Cette étude vise à examiner le comportement hydromécanique de la maçonnerie exécutée à base de Blocs de Latérite Taillée (BLT) au Burkina Faso, en se focalisant dans un premier temps sur les composants individuels utilisés dans la construction de cette maçonnerie que sont les BLT et les joints. Dans un second temps, leurs interactions potentielles au sein des structures ont été étudiées. Une approche méthodologique rigoureuse est adoptée, commençant par la sélection des matériaux de base pour la maçonnerie de BLT, la caractérisation de ces constituants, la proposition de méthodologies pour l'évaluation des performances mécaniques et hydromécaniques de la maçonnerie en BLT, et de leur précision par rapport à des critères d'acceptation définis. D’une part, cette étude donne un aperçu de la maçonnerie non armée et des méthodes de calcul utilisées pour modéliser son comportement. Elle aborde la nature des matériaux de base, en particulier la pierre latéritique, le joint de pose à base de ciment, et les différentes approches de modélisation utilisées pour ces types de construction. Le choix de l'approche de modélisation numérique la plus appropriée dépend de facteurs tels que les caractéristiques structurelles, la complexité, la disponibilité des données, les capacités de l'outil de calcul, les résultats escomptés et l'expertise du praticien. Quatre carrières ont été identifiées et des échantillons de BLT en ont été prélevés. Pour les joints, des mortiers de ciment à différents dosages ont été utilisés afin de prendre en compte les plages de variation de résistance de ces éléments. L'étude a démontré que les BLT et les joints de ciment présentaient des niveaux de performance satisfaisants pour l'ingénierie structurelle, mais que leurs performances restaient très sensibles à la nature de la charge et son mode d’application, à la taille des blocs, aux conditions hydriques et aux conditions de formation de la roche mère. Des valeurs de résistance à la compression variant entre 1 et 12 MPa ont été obtenues pour les BLT. Leurs valeurs de résistance à la traction étaient sensiblement égales à 20% de la valeur de résistance à la compression. L'étude a également identifié des corrélations entre les propriétés physiques et mécaniques de la pierre latéritique dans diverses conditions d'humidité, ce qui peut aider à évaluer la durabilité des matériaux en pierre et à optimiser la sélection des sites de BLT et des carrières soumises à des environnements humides au cours de leur durée de vie. D’un autre côté, l’étude a proposé un modèle empirique et un micromodèle numérique sur la base des données expérimentales afin d’évaluer les résistances caractéristiques de la maçonnerie en pierre latéritique non armée. L'analyse a donné naissance à une formule permettant d'estimer la résistance caractéristique à la compression de la maçonnerie en pierre latéritique pour des murs d'une épaisseur d'environ 135 mm et construits avec des joints minces de 20 mm. Un micromodèle numérique a également été proposé et permet une approximation des comportements avec les valeurs de coefficient de détermination trouvées variant entre 0,55 et 0,97. La précision du modèle dépend de l’écart de rigidité entre les éléments constitutifs de la maçonnerie et la qualité de la liaison d'interface. La dernière partie a examiné le comportement de la maçonnerie de BLT, en variant les niveaux d'humidité relative dans l’environnement. Un modèle de couplage hydrique-mécanique a été développé sur la base d'études expérimentales et numériques, et des études de cas ont été menées pour étudier son comportement sous charge de compression.

Abstract : This study aims to examine the hydromechanical behaviour of masonry constructed with laterite stone blocks (LS) in Burkina Faso. The investigation will initially focus on the components utilized in constructing this masonry, namely the LS and the joints. Secondly, the potential interactions between the components within the structures were investigated. A meticulous methodological approach was employed, beginning with the selection of the fundamental materials utilized in LS masonry, the characterization of these constituents, the formulation of methodologies for evaluating the mechanical and hydromechanical performance of LS masonry, and the assessment of their precision about established acceptance criteria. This study offers an overview of unreinforced masonry, and the calculation methods used to model its behaviour. The discussion addresses the characteristics of the base materials, with a particular focus on lateritic stone and cement-based laying joints, and the diverse modelling approaches employed in the context of these types of construction. The selection of an appropriate numerical modelling approach is contingent upon several factors, including the structural characteristics of the system under consideration, the system's complexity, the availability of data, the capabilities of the computational tool, the expected results, and the practitioner's expertise. Four quarries were identified as suitable for sampling. Cement mortars with varying dosages were employed for the joints to account for the variability in the strength of these elements. The study demonstrated that LS and cement joints exhibit satisfactory performance levels for structural engineering applications. However, their performance remains highly sensitive to the nature of the load and its mode of application, the size of the blocks, moisture content, and the formation conditions of the parent rock. The compressive strength values obtained for LS ranged from 1 to 12 MPa. The tensile strength values were approximately 20% of the compressive strength values. Furthermore, the study identified correlations between lateritic stone's physical and mechanical properties under various moisture conditions. This can assist in evaluating the durability of stone materials and optimizing the selection of LS sites and quarries subject to wet environments over their lifetime. In contrast, the study proposed an empirical model and a numerical micromodel based on experimental data to evaluate the characteristic strengths of reinforced lateritic stone masonry. The analysis yielded a formula for estimating the characteristic compressive strength of lateritic stone masonry for walls with a thickness of approximately 135 mm. The structure is assembled with joints measuring 20 mm in width. A numerical micromodel has been proposed, approximating the behaviour with a coefficient of determination values ranging from 0.55 to 0.97. The precision of the model is contingent upon the stiffness differential between the masonry constituents and the quality of the interface bond. The study's final section examined LS masonry's behaviour under varying levels of relative humidity in the environment. A water-mechanical coupling model was developed based on experimental and numerical studies, and case studies were conducted to investigate its behaviour under compressive loading.

