement, elle est placée sur deux appuis cylindriques et horizontaux fixés sur un socle de mouvement vertical. Un troisième cylindre immobile est placé au-dessus, parallèlement et symétrique aux deux précédents. Le socle des deux cylindres à une vitesse ascensionnelle de 2,5mm /min jusqu'à la rupture de l'éprouvette de matériau. La lecture sur un écran permet de déterminer la charge produisant cette rupture. La résistance à la flexion est donnée par la relation

L = écart entre les cylindres horizontaux (en mm), b = largeur de l'éprouvette ( en mm),

III-2-7 : Dispositif utilisé pour mesurer les temperatures a PROMOBAT

Les mesures de températures à PROMOBAT ont été faites à l'aide des thermocouple et multimètre. Le thermocouple utilisé est du type Chromel / Alumel, avec une force électromotrice qui croît de -9 à 50 mv quand la température évolue de -200 à 1200°C [26]. Le point de soudure des fils est réalisé grâce au chalumeau-oxyacéthylénique.

Les connections sont effectuées de façon à avoir une force électromotrice positive lorsque la température s'élève.

IV.1- CARACTÉRISATION DES MATIÈRES PREMIÈRES

IV.1.1- Analyse granulométrique

Les résultats de l'analyse granulométrique des matériaux argileux d'Etoa (AE) et de Nkolbisson (AN) sont regroupés dans les tableaux II, III et IV , puis représentés sur la figure 3.

Ces résultats montrent que l'argile d'ETOA est constituée d'environ 40% de sable, 35% de limon et 25% d'argile minéralogique tandis que l'argile de Nkolbinsson est constituée de 66% de sable, 22% de limons et 12% d'argiles minéralogiques. Ces différences de proportion en fractions granulométriques de sables, limons et argiles minéralogiques ont une influence significative sur les propriétés rhéologiques et céramiques des matériaux. En effet, d'après la littérature, il est souhaitable que la granulométrie d'une terre argileuse pour brique soit étalée [6]. La granulométrie du matériau AE est donc compatible avec celle des terres argileuses pour brique, ce qui n'est pas le cas pour AN.

Masse sèche :500g
	AE		AN
(I) (mm)	Poids Refus cumulés (g)	Tamisat (%)	Poids Refus cumulés (g)	Tamisat (%)
1,6	5	99,0	12	97,6
0,5	29	94,2	92	81,6
0,4	35	93,0	121	75,8
0,2	69	86,2	200	60
0,125	103	79,4	258	48,4
0,1	131	73,8	290	42,2

% < 100um = 12,38 Température 25 #177; 1°C prise d'essai P = 20,0g volume de la suspension V = 1000 cm³
Densimètre : Ho = 19,5 d = 0,21 Cm = 0,5 Co = 1,7
Temps (1)	Lecture		R= A - B	Y %	Ht (cm)	dy (um)	% < dy
Temps (1)	A	B	R= A - B	Y %	Ht (cm)	dy (um)	% < dy
30	11	0,25	10,5	84,32	16,23	73,58	35,41
60	10	0,25	9,75	78,29	16,39	52,28	32,88
120	9,5	0,25	9,5	76,28	16,45	27,04	32,03
300	8,5	0,25	9	72,27	16,55	23,49	30,35
600	8,25	0,25	8	64,24	16,81	16,75	26,98
1800	7,5	0,25	7,75	62,23	16,81	9,68	26,14
3600	7	0,25	6,75	54,20	17,08	6,89	22,76
7200	6,25	0,25	6,25	50,19	17,18	4,89	21,08
10800	6	0,25	5,75	46,17	17,29	4,03	19,39
18000	5	0,25	5	40,15	17,44	3,11	16,86
86400	3,5	- 0,5	3	24,10	18,02	1,44	10,12

