Argile

GIE HUILEX SUPERCRITIQUE Argile innovazione tecnologica une ressource pour al servizio un avenir delle durable comunitĂ

Argile

une ressource pour un avenir durable

CaraCtéristiques de la ressourCe naturelle

Le terme argile se réfère à tous les matériaux naturels composés de grains fins, qui passent à l’état plastique une fois hydratés et durcissent avec le séchage ou la cuisson. L’argile est la matière première principale de l’industrie de la céramique, et de nombreux produits sont obtenus à partir d’argile modelée puis séchée ou cuite. On peut séparer les argiles en deux groupes, en fonction de leur température

de fusion : les argiles fusibles et les argiles réfractaires. Les réfractaires se distinguent par leur résistance à de très hautes températures (fusion à 1530 C°) et se caractérisent par une forte teneur en aluminium, un contenu minimum d’impuretés, et une grande plasticité.

Les argiles réfractaires sont utilisées pour la fabrication de produits nobles (sanitaires et porcelaines). Les argiles fusibles quant à elles, dites argiles à briques, fondent partiellement au dessus de 1150 C°. Leur composition varie : elles contiennent des quantités variables de sables, de calcaires, divers oxydes et matières organiques. Les argiles fusibles sont utilisées pour la fabrication de matériaux de construction (briques en terre crue et cuite, tuiles et carreaux) et de vaisselle.

introduCtion à la reCherChe Le projet ValReNa a cherché à valoriser cette ressource, notamment en rendant plus durables le processus de transformation. En effet, malgré leur ample diffusion et les multiples usages qui peuvent en être fait, les argiles présentent quelques limites, en particulier pour leur utilisation dans le bâtiment. Pour la construction de logements, on utilise habituellement des briques en terre cuite, produites au moyen de fours à bois artisanaux. Des volumes considérables de combustibles sont nécessaires pour faire fonctionner ces fours: on estime que pour produire un mètre cube de briques, il faut environ 300 kg de bois. La cuisson des briques est donc l’une des causes de la déforestation, et par conséquent une grave menace pour les écosystèmes sahéliens.

Cependant, la solution à ce problème peut venir des argiles elles-mêmes, grâce à la récupération et valorisation de connaissances ancestrales. En effet, depuis des millénaires en Afrique on construit les

maisons avec des briques en terre crue, dont la production n’entame en rien le patrimoine forestier. Par le passé, ce matériau a été progressivement délaissé, en raison de problèmes structuraux, surtout lorsque durant la saison humide les murs étaient érodés par la pluie, mais aussi à cause de son image de matériau pauvre et obsolète, en opposition à la modernité associée à la terre cuite. Pourtant, il s’agit là d’une croyance erronée. Partout dans le monde on trouve des exemples d’importantes constructions réalisées avec des briques en terre crue : les mosquées du Mali, les grands édifices du Yémen, pour ne pas mentionner le Maroc où des quartiers entiers ont été construits avec des briques crues. Le problème ne réside donc pas dans le matériau, mais dans les techniques de construction. En effet, pour obtenir un bon produit final, il est indispensable de disposer d’une bonne presse, d’un mélange d’argile homogène et d’un matériau collant efficace.

oBjeCtifs de la reCherChe L’objectif de la recherche était de valoriser l’argile locale en mettant au point une technologie qui permette de réduire la déforestation causée par l’utilisation du bois pour la cuisson de briques en terre cuite.

Ainsi, une machine a été conçue et fabriquée pour la production de briques en terre crue stabilisées à partir des variétés d’argile présentes dans la Vallée du Logone. Une des données principales prise en compte dans la conception de la machine a été son adaptation aux particularités du contexte ainsi que son appropriation par les communautés locales.

Machine pour la production des briques en terre crus stabilisé à l’aide de variétés d’argile dans la vallée du Logone.

Matériels et Méthodes de la reCherChe La recherche s’est déroulée en deux phases principales : une phase d’analyse des qualités des matières premières locales, et une seconde phase de conception d’une machine adaptée à ces matières.