Cette étude vise à examiner le comportement hydromécanique de la maçonnerie exécutée à base de Blocs de Latérite Taillée (BLT) au Burkina Faso, en se focalisant dans un premier temps sur les composants individuels utilisés dans la construction de cette maçonnerie que sont les BLT et les joints. Dans un second temps, leurs interactions potentielles au sein des structures ont été étudiées. Une approche méthodologique rigoureuse est adoptée, commençant par la sélection des matériaux de base pour la maçonnerie de BLT, la caractérisation de ces constituants, la proposition de méthodologies pour l'évaluation des performances mécaniques et hydromécaniques de la maçonnerie en BLT, et de leur précision par rapport à des critères d'acceptation définis. D’une part, cette étude donne un aperçu de la maçonnerie non armée et des méthodes de calcul utilisées pour modéliser son comportement. Elle aborde la nature des matériaux de base, en particulier la pierre latéritique, le joint de pose à base de ciment, et les différentes approches de modélisation utilisées pour ces types de construction. Le choix de l'approche de modélisation numérique la plus appropriée dépend de facteurs tels que les caractéristiques structurelles, la complexité, la disponibilité des données, les capacités de l'outil de calcul, les résultats escomptés et l'expertise du praticien. Quatre carrières ont été identifiées et des échantillons de BLT en ont été prélevés. Pour les joints, des mortiers de ciment à différents dosages ont été utilisés afin de prendre en compte les plages de variation de résistance de ces éléments. L'étude a démontré que les BLT et les joints de ciment présentaient des niveaux de performance satisfaisants pour l'ingénierie structurelle, mais que leurs performances restaient très sensibles à la nature de la charge et son mode d’application, à la taille des blocs, aux conditions hydriques et aux conditions de formation de la roche mère. Des valeurs de résistance à la compression variant entre 1 et 12 MPa ont été obtenues pour les BLT. Leurs valeurs de résistance à la traction étaient sensiblement égales à 20% de la valeur de résistance à la compression. L'étude a également identifié des corrélations entre les propriétés physiques et mécaniques de la pierre latéritique dans diverses conditions d'humidité, ce qui peut aider à évaluer la durabilité des matériaux en pierre et à optimiser la sélection des sites de BLT et des carrières soumises à des environnements humides au cours de leur durée de vie. D’un autre côté, l’étude a proposé un modèle empirique et un micromodèle numérique sur la base des données expérimentales afin d’évaluer les résistances caractéristiques de la maçonnerie en pierre latéritique non armée. L'analyse a donné naissance à une formule permettant d'estimer la résistance caractéristique à la compression de la maçonnerie en pierre latéritique pour des murs d'une épaisseur d'environ 135 mm et construits avec des joints minces de 20 mm. Un micromodèle numérique a également été proposé et permet une approximation des comportements avec les valeurs de coefficient de détermination trouvées variant entre 0,55 et 0,97. La précision du modèle dépend de l’écart de rigidité entre les éléments constitutifs de la maçonnerie et la qualité de la liaison d'interface. La dernière partie a examiné le comportement de la maçonnerie de BLT, en variant les niveaux d'humidité relative dans l’environnement. Un modèle de couplage hydrique-mécanique a été développé sur la base d'études expérimentales et numériques, et des études de cas ont été menées pour étudier son comportement sous charge de compression.

Abstract : This study aims to examine the hydromechanical behaviour of masonry constructed with laterite stone blocks (LS) in Burkina Faso. The investigation will initially focus on the components utilized in constructing this masonry, namely the LS and the joints. Secondly, the potential interactions between the components within the structures were investigated. A meticulous methodological approach was employed, beginning with the selection of the fundamental materials utilized in LS masonry, the characterization of these constituents, the formulation of methodologies for evaluating the mechanical and hydromechanical performance of LS masonry, and the assessment of their precision about established acceptance criteria. This study offers an overview of unreinforced masonry, and the calculation methods used to model its behaviour. The discussion addresses the characteristics of the base materials, with a particular focus on lateritic stone and cement-based laying joints, and the diverse modelling approaches employed in the context of these types of construction. The selection of an appropriate numerical modelling approach is contingent upon several factors, including the structural characteristics of the system under consideration, the system's complexity, the availability of data, the capabilities of the computational tool, the expected results, and the practitioner's expertise. Four quarries were identified as suitable for sampling. Cement mortars with varying dosages were employed for the joints to account for the variability in the strength of these elements. The study demonstrated that LS and cement joints exhibit satisfactory performance levels for structural engineering applications. However, their performance remains highly sensitive to the nature of the load and its mode of application, the size of the blocks, moisture content, and the formation conditions of the parent rock. The compressive strength values obtained for LS ranged from 1 to 12 MPa. The tensile strength values were approximately 20% of the compressive strength values. Furthermore, the study identified correlations between lateritic stone's physical and mechanical properties under various moisture conditions. This can assist in evaluating the durability of stone materials and optimizing the selection of LS sites and quarries subject to wet environments over their lifetime. In contrast, the study proposed an empirical model and a numerical micromodel based on experimental data to evaluate the characteristic strengths of reinforced lateritic stone masonry. The analysis yielded a formula for estimating the characteristic compressive strength of lateritic stone masonry for walls with a thickness of approximately 135 mm. The structure is assembled with joints measuring 20 mm in width. A numerical micromodel has been proposed, approximating the behaviour with a coefficient of determination values ranging from 0.55 to 0.97. The precision of the model is contingent upon the stiffness differential between the masonry constituents and the quality of the interface bond. The study's final section examined LS masonry's behaviour under varying levels of relative humidity in the environment. A water-mechanical coupling model was developed based on experimental and numerical studies, and case studies were conducted to investigate its behaviour under compressive loading.