% < 100um = 13,80 Température 25 #177; 1°C prise d'essai P = 20,0g volume de la suspension V = 1000 cm³
Densimètre : Ho = 19,5 d = 0,21 Cm = 0,5 Co = 1,7
Temps (1)	Lecture		R= A - B	Y %	Ht (cm)	dy (um)	% < dy
Temps (1)	A	B	R= A - B	Y %	Ht (cm)	dy (um)	% < dy
30	11	0,25	10,75	86,33	16,24	79,60	63,88
60	10	0,25	9,75	78,29	16,45	52,38	57,93
120	9,5	0,25	9,25	74,28	16,55	37,15	54,96
300	8,5	0,25	8,25	66,25	16,76	23,64	49,02
600	8,25	0,25	8,00	64,24	16,81	16,74	47,53
1800	7,5	0,25	7,25	58,21	16,97	9,91	43,08
3600	7	0,25	6,75	54,20	17,07	6,88	40,11
7200	6,25	0,25	6,00	48,18	17,23	4,89	35,65
10800	6	0,25	5,75	46,17	17,28	4,00	34,16
18000	5	0,25	4,75	38,14	17,49	3,11	28,22
86400	3,5	- 0,5	4,00	32,12	17,81	1,43	23,76

IV-1-2 La plasticité

La rhéologie étudie l'écoulement et la déformation de la matière [9]. Ainsi, l'étude de la rhéologie des pâtes peut conduire à la connaissance de la plasticité. Une masse semi-solide comme l'argile humide peut être plus ou moins déformée par une force mécanique sans perdre sa cohésion et sans que la masse montre une tendance à reprendre sa forme initiale. C'est dans ce sens qu'on emploie le terme « plasticité » en céramique [9].

Les résultats des limites de liquidité et de plasticité sont donnés dans le tableau V.

Tableau V : Résultats du test de plasticité des matériaux AE et AN comparés à ceux

De ces résultats, il en ressort que les matériaux AE et AN peuvent contenir 41 et 19% d'eau respectivement sans couler sous leur propre poids. Par contre, ils ne peuvent se déformer de manière plastique quand ils ont moins de 26 et 19% d'eau respectivement. Plus une argile est plastique, plus elle nécessitera d'eau pour former une pâte de consistance dite « normale » (c'est-à-dire ne collant pas aux doigts et pouvant supporter des corps inertes (dégraissant) tout en conservant une aptitude au façonnage appréciable et une résistance mécanique à sec suffisante pour assurer la fabrication ) [8,9].

La teneur en fraction fine du matériau AE supérieure à celle du matériau AN est l'une des raisons pour laquelle AE est plus plastique que AN

Ces résultats montrent donc qu'il est nécessaire d'envisager des ajouts de corps inertes dans le matériau AE pour améliorer son aptitude au séchage.

IV.1.3- Le pH

La mesure du pH d'une solution saturée d'argile AE a donné 5,70 . Ce résultat montre donc le caractère acide de ce matériau et laisse entrevoir la possibilité d'améliorer les propriétés rhéologiques de cette argile par le carbonate de sodium (si l'on s'en tient au fait expérimental qu'une argile acide convenablement traitée et dont les propriétés sont améliorées au maximum a un pH compris entre 6 et 8,5) [7].

IV.2- LE SÉCHAGE

Les études sur le séchage des formulations élaborées montrent que l'aptitude au séchage du matériau AE est améliorée par ajout d'argile AN ou du sable (figure 4a et 5a ). Le sable étant un dégraissant à faible porosité [8], pour une même teneur en eau d'imbibition, l'ajout de dégraissant a pour effet de diminuer la consistance de la pâte. Ce qui inhibe la tendance du sable à réduire le retrait linéaire de séchage. Dans la pratique industrielle, c'est plutôt la consistance de la pâte qui intervient au cours du façonnage, de sorte que l'ajout du sable a pour rôle la diminution de la quantité d'eau d'imbibition, la facilitation du séchage et la réduction du retrait linéaire de séchage [7,8]. La diminution des variations dimensionnelles entraînant alors la diminution du risque d'apparition de fentes de séchage.

Les résultats obtenus sur le séchage naturel sont consignés dans le tableau VI. Les figures 4a et 4b montrent l'évolution de la perte de masse et du retrait linéaire de séchage des éprouvettes de matériau pendant le séchage (air atmosphérique).

