Résumé
La région de Kinshasa contient une abondance de
matières premières argileuses dans plusieurs de ses
localités. Ces matières argileuses font leurs preuves dans la
construction en terre cuite. Ce travail consiste à valoriser ces
ressources argileuses dans un autre secteur de construction : la terre crue.
L'objectif est de trouver une alternative durable et peu gourmande en
énergie.
Trois localités contenant d'importantes ressources
argileuses ont été échantillonnées : Kasangulu,
Lutendele et Ndjili Cecomaf. Ces matériaux sont
caractérisés afin de voir s'ils sont adaptés à la
construction en terre crue selon les techniques et les normes courantes :
Les matériaux argileux de Kasangulu possèdent
des caractéristiques minéralogiques (composition
minéralogique), physiques (masse volumique, teneur en eau naturelle,
granulométrie, indice de plasticité) et géotechniques
(résistance à la compression et à la flexion) qui font
qu'ils sont plus propices à la construction en terre comprimée
(pisé et BTC).
Les matériaux de Lutendele et ceux de Ndjili Cecomaf
sont caractérisés par des paramètres
minéralogiques, physiques et géotechniques qui font qu'ils sont
plus propices à la construction en terre moulée (adobe, mortier,
bauge).
Abstract
The Kinshasa region contains an abundance of clay raw material
in many of its localities. These clay materials show their ability in the clay
building. This work is to develop these resources in another clay construction
sector : the raw earth. The obdjective is to find a sustainable alternative
which consumes less energy
Three localities containing important clay resources were
sampled : Kasangulu, Lutendele and Ndjili Cecomaf. These materials are
characterized in order to see if they are suitable for earthen construction
techniques according to current standards :
The clay materials of Kasangulu possess mineralogical
characteristics (mineralogical composition), physical (density, natural water
content, particle size, plasticity index) and geotechnical (compressive
strength and flexural strength) that make them more conducive to compressed
earth construction (adobe and BTC).
Materials of Lutendele and Ndjili Cecomaf are characterized by
mineralogical, physical and geotechnical parameters that make them more
conducive to the construction of molded earth (adobe, mortar, bauge).
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I. Introduction
Ce mémoire s'inscrit dans un projet qui vise à
valoriser les gisements argileux de la région de Kinshasa et à
améliorer les matériaux de construction à base d'argile.
Deux raisons nous ont poussé à nous intéresser à ce
sujet.
- D'une part, la République Démocratique du
Congo est réputée pour ses ressources en matière
première. A l'heure actuelle la quasi totalité des
investissements nationaux ou internationaux, s'orientent vers les gisements
métalliques (cuivre, cobalt, zinc, manganèse, or...) (Carter
Center, 2002 ; Kating, 2014). Par contre les gisements d'argiles sont
plutôt délaissés à l'heure actuelle.
- D'autre part, la région de Kinshasa a connu une forte
expansion spatiale et démographique avec comme conséquence le
développement d'une région périurbaine (Lateef et al.
2010). A l'heure où elle est en (re)construction, la qualité de
l'habitat est un problème crucial.
Les gisements d'argiles produisent principalement de la
matière première pour l'industrie de la céramique et de la
construction. La fabrication des briques de construction à Kinshasa est
totalement faite de façon artisanale et les briques cuites sont
chauffées au bois, avec les problèmes qui en découlent,
notamment la déforestation (Schure et al., 2011 ; Wetshondo, 2012). En
outre, la fabrication des matériaux de construction est gourmande en
énergie. La tendance actuelle est de réduire au maximum la
température et la durée nécessaires au traitement
(Röhlen et al., 2013).
L'objectif de ce mémoire vise donc à produire,
à partir des argiles locales, des matériaux de construction
durables, peu gourmands en énergie et respectant l'habitat local. Cette
thématique sera appliquée pour les briques crues. Pour
répondre à cet objectif, la première étape a
consisté à un échantillonnage d'argiles à Kinshasa
(Lutendele et Ndili Cecomaf) et à Kasangulu, une localité
située dans la province du Bas Congo (Fig. I.1). Les régions
choisies se justifient par l'abondance des matières premières
argileuses et par des besoins importants de développement. Les
échantillons sont ensuite caractérisés d'un point de vue
chimique, minéralogique, et géotechnique puis testés pour
la construction des briques crues.
