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Matériaux locaux de construction au Burkina Faso

Christian Deschenaux, Ecole d’ingénieurs et d’architectes, Fribourg

Le Burkina ne possède encore aucune norme de construction et c’est pourquoi, en collaboration avec l’Institut international de l’ingénierie de l’eau et de l’environnement de Ouagadougou, l’Ecole d’ingénieurs et d’architectes de Fribourg a lancé un programme de recherche qui a porté sur la classification et la résistance des bois de construction samba et koutoubé ainsi que la caractérisation des assemblages cloués.

Suite à la demande de l’Institut international de l’ingénierie de l’eau et de l’environnement de Ouagadougou (institut 2iE), l’Ecole d’ingénieurs et d’architectes de Fribourg (EIA-FR) a lancé avec eux un projet de recherche commun portant sur la construction des toitures en matériaux locaux. Trois domaines furent étudiés :

• les résistances mécaniques de deux bois de construction couramment utilisés dans la construction en Afrique de l’ouest, soit le triplochiton scleroxylon (communément appelé samba ou abachi) et le nesogordonia papaverifera (koutoubé ou kotibé),
• la caractérisation des assemblages cloués,

• la normalisation des tuiles en mortier vibré.

Ce choix reflète les politiques de nos deux écoles. D’une part l’EIA-FR possède une longue expérience dans les matériaux de construction et dans les structures, d’autre part, le 2iE, qui est le centre spécialisé pour l’eau et de l’environnement de l’Institut africain des sciences et de la technologie s’est aussi spécialisé dans l’environnement durable qui englobe les constructions écologiques.

Remarquons ici que, pour l’instant, seul le premier de ces domaines a fait l’objet d’études approfondies.

Projet de recherche
Les principaux objectifs de ce projet de recherche furent les suivants :

• Analyser différents matériaux de construction employés au Burkina Faso et en améliorer, dans la mesure du possible les caractéristiques physiques par une démarche qualité et métrologique.
• Equiper l’institut 2iE d’un laboratoire d’essais des matériaux de construction.
• Sensibiliser nos étudiants à la problématique du développement et des relations Nord-Sud.
• Favoriser l’optimisation des ressources locales en mettant en place des normes de référence pour la réalisation des ouvrages à base de matériaux locaux.

Durant la phase préparatoire, nous avons dressé l’esquisse d’un premier plan de travail et défini l’étendue de notre coopération et c’est d’un commun accord que nous avons décidé de porter nos efforts sur la construction des toitures en matériaux locaux.

La deuxième phase a commencé par un travail de semestre, à Fribourg, durant lequel trois étudiants ont comparé les résultats d’essais de flexion menés sur un banc d’essai moderne et informatisé avec ceux obtenus à partir d’un banc rudimentaire muni uniquement d’un vérin actionné par une pompe à main et d’un capteur de déplacement. Tous les essais ont été menés selon les procédures décrites dans les Eurocodes et on a pu constater qu’aucune différence notoire ne pouvait être décelée entre les résultats obtenus à partir des deux modes de faire.

Similairement, durant un deuxième travail de semestre mené par trois autres étudiants fribourgeois, nous avons comparé des essais d’assemblages cloués. A nouveau, les résultats obtenus à l’aide d’un appareillage sophistiqué ne diffèrent que peu de ceux obtenus à l’aide d’un équipement plus modeste.

Premier essaie de fléxion à Ouagadougou

Suite à ces travaux, un laboratoire rudimentaire d’essai des structures fut monté à l’institut 2iE pour y mener une première campagne d’essais. Une cinquantaine d’éprouvettes furent inspectées visuellement, testées à la flexion et classifiées selon les Eurocode. Tous ces travaux firent l’objet d’une thèse de maîtrise mené par un étudiant de l’institut 2iE, travail qui va prochainement faire l’objet d’un article scientifique.

Quant aux assemblages cloués, ils vont aussi faire l’objet d’une thèse de maîtrise et les résultats obtenus seront à nouveau publiés dès que les travaux seront achevés.

Résultats obtenus
Trente poutres en samba et vingt-cinq autres en koutoubé ont été testées à Ouagadougou. Chacune d’entre elles ont été inspectées visuellement selon le protocole de la norme européenne 338 puis testée selon les procédures donnée dans la norme EN 408 et EN 384. Ces essais nous ont permis de classifier ces deux essences de bois et d’en déterminer leur résistance à la flexion ainsi que leur module d’élasticité. Les résultats obtenus sont concluants et prometteurs. A titre d’exemple, le graphique ci-dessous illustre les résistances à la flexion des bois samba à environ 8% d’humidité relative et koutoubé à environ 13% d’humidité relative. La contrainte de rupture donnée par le fractile à 5% de l’ensemble des échantillons vaut

Applications

Cette recherche constitue le premier pas vers l’adaptation des Eurocodes 5 (Conception et calcul des structures en bois) aux essences de bois subsahariennes.

L’institut 2iE possède maintenant un laboratoire des structures. Quoique rudimentaire, il peut être utilisé pour des tests normalisés et les étudiants peuvent y mener des exercices pratiques et des démonstrations.

Plusieurs de nos professeurs et étudiants ont participé à ce projet par l’intermédiaire de travaux de semestre ou de diplôme. Ils se sont ainsi familiarisés aux problèmes des pays en voie de développement. De plus, des cours de soutien sont maintenant régulièrement donnés par les professeurs de l’EIA-FR à Ouagadougou.

Finalement, notre école a pu créer de nombreux contacts qui devraient nous permettre d’étendre nos relations avec le Burkina.

Conclusion

Ce projet de recherche contribue à une meilleure connaissance des bois de construction burkinabés et les résultats obtenus serviront de base pour l’utilisation des normes européennes, favorisant ainsi le développement d’une gestion durable et l’optimisation des ressources locales.

Ce projet a développé le réseau de relations internationales des deux écoles partenaires burkinabé et suisse.

Ces échanges interculturels avec l’Afrique de l’Ouest ont élargi l’horizon des professeurs et étudiants impliqués vers la problématique Nord-Sud.

Institutions partenaires

Institut 2iE
Institut international de l’ingénierie de l’eau et de l’environnement de Ouagadougou (Burkina Faso)
Responsable du projet : Ismaila Gueye, dr ès sciences techniques, enseignant chercheur, chef d’unité
http://www.2ie-edu.org/

EIA-FR

Ecole d’ingénieurs et d’architectes de Fribourg, Haute école spécialisée de Suisse occidentale (HES-SO)
Responsable du projet : Christian Deschenaux, ing. civil dip. EPF, professeur, Christian.Deschenaux@hefr.ch
http://www.eia-fr.ch/