Au cours du premier jour, la surface des produits est assez humide et la vitesse de séchage reste dans une large mesure fonction de la vitesse d'évaporation d'eau à la surface des éprouvettes de matériau, ce qui justifie les pertes de masse assez voisines pour 24 heures de séchage (figure 4a). A partir du 2^e jour, l'humidité de la surface commence à être conditionnée par le phénomène de diffusion capillaire : l'influence des dégraissants (qui améliore la diffusion capillaire) commence à devenir perceptible. Au 5^e jour, on observe une perte de masse de 16,9% pour E0 contre 18,1 , 18,6 , 18,8 ,et 19,4% pour E20,E30, AS9, et AS15 respectivement. A partir du 7^e jour, la diffusion d'eau dans les échantillons amaigris (E20,E30,AS9,AS15) est limitée par le gradient d'humidité. La différence de vitesse de séchage entre les éprouvettes de matériau non amaigris (E0), et amaigris (E20,E30,AS9,AS15) devient de plus en plus faible et il apparaît une perte de masse voisine de 22% après 10 jours de séchage pour toutes les formulations étudiées.

La figure 4b montre l'évolution du retrait linéaire en fonction du temps pour le séchage à l'air atmosphérique. De cette figure, il en ressort que les dégraissants diminuent le retrait linéaire de séchage. Cependant, la teneur en eau étant la même pour toutes les formulations élaborées, au-delà d'une certaine valeur de dégraissant incorporé, la pâte devient si molle que le retrait de séchage s'en trouve augmenté. Ce qui justifie le fait que AS9 présente un retrait linéaire de séchage inférieur à E0 , contrairement à E30 et AS15.

Les résultats sur le séchage à l'étuve sont regroupés dans le tableau VII. Les figures 5a et 5b présentent les variations de la perte de masse et du retrait linéaire de séchage en fonction du temps. Ces résultats montrent que les variations observées pour le séchage à l'étuve restent semblables à celles du séchage dans l'air atmosphérique.

Toute fois, en industrie, le coût énergétique du séchage artificiel nous amène à ressortir l'influence des dégraissants. La figure 5a présente l'évolution de la perte de masse en fonction du temps de séchage. D'après cette figure, après un jour d'étuvage, il apparaît une perte de masse de 12,6% pour E0 contre 14,4 , 15,1 , 14,4 , 15,2% respectivement pour E20,E30 , AS9 , AS15. En considérant un séchoir industriel qui contient 10 tonnes de produit à sécher, si l'apport de dégraissant entraîne le départ supplémentaire de 2% d'eau par rapport au matériau non dégraissé, pendant un même temps de séchage, cela revient à économiser une énergie nécessaire pour le départ de 200 kg d'eau des produits, ce qui n'est pas négligeable.

Pour toutes les formulations élaborées, les éprouvettes séchées aussi bien à l'air atmosphérique qu'à l'étuve n'ont présenté aucune fissuration. Les résultats obtenus montrent que la plus grande partie des fentes de séchage observées à la PROMOBAT seraient due à une préparation inadéquate de la matière première. En effet, beaucoup d'impuretés grossières se retrouvent dans la pâte suite au manque de broyeur en début de chaîne de production.

	1er jour		2^e jour		3^e jour		4^e jour		5^e jour		6^e jour		7^e jour		8^e jour		9^e jour		10^e jour
	AM (%)	R (%)	AM (%)	R (%)	AM (%)	R (%)	AM (%)	R (%)	AM (%)	R (%)	AM (%)	R (%)	AM (%)	R (%)	AM (%)	R (%)	AM (%)	R (%)	AM (%)	R(%)
E1	4,9	4,28	8,95	6,9	11,97	7,14	14,45	7,14	16,92	7,14	19,05	7,14	20,84	7,14	21,13	7,14	21,65	7,14	21,94	7,14
E3	5,48	3,09	9,22	5,71	12,98	6,9	15,32	7,14	18,10	7,14	20,30	7,14	21,5	7,14	21,79	7,14	22,23	7,14	22,41	7,14
E4	5,55	4,04	10,24	6,9	14,25	7,38	16,28	7,38	18,68	7,38	20,71	7,38	21,60	7,38	21,96	7,38	22,34	7,38	22,52	7,38
E9	5,67	3,09	9,51	5,23	12,43	5,95	15,68	6,66	18,8	6,66	21,00	6,66	21,68	6,66	21,99	6,66	22,67	6,66	22,82	6,66
E11	5,93	4,93	9,86	6,9	12,95	7,61	16,34	7,85	19,46	7,85	21,21	7,85	21,88	7,85	22,42	7,85	22,67	7,85	22,76	7,85

Tableau VII : Résultats sur le séchage isotherme à l'étuve (t° = 50°C, Eau de façonnage : 25% )