Ce mémoire fait suite à la thèse de
Wetshondo (2002). Cette dernière a porté sur l'investigation des
gisements argileux potentiels de la région de Kinshasa, leur
caractérisation, et une application dans le domaine de la
céramique de construction (briques cuites). Wetshondo a
inventorié les matériaux argileux dans six localités dans
la région de Kinshasa : Kingabwa, Kasangulu, Ndjili Cecomaf, Lemba Imbu,
BriKin et Lutendele, mais seules les argiles de 2 sites (Kasangulu et Kingabwa)
ont servi pour la caractérisation en laboratoire et la valorisation dans
le domaine des briques cuites. La caractérisation des matériaux
argileux de Kasangulu et de Kingabwa dans la thèse de Wetshondo a
été faite par les méthodes géotechniques (teneur en
eau naturelle, teneur en matières organiques, équivalent de
sable, granulométrie, limites d'Atterberg, pH, Proctor Normal
Modifié) ; microscopiques ; chimiques (fluorescence X, spectroscopie
d'absorption atomique) et minéralogiques (diffraction des rayons X,
spectroscopie infrarouge). Les principales conclusions de la thèse ont
été :
(1) Les matériaux de Kasangulu sont
caractérisés par une teneur en eau naturelle comprise entre 10 et
20%, un équivalent de sable variant de 10 à 14%, une teneur en
matériaux argileux de 2 à 32%. Ces matériaux sont aussi
plastiques (WL compris entre 35 et 49%, et WP compris entre 19 et 22%),
inorganiques (M.O <1%), limoneux (11 à 42% de limons), sableux (14
à 32% de sables fins et 24 à 35% de sables grossiers) et
latéritisés. Ils sont composés d'un assemblage
minéralogique dominé par la kaolinite, le quartz, la muscovite ou
l'illite, la goethite, la gibbsite, les feldspaths alcalins et la chlorite.
Selon ces caractéristiques, les matériaux
argileux de Kasangulu pourraient, selon Wetshondo, être
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valorisés pour la fabrication des briques cuites ou
stabilisées et éventuellement des tuiles.
Fig. I.1 : Situation
géographique de la République Démocratique du Congo et de
la ville province de Kinshasa (Ministère du Plan et Ministère de
la Santé Kinshasa, République Démocratique du Congo et
Macro International, 2008, modifié).
(2) Les matériaux argileux de Kingabwa sont
inorganiques (M.O <1%), grasses, et très plastiques (WL compris entre
71 et 83%, et WP compris entre 33 et 36%). Ils comprennent 40 à 60%
d'argiles et 40 à 55% de limons. Le minéral le plus abondant est
la kaolinite de bonne cristallinitée, accompagnée de quartz, de
l'illite et de la chlorite.
Ces caractéristiques montrent que les matériaux
argileux de Kingabwa constituent
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d'importantes ressources minérales qui peuvent
être valorisés dans la filière de la céramique fine
(émaux, porcelaine,...) (Wetshondo, 2012).
Ce mémoire élargira la caractérisation
(minéralogique, chimique et géotechnique) des argiles de la
région de Kinshasa à 2 autres localités (Lutendele et
Ndjili Cecomaf) ainsi qu'à 3 sites supplémentaires dans la
localité de Kasangulu (voir point III). Outre cette
caractérisation, la valorisation des matériaux argileux se fera
ici dans le domaine des briques crues.
La figure I.2 illustre les localités dans lesquelles
Wetshondo a répertorié les gisements d'argiles dans la
région de Kinshasa ainsi que les localités où ont
été prélevés les échantillons qui seront
caractérisés dans le cadre de ce mémoire.
Fig. I.2 : Localités
répertoriées par Wetshondo comme contenant des gisements de
matériaux argileux (carte modifié d'après Google Earth,
2015). Les localités suivies d'un astérisque n'ont pas
été échantillonnées dans le cadre de ce
mémoire.
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