En premier lieu, les chercheurs de l’Université de Ngaoundéré (Cameroun) ont procédé à l’analyse géotechnique d’échantillons de sol prélevés sur différents sites de la Vallée du Logone. A partir de ces échantillons, ils ont pu identifier les terrains qui se prêtaient le mieux à la fabrication des briques, les sites les plus intéressants se trouvant dans la région de Yagoua (Cameroun) et de Bongor (Tchad).

En parallèle, les chercheurs de l’Université de Brescia (Italie) ont mis au point une presse d’extrusion pour la fabrication de briques. A l’aide de cette machine, on a pu produire des échantillons de briques de terre crue mélangée à un faible pourcentage de ciment (5-10%). Les briques ainsi produites ont ensuite été soumises à des tests expérimentaux pour vérifier leurs propriétés structurales et leur résistance à l’eau. Au vu des bons résultats obtenus, une copie de la machine a été construite au Centre Technique de Maroua (CTM) au Cameroun, puis installée à Yagoua. Les compétences pour la fabrication et la maintenance de la machine ont ainsi été transférées aux techniciens locaux.

En outre, les résultats des tests montrent que la machine est plus efficace que d’autres modèles existants sur le marché africain, et les briques produites présentent de bonnes propriétés esthétiques, ce qui les rend plus «modernes» que les briques traditionnelles et donc plus attrayantes pour les clients potentiels.

résultats de la reCherChe Les chercheurs de l’Université de Ngaoundéré (Cameroun) ont catalogué les 5 types d’argile présents dans le sous-sol de la vallée du Logone et élaboré une cartographie des dépôts de matériaux argileux. d’extrusion pour la Une presse fabrication de briques en terre crue stabilisées a ensuite été conçue et testée à l’Université de Brescia. Puis, une copie de cette presse a été construite au Centre Technique de Maroua par des techniciens locaux supervisés par des chercheurs italiens. Différents tests ont été effectués avec les argiles disponibles sur place, afin

d’identifier les types les plus appropriés pour la construction des briques. Les tests effectués avec la presse d’extrusion ont démontré que, grâce à cette technique, il était possible de réduire de 90% les émissions de gaz à effet serre par rapport aux techniques de production de briques cuites, tout en obtenant un produit de qualité égale. Par ailleurs, les simulations ont montré que l’investissement initial pour la fabrication de la presse pouvait être amorti par les producteurs de briques dans un délai maximum de 7 ans, ce qui rend la technologie rentable à moyen et à long terme.

appliCations de la reCherChe La principale application est la production de briques en terre crue compétitives au niveau du prix et de la qualité par rapport aux briques traditionnelles en terre cuite. Une fois construite par le CTM, la presse a été transportée à la ville de Yagoua, dans un laboratoire appartenant à une Union de groupes de briquetiers professionnels. Certains bénévoles ont été formés à l’utilisation de la machine par les techniciens en charge de sa construction et les chercheurs concepteurs. Grâce à la collaboration de ces bénévoles, des essais pilotes ont pu être effectués pour le contrôle final de la presse. Une fois terminée, la machine a été cédée à l’Union des groupes de briquetiers qui a démarré l’utilisation à des fins commerciales. Une initiative a également été lancée par les briquetiers dans le but de promouvoir ces nouvelles briques et démontrer de façon efficace et

facilement compréhensible l’efficacité et la solidité du produit: la construction d’un monument public en briques crues, dont la réalisation est en cours, qui sera exposé dans un lieu bien en vue de la ville.

Preuve du potentiel du produit, le CTM a reçu en avril 2013 une commande pour une autre presse, sur la base du modèle développé par le projet. La construction de ce second modèle est déjà en cours au Centre Technique. La seule modification demandée concerne la source d’énergie alimentant la machine, car celle-ci devra également être utilisée dans des contextes sans électricité. Le premier prototype du nouveau modèle sera alimenté par des combustibles fossiles, mais dans l’avenir il serait intéressant d’étudier des modèles capables d’utiliser les énergies renouvelables, telles que l’énergie solaire.

ConClusions et perspeCtives Les importants gisements d’ argile que compte la vallée du Logone sont une ressource hautement exploitable pour le développement durable de la zone d’intervention.