	1er jour (air libre)		2^e jour		3^e jour		4^e jour
	AM (%)	R (%)	AM (%)	R (%)	AM (%)	R (%)	AM (%)	R (%)
E1	6,44	3,80	12,67	7,14	24,34	7,14	24,66	7,14
E3	6,46	3,09	14,43	7,14	24,56	7,14	24,72	7,14
E4	6,30	4,04	15,06	7,38	24,54	7,38	24,69	7,38
E9	6,66	3,09	14,38	6,66	24,48	6,66	24,75	6,66
E11	7,05	4,93	15,15	7,85	24,52	7,85	24,76	7,85

Figure 4b : Retrait linéaire de séchage des éprouvettes de matériau en fonction du temps (séchage naturel )

Figure 5a : Perte de masse des éprouvettes de matériau en fonction du temps (séchage à l'étuve)

L'étude des propriétés physiques et mécaniques a porté sur la couleur, le retrait linéaire de cuisson, la perte au feu, le pourcentage d'absorption d'eau, la masse volumique apparente et la résistance à flexion.

IV.3.1- La couleur

Les résultats obtenus sont regroupés dans le tableau VIII. Ces résultats montrent que la couleur des céramiques de AE varient du rouge brique-clair (850°C) au rouge brique-foncé (1100°C). Les céramiques de AN sont brun-sombre à 850°C et deviennent brun-clair entre 900 et 1100°C.

L'incorporation du matériau AN dans l'argile AE conduit aux céramiques ayant un ton clair tandis que l'ajout de sable dans cette dernière argile est sans effet notable sur la coloration. La couleur rouge des produits de cuisson est probablement due à la présence des oxydes de fer. D'autre part, la couleur d'un tesson peut être modifiée par la présence des impuretés contenues dans le cru et par les conditions de cuisson (atmosphère plus ou moins oxydante et température maximale atteinte ) [3,27]. Ainsi, le changement de ton obtenu pour les céramiques de coupures AE-AN est dû à l'interaction entre les minéraux et les impuretés que l'argile de Nkolbisson produit avec les composants chimiques et minéralogiques du matériau AE .

Tableau VIII : Coloration des produits de cuisson en fonction de la température

Températures Formulations	850°C	900°C	950°C	1000°C	1050°C	1100°C
E0	Rouge brique claire	Rouge brique claire	Rouge brique claire	Rouge brique	Rouge brique	Rouge brique sombre
E20	Rouge brique claire	Rouge brique claire	Rouge brique claire	Rouge brique	Rouge brique	Rouge brique
E30	Rouge brique claire	Rouge brique claire	Rouge brique claire	Rouge brique	Rouge brique	Rouge brique
E_n	Brun sombre	Brun sombre	Brun clair	Brun clair	Brun clair	Brun clair
AS9	Rouge brique claire	Rouge brique claire	Rouge brique claire	Rouge brique	Rouge brique	Rouge brique sombre
AS15	Rouge brique claire	Rouge brique claire	Rouge brique claire	Rouge brique	Rouge brique	Rouge brique

IV.3.2- Le retrait lineaire (Re)

Le retrait linéaire de cuisson est un paramètre qui traduit la réactivité d'un matériau au cours de la cuisson [28]. Ainsi, l'augmentation de R_c dans les figures 6a et 6b est une conséquence des transformations chimiques qui se produisent dans ces matériaux. Par ailleurs, la figure 6a montre que le matériau AN (matériau argileux de Nkolbisson ) ne donne aucun retrait entre 850et 1050°C. En effet, ce matériau est très riche en quartz, de sorte que les réactions chimiques qui se produisent sont inhibées par la présence d'un excès de minéral quartzeux. Ce qui montre que ce dernier matériau est un bon adjuvant pour la diminution du retrait linéaire de cuisson. Ce qui précède explique donc la diminution du retrait pour les formulations E20 et E30, comparé aux céramiques obtenues avec la seule argile AE (E0). Pour ce qui est des valeurs de R_c pour les formulations AS9 et AS15 entre 850 et 1000°C, les résultats obtenus sont normaux, car le quartz est bien un adjuvant dégraissant sur cet intervalle de température.

Toutefois, au delà de 1000°C les valeurs de R_c augmentent fortement pour toutes les formulations, car, d'après certains auteurs [29,30], il se produit une réaction de réarrangement au sein du produit (passage de la métakaolinite à la mullite ou à la formation d'une phase spinelle et éventuellement apparition de l'alumine y .

Tableau IX : Retrait linéaire de cuisson (en %) des produits en fonction de la température

	850°C	900°C	950°C	1000°C	1050°C	1100°C
E0	0,77	1,54	1,78	2,3	3,32	6,92
E20	0	1,28	1,53	1,54	2,3	4,35
E30	0	0,25	0,77	1,28	1,53	4,29
En	0	0	0	0	0	1,49
AS9	0,76	0,76	0,76	0,76	3,05	5,37
AS15	0	0,76	0,76	0,76	2,34	4,07

Figure 6a : Retrait linéaire de cuisson des céramiques de coupures AE-AN en
fonction de la température

Figure 6b : Retrait linéaire de cuisson des céramiques de mélange AE-SF en
fonction de la température

IV.3.3- La perte au feu (PF)

Les résultats de perte au feu des matériaux étudiés sont regroupés dans le tableau X et les figures 7a et 7b donnent les variations de PF avec la température. Ces résultats montrent que la perte au feu de E ₀ (matériau AE ) varie de 8,44 à 10,19% entre 850°C et 1100°C, ce qui montre que les plus grandes pertes de masse se sont effectuées en dessous de 850°C. Ceci est normal, car en dessous de cette température, le matériau est sujet au départ d'eau de cristallisation, de la décomposition de la matière organique...Il apparaît également que la perte au feu diminue avec l'augmentation d'adjuvant. Ceci peut s'expliquer d'une part par le fait que les dégraissants quartzeux ne contiennent pas d'eau liée chimiquement et d'autre part, l'argile AN titre fortement en sable (tableau II )

Tableau X: Perte au feu (en % ) des produits de cuisson en fonction de la température

Figure 7a : Perte au feu des céramiques de coupures AE-AN
en fonction de la température

	850°C	900°C	950°C	1000°C	1050°C	1100°C
E0	8,44	8,59	9,12	9,66	9,98	10,19
E20	7,22	7,46	8,01	8,13	8,82	9,16
E30	6,33	6,77	7,23	7,61	8,09	8,63
En	4,64	4,76	5,13	5,67	6,04	6,58
AS9	7,36	7,45	7,99	8,44	8,93	9,27
AS15	6,81	6,83	7,35	7,83	8,26	8,88

Figure 7b : Perte au feu des céramiques de mélange AE-SF
en fonction de la température

IV.3.4- Le pourcentage d'absorption d'eau

Le pourcentage d'absorption d'eau est une propriété très importante en céramique. Elle permet d'avoir une idée sur le taux de grésification du tesson [31-34]. Les figures 8a et 8b montrent la variation du pourcentage d'absorption d'eau du matériau AE en fonction de la température, du pourcentage d'ajout de sable et du pourcentage d'ajout du matériau AN. Ces résultats montrent que pour une formulation donnée, le pourcentage d'absorption d'eau diminue avec l'augmentation de la température. Ceci serait dû à l'augmentation du taux de grésification avec la température. Nous notons également que l'introduction du sable a pour effet d'abaisser légèrement le pourcentage d'absorption d'eau à basse température (850°C - 900°C), tandis qu'a haute température (1050- 1100°C ), cette introduction a des effets contraires. Ceci peut s'expliquer par le fait qu'à basse température, le taux de grésification de notre matériau étant très faible, la présence de sable dans le tesson entraîne la rupture des courants capillaires ; Ce qui entraîne la diminution du pourcentage d'absorption d'eau. Par contre, à haute température, sa présence inhiberait les réactions de consolidations qui conduisent à la réduction de la porosité.

D'après Melo et al[35], le pourcentage d'absorption d'eau des briques de terre cuite ne devrait pas dépasser 20%. Si l'on s'en tient à cela, on pourrait dire que la température idéale de cuisson de nos produits se situerait entre 1050 et 1100°C. Ce pourcentage ne doit non plus être trop faible. En effet, la texture d'une terre cuite joue un rôle essentiel sur l'adhérence du produit à un mortier de ciment [7].