Leur utilisation dans un processus aussi fondamental que la fabrication des briques, pour la construction de logements et autres infrastructures locales, fait de ces gisements une ressource essentielle pour la vallée. Dans ce contexte, la technologie développée par le projet permet à la fois de valoriser l’argile locale à une échelle semi-industrielle, et de préserver les forêts de la région, capitales pour le bon

développement de cette dernière. Les tests réalisés ont prouvé la viabilité économique de la technologie proposée, son adéquation au contexte, ainsi que la flexibilité qui la rend potentiellement exportable à d’autres contextes. La nouvelle commande déjà reçue par le Centre Technique de Maroua et l’ingéniosité commerciale démontrée par les briquetiers de Yagoua témoignent du potentiel de la presse et de l’ouverture de la population locale aux nouvelles techniques, autant de signaux positifs qui permettent d’envisager de futurs développements vers des machines alimentées par des sources d’énergie renouvelables.

BiBliographie thèses •

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“Progetto e costruzione di un prototipo per la produzione di mattoni in terra cruda in paesi in via di sviluppo”, di Alessandro Cappelletti, CETAMB, Università di Brescia, A.a2009 - 2010.

Vers. IT “Studio di un impianto pilota per la fabbricazione di mattoni in terra cruda in Camerun”, di Andrea Comini, CETAMB, Università di Brescia, A.a2010 2011. Vers. IT “Verifiche sperimentali e aspetti progettuali relativi ad una tecnologia semplice per la produzione di mattoni in terra cruda”, di Massimo Scalmana, CETAMB, Università di Brescia, a.a 2009 - 2010. Vers. IT

rapports •

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“Valorisation des matériaux argileux de la Vallée du Logone dans la production des briques en terres crues et stabilisés”, realisé par Jean Pierre Temga, ENSAI, Université de Ngaoundéré. 2012. Vers. FR Protocoles Eau et Briques: “Rapport des activités du 12 septembre 2011 au 15 décembre 2012”, realisé par Daniela Palazzini, CETAMB, Università di Brescia. 2013. Vers. FR

présentations

“État de la recherche au Cameroun et Tchad sur la fabrication de briques en terre crue stabilisée”, realisé par Daniela

Palazzini, CETAMB, Università di Brescia.

2010. Vers. FR • “Technologie appropriée pour la fabrication de briques en terre crue”, realisé par Angelo Mazzù, CETAMB, Università di Brescia. 2010. Vers. FR • “Construction de briques en terre crue/stabilisée et amélioration des processus traditionnelles d’extraction d’huiles”, realisé par Angelo Mazzù, CETAMB, Università di Brescia. 2010.

Vers. FR • “Les briques en terre crue et stabilisée”, realisé par Angelo Mazzù et Daniela Palazzini, CETAMB, Università di Brescia. 2011. Vers. FR • “Valorisation des matériaux argileux de la Vallée du Logone dans la production des briques en terres crues et stabilisées” realisé par Jean Pierre Temga, ENSAI, Université de Ngaoundéré. 2012. Vers. FR • “Construction de briques en terre crue/stabilisée”, realisé par Angelo Mazzù et Daniela Palazzini, CETAMB, Università di Brescia,. 2012. Vers. FR • “Production de briques en terre crue au Cameroun”, realisé par Robert Ndjouenkeu, Jean Pierre Nguetkam et Jean Pierre Temga, Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agro - Industrielles (ENSAI), Universitè de Ngaoundéré ; Angelo Mazzù, Daniela Palazzini et Francesco Vitali, CETAMB, Università di Brescia. 2012. Vers. FR

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“Promotion de la terre crue comme matériel de construction”, realisé par Robert Ndjouenkeu, Jean Pierre Nguetnkam et Jean Pierre Temga, ENSAI, Université de Ngaoundéré ; Angelo Mazzù, Daniela Palazzini et Francesco Vitali, CETAMB, Università di Brescia. 2013. Vers. FR “Activités de développement”, par Sylvestre Woumbondi (coordinateur des activités de développement) et Ditcho Azina Sanga, Acra. 2013. Vers. FR

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posters •

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“Valorizzazione della terra cruda come materiale da costruzione in Ciad e Camerun”, di Andrea Comini, Angelo Mazzù, Michela Pasquali, Edoardo Piana et Mariagrazia Pilotelli, CETAMB, Università di Brescia. 2011. Vers. IT “Promotion de la terre crue comme matériel de construction”, realisé par Robert Ndjouenkeu, Jean Pierre Nguetnkam et Jean Pierre Temga, ENSAI, Université de Ngaoundéré; Angelo Mazzù, Daniela Palazzini et Francesco Vitali, , Università di Brescia. 2013. Vers. FR

articles •

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“Production of earthen bricks: the experiences of the CeTamb”, di Angelo Mazzù, CETAMB, Università di Brescia.