Tableau XI : Pourcentage d'absorption d'eau des produits de cuisson en fonction de la température

Figure 8a : Pourcentage d'adsorption d'eau des céramiques de coupures AE-AN en
fonction de la température

Figure 8b: Pourcentage d'adsorption d'eau des céramiques de mélange AE-SF en
fonction de la température


Formulations	850°C	900°C	950°C	1000°C	1050°C	1100°C
E0	25,41	24,43	24,47	24,09	21,02	14,23
E20	23,27	22,98	23,35	22,86	20,31	15,17
E30	22,25	21,91	22,52	21,62	19,91	17,2
En	15,88	15,98	15,52	15,13	15,44	14,49
AS9	23,62	23,39	23,73	23,29	19,81	14,94
AS15	22,5	22,31	23,53	22,61	19,62	15,26

IV-3- 5 : La masse volumique apparente

Les résultats des masses volumiques apparentes sont regroupés dans le tableau XII. Les figures 8a et 8b montrent les masses volumiques apparentes des différentes formulations en fonction de l'évolution de la température. Les masses volumiques du matériau AE croissent de 1,61g/cm³ à 1,94g/cm³ quand la température évolue de 850°C à 1100°C. A basse température (850°- 900°C), les ajouts de sable élèvent légèrement la masse volumique, tandis qu'à haute température (1050°, 1100°C), on observe le phénomène contraire. Ceci peut s'expliquer par le fait qu'à basse température, les réactions de densification étant faibles, le sable est encore plus dense que la matrice céramique dans laquelle il est noyé ; tandis qu'à haute température, les réactions de consolidations entraînent une augmentation de la densité de la matrice. Ce qui a pour effet d'inverser le phénomène observé aux plus basses températures.

Tableau XII : Masses volumiques apparentes (en g/cm³ ) des produits de cuisson en fonction

Figure 9a : Masse volumique apparente des céramiques de coupures AE-
AN en fonction de la température

	850°C	900°C	950°C	1000°C	1050°C	1100°C
E0	1,61	1,64	1,65	1,65	1,72	1,94
E20	1,63	1,64	1,65	1,65	1,71	1,87
E30	1,65	1,66	1,66	1,66	1,71	1,8
En	1,74	1,74	1,72	1,77	1,79	1,76
AS9	1,63	1,65	1,66	1,65	1,74	1,91
AS15	1,65	1,67	1,65	1,64	1,75	1,82

Figure 9b : Masse volumique apparente des céramiques de mélange AE-
SF en fonction de la température

IV.3.6- La resistance a la flexion (8 )

Les résultats de la résistance à la flexion sont regroupés dans le tableau XIII. Les figures 9a et 9b présentent les variations de ö des différentes formulations en fonction de la température. Ces résultats montrent qu'entre 850 et 1100°C, la résistance mécanique des céramiques des formulations élaborées augmente avec l'élévation de la température et diminue avec la proportion de dégraissant incorporée. Entre 850 et 1100°C la résistance à la flexion du matériau AE varie de 1,78 à 7,30 Mpa tandis que celle de AS15 varie de 1,04 à 3,13 Mpa. Ceci nous montre l'aspect négatif de l'ajout de dégraissant sur les propriétés mécaniques de l'argile d'Etoa. En effet, bien que le dégraissant induise certains avantages au cours du séchage de l'argile d'Etoa, son apport ne doit pas dépasser 10% (en masse) si nous voulons atteindre une résistance à la flexion supérieure à 4Mpa à 1100°C. Généralement pour les produits céramiques, les propriétés mécaniques augmentent avec la température de cuisson jusqu'à ce que la phase vitreuse atteigne une proportion optimale. Au-delà de cette proportion, toute augmentation de la température entraîne leur diminution [33,34]. Ceci nous amène à croire que la résistance à la flexion de nos formulations peut encore augmenter si nous élevons la température de cuisson.

Les briques de terre cuite étant des matériaux fragiles, la rupture s'effectue au cours du chargement élastique dès que la contrainte atteint localement le seuil critique de décohésion inter atomique. Cette séparation se produit par propagation de fissures existant dans le matériau. La rupture est donc fortement influencée par la présence d'entaille (macro fissures) résultant de défauts de fabrication ou de conception [36,37]. Il est donc nécessaire de procéder à un broyage des matières premières et d'effectuer une bonne homogénéisation de la pâte avant le façonnage.