2010. Vers. EN “Terra cruda come materiale da costruzione in Ciad - Camerun”, di Andrea Comini, CETAMB, Università di Brescia.

2011. Vers. IT

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“Studio di un impianto per la valorizzazione della terra cruda come materiale da costruzione in Camerun”, di Angelo Mazzù, Daniela Palazzini, Francesco Vitali, CETAMB, Università di Brescia ; Jean Pierre Nguetnkam, Jean Pierre Temga, ENSAI, Université de Ngaoundéré. 2012.

Vers. IT “Production of crude earth bricks in Chad - Cameroon”, di Angelo Mazzù, Daniela Palazzini, Francesco Vitali, CETAMB, Università di Brescia. Jean Pierre Temga, Jean Pierre Nguetnkam, Robert Ndjouenkeu , ENSAI, Université de Ngaoundéré. 2013. Vers. EN “Valorisation of crude earth as sustainable building material: a case of internation cooperation in the Logone Valley (Chad - Cameroon)”, di Jean Pierre Temga , Angelo Mazzù , Jean Pierre Nguetnkam , Daniela Palazzini , Robert Ndjouenkeu & Francesco Vitali (2013), International Journal of Sustainable Engineering, DOI:10.1080/19397038.2013.

807886. Vers. EN

UNION EUROPÉENNE

Edité par:

le projet valrena Le projet ValReNa (“Recherche applique pour la Valorisation et la transformation des ressources Naturelles dans un processus de lutte contre la pauvreté au Tchad et Cameroun” - FED/2009/217079), ), financé par l’Union Européenne, a été mis en œuvre par une ONG spécialisée dans le développement rural et bénéficiant d’une profonde connaissance de la zone d’intervention (ACRA-CCS), en partenariat avec divers Centres de recherches italiens et africains (Pôle Régional de Recherche Appliquée du développement des Savanes d’Afrique Centrale PRASAC, Université de N’Djamena, Ecole Nationale Supérieure des Sciences Agro-industrielles ENSAI, Université des Etudes de Brescia - CETAMB, Université des Etudes de Milan) dans le but d’étudier, de développer et de diffuser des technologies adaptées aux besoins des populations paysannes de la Vallée du Logone, au Tchad et au Cameroun.

Ces technologies ont été testées afin d’atteindre les trois objectifs principaux: • améliorer les conditions nutritionnelles à travers la valorisation d’une ressources végétale locale présentant un fort potentiel nutritif, le Moringa; • valoriser des matériaux locaux pour améliorer la qualité de l’eau (graines de Moringa et filtres de céramique) et la gestion du milieu environnemental (briques de terre crue stabilisées); • utiliser de façon plus rationnelle et durable certaines plantes locales utiles pour la production d’huiles essentielles, savons et bio-pesticides pour la conservation de denrées alimentaires.

Les thématiques ont été traitées de façon participative, en particulier: • les problèmes de développement local ont été identifiés à travers un diagnostic participatif avec la population et les acteurs locaux, qui a permis leur traduction en problématiques de recherche scientifique ; • les protocoles de recherche et les essais ont été élaborés par les différents groupes de recherche et réalisés aussi bien en laboratoire que sur le terrain; • les différentes solutions et technologies étudiées à la suite de ces essais ont été expérimentées et validées par les opérateurs scientifiques .

Les résultats et les technologies expérimentées et validées ont été transférées aux populations locales, le travail de recherche a été continuellement accompagné d’ateliers de restitution et d’échange avec les populations locales.

www.valrena.org Ce document a été réalisé avec l’aide financière de l’Union européenne. Le contenu de ce document relève de la seule responsabilité de ACRA-CCS et ne peut en aucun cas être considéré comme reflétant la position de l’Union Européenne.