Tableau XIII: Résistance à la flexion (en Mpa ) des produits de cuisson en fonction de la température

Figure 10a : Résistance à la flexion des céramiques de coupures AE-AN en
fonction de la température

Figure 10b : Résistance à la flexion des céramiques de mélange AE-SF en
fonction de la température

	850°C	900°C	950°C	1000°C	1050°C	1100°C
E0	1,78	2,36	2,57	2,76	4,49	7,3
E20	1,6	1,66	1,61	2,23	2,93	4,6
E30	1,29	1,49	1,62	1,79	2,42	3,59
En	0,58	0,67	0,72	1,06	1,14	1,41
AS9	1,57	1,72	2	2,08	3,46	4,76
AS15	1,04	1,42	1,58	1,96	2,07	3,13

Les résultats des mesures de températures effectuées à PROMOBAT sont regroupés dans le tableau XIV. Étant donné que nous avons utilisé un thermocouple à une soudure, à la température correspondante à la force électromotrice lue sur le multimètre, nous ajoutons la valeur de la température ambiante (26°C) pour obtenir la température mesurée. La figure 11 montre l'évolution de la température en fonction du temps pour une cuisson réalisée au cours du mois de décembre 2003. Cette courbe représente un programme de cuisson dont la vitesse de chauffe ne constitue aucun danger pour la qualité des produits. Malheureusement, suite à l'absence de capteurs et d'enregistreurs de températures à PROMOBAT, les programmes de cuisson varient en fonction de la nature et de l'humeur de ceux qui cuisent. C'est l'une des raisons pour laquelle on observe parfois des taux de casse très élevés (supérieure à 50%) sur cuit. D'après la figure 11, il ressort que la température maximale à l'endroit où est placé le thermocouple est de 836°C. Par ailleurs, nous avons noté des écarts de température supérieure à 300°C dans le four au cours de la cuisson ; ce qui justifie quelques différences observées quant à l'aspect des produits cuits.

Tableau XIV : Résultats des mesures de température effectuées à PROMOBAT

Temps (heures)	0,5		1		1,5		2		2,5		3	3,5		4		4,5		5		5,5		6	6,5		7		7,5		8		8,5		9	9,5		10
f.e.m (mv)	0,8		1,2		1,8		2,3		3,1		3,9	4,5		4,8		5,1		5,5		6,5		8,3	9,6		10,4		10,9		12,5		14,0		15,3	16,7		17,5
Températures (°C)	46		56		71		83		102		121	136		143		150		160		185		230	262		282		294		333		371		396	433		452
Temps (heures)		10,5		11		11,5		12		12,5			13		13,5		14		14,5		15			15,5		16		16,5		17		17,5			18
f.e.m (mv)		18,2		19,3		22,5		23,6		24,7			25,1		26,8		27,9		28,1		29,0			29,5		30,7		31,7		32,8		33,7			33,6
Températures (°C)		469		495		570		595		621			631		671		697		702		716			735		763		788		814		836			833

Figure 11 : Variations de la température en fonction du temps de chauffe à PROMOBAT

IV.5- SUGGESTIONS

La qualité des briques produites à PROMOBAT peut être améliorée par l'installation d'un broyeur en début de chaîne de production. Cela limitera les fentes de séchage et pourra permettre le cas échéant l'utilisation de chamotte (casses sur cuit) comme dégraissant. Ceci nous donne l'organigramme de production suivant :

PROMOBAT gagnerait également en augmentant l'espace de séchage. Cela pourra permettre entre autre le stockage d`une quantité plus importante de briques sèches, le maintien d'un travail constant au niveau de la fabrication, et une limitation de l'utilisation du séchoir électrique. En effet, l'espace de séchage actuel permet le stockage de 40.000 à 50.000 briques (10,5x15x30cm ). Pour une production moyenne de 6000 briques par jour, il faut environ une semaine pour remplir l'espace de séchage et de stockage. Si entre temps les cuissons ne sont pas faites, la fabrication est paralysée à cause de la non disponibilité d'espace à sécher et à stocker les produits façonnés. D'autre part, lorsque la demande est forte et que PROMOBAT se trouve obligée de réaliser deux à trois cuissons par semaine, les briques sèches disponibles sont parfois insuffisantes. Si au contraire PROMOBAT augmente l'espace de séchage de façon à pouvoir sécher et stocker 100.000 à 200.000 briques à la fois, elle pourra se passer de l'utilisation du séchoir électrique dont la consommation énergétique est assez significative.

En effet, le temps moyen de séchage naturel d'une brique (environ 10 jours) et la vitesse de façonnage de 6000 briques par jour pourront être suffisant pour alimenter les deux fours en briques sèches pour des cuissons de 10 à 20000 briques par semaine, ce qui représente à peu près la capacité de production actuelle de PROMOBAT.

L'énergie pour le séchage naturel étant gratuite, le séchoir électrique ne serait alors utilisé qu'en cas de nécessité (demande de briques de format non disponible, conditions climatiques très défavorables, augmentation de la production suite à la construction de nouveaux fours...).

Pour ce qui est de la cuisson, l'une des astuces qui pourrait rendre le processus efficient serait de s'assurer que toutes les briques entrant dans le four sont totalement sèches. Ainsi, on ne gaspillera pas de combustible pour achever un processus qui aurait pu être fait naturellement [38]. Ceci anéantirait d'autre part le risque de casse dû à l'élévation de la pression de vapeur d'eau dans les pores des produits lorsqu'ils sont enfournés humides.

Concernant le combustible bois, il serait bénéfique pour PROMOBAT lors des achats de rechercher les matériaux les plus massifs et de les entreposer à l'abri des pluies : en effet, le bois massif sec montre des propriétés calorifiques plus élevées que le bois humide [39].

Il ressort de ce travail que les propriétés céramiques de nos différents produits de cuisson (masse volumique apparente, la résistance à la flexion, la perte au feu et le retrait linéaire de cuisson) croissent avec l'évolution de la température pendant que le pourcentage d'absorption d'eau décroît.

Nous avons également observé que les ajouts de dégraissants diminuent les propriétés mécaniques de l'argile d'Etoa, malgré le fait qu'ils améliorent son aptitude au séchage. Les résultats de résistance à la flexion de nos échantillons cuits à basse température (850 - 1050°C) sont relativement faibles par rapport aux normes Françaises (7Mpa pour les briques normales) [5] ; Cependant, étant donné la difficulté et le coût énergétique qu'une entreprise supporterait en cuisant ses briques à haute température ( 1100°C ), il serait sans doute plus sensé, si l'on veut améliorer les propriétés mécaniques des produits de cuisson, de rechercher plutôt une matière première fusible, qui pourrait développer des propriétés optimums autour de 950°C. Malheureusement, dans la pratique, cette hypothèse est le plus souvent écartée à cause du coût économique du transport quand le gisement et l'usine sont assez distants.

L'insensibilité de l'argile de Nkolbisson entre 850 et 1100°C (retrait linéaire et perte de masse qui croissent de 0 à 1,49% et 4,64 à 6,58% respectivement) laisse envisager la possibilité de son utilisation dans l'industrie des réfractaires alumino-silicatés.

En somme, PROMOBAT devrait prendre un certain nombre de disposition pour pouvoir pallier aux casses.

Au niveau de la fabrication, l'installation d'un broyeur en début de chaîne contribuerait beaucoup à diminuer les fentes de séchage. PROMOBAT devrait également veiller à ce que les produits se sèchent sans brutalité et s'assurer au moment de leur enfournement que le processus de séchage est terminé.

Pour ce qui est de la cuisson, un équipement en capteur de température pourra alléger la tâche des cuiseurs tout en leur permettant de rechercher le cycle de cuisson optimum.

Il serait enfin bénéfique pour PROMOBAT d'effectuer des tests tels que la résistance à la flexion et le taux d'absorption d'eau sur un échantillonnage de brique prélevé après chaque cuisson. Cela pourra leur permettre de s'assurer au moins de la constance de la qualité de leurs produits.

Les analyses chimiques et minéralogiques de nos échantillons pourraient rendre plus aisé l'interprétation des résultats.

c) Indice deplasticitéeIPp = WL--- ^WPdI P dW L dW P Ä I P Ä W L Ä W P

- ^pExemple de calcul: ÄIP = 14,4 ₄0,06 6₊ #177;0,499 ⁼(40,08 - 26,4440,08 -26,4^0,44

ÄPF = 8,91	1			1	×	0, 1 +	1			×	0, 1
	84,4 -7 6	,	9	84,4			84,4 -76	,	9