Sustainable earth construction for affordable housing in Kabul - IMT Mines Alès Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Sustainable earth construction for affordable housing in Kabul

Construction en terre durable pour des logements abordables à Kaboul

Résumé

Afghanistan has suffered from decades of war, causing massive migration from rural areas to the cities for better security and job opportunities; thus, the population increased dramatically, resulting in socioeconomic difficulties for Afghans. This influx of people to Kabul led to a massive development of informal settlements, which is problematic. Between 2002 and 2012 many modern townships were built. Informal settlements together with the townships have dramatically changed the Kabul landscape. On account of this, this thesis proposes that earth architecture should play a role in the rapid urbanisation of Kabul. Accordingly, the aim of this research is to develop an applicable model for affordable housing construction in Kabul by using modern earth construction techniques. For this, three sites including Deh-Sabz, Arghandi, and Band-e-Ghazi, were selected. Their soil physical characteristics have been determined in this thesis. In all the soils, the diffractograms mainly present calcite and quartz; to highlight the clay part, the samples are mainly composed of limestone and quartz. The wet sieve analysis showed that the clay and silt contents are high for Deh-Sabz and Arghandi soils, 98.0 % and 93.7 %, respectively. For Band-e-Ghazi soil, this percentage is only 31.2 %. A design mix was prepared for each soil type, and various earthen elements including sun-dried brick, compressed earth block (CEB), and compressed stabilised earth block (CSEB) were produced from each soil. The cement content represents 9 % of the dry granular mixture for Band-e-Ghazi soil and 10 % for other two soils. Whatever the earth element considered, the elements made with Deh-Sabz soil developed a better compressive strength than those with the two other soils. It was found that stabilisation of earth with Portland cement is not efficient because it consumes a large amount of cement and provides weak compressive strength. The dry compressive strength of CEB is higher than that of sun-dried brick. This means that the most suitable technique for producing mud brick in Kabul is CEB. A comprehensive evaluation index method was applied to optimise the structural layer of the CEB and develop a quantitative design strategy for the wall thicknesses suitable for the Kabul climate. The analysis found the optimum wall thickness to be 505 mm for the CEB wall. Considering this thickness, the heating demand which counts for 91,1 % energy usage in Kabul was also analysed.
L’Afghanistan a souffert de décennies de guerre, ce qui a entraîné une migration massive de la population des régions rurales vers les villes, plus sûres, et où des possibilités d’emploi existent. La population a ainsi augmenté de façon spectaculaire entraînant des difficultés socioéconomiques pour les Afghans. Cet afflux de population vers Kaboul s’est traduit par un développement massif de colonies informelles devenues problématique. Entre 2002 et 2012, de nombreux quartiers modernes ont été construits. Les colonies informelles et ces nouveaux quartiers ont radicalement changé le paysage de Kaboul. A partir de ce constat, cette thèse propose que l’architecture de terre joue un rôle dans l’urbanisation rapide de Kaboul. L’objectif de cette recherche est de développer un modèle de construction de logements sociaux à Kaboul en utilisant les techniques modernes de construction en terre crue.Pour cela, trois sites, Deh-Sabz, Arghandi et Band-e-Ghazi ont été sélectionnés. Les caractéristiques physiques de chacun des sols ont été déterminées dans ce travail. Les échantillons des trois sols étudiés sont principalement composés de calcaire et de quartz. L’analyse granulométrique humide a montré que la teneur en fines (argile et limon) est très élevée pour les sols Deh-Sabz et Arghandi, respectivement 98,0 % et 93,7 %. Pour le sol Band-e-Ghazi, ce pourcentage n’est que de 31,2 %. Plusieurs formulations ont été mises au point pour chaque type de sol, et différentes briques de terre. Des adobes, des blocs de terre compressée (BTC) et des blocs de terre stabilisée compressée (BTSC) ont été produits à partir de chacun des trois sol. La teneur en ciment représente 9 % du mélange granulaire sec pour le sol Band-e-Ghazi et 10 % pour les deux autres sols. Quelle que soit la brique de terre considérée, les briques fabriquées avec le sol de Deh-Sabz présentent une meilleure résistance à la compression que celles fabriquées avec les deux autres sols. Il a été constaté que la stabilisation de la terre crue avec du ciment Portland n’est pas efficace car elle consomme une grande quantité de ciment pour une faible augmentation de la résistance à la compression. La résistance à la compression sèche des BTC est supérieure à celle des adobes. La technique la plus appropriée pour produire des briques de terre à Kaboul est donc l’utilisation d’une presse. Une méthode complète basée sur un indice d’évaluation a été appliquée pour optimiser l’épaisseur des murs en BTC en fonction du climat de Kaboul. L’analyse a montré que l’épaisseur optimale des murs était de 505 mm. En prenant en compte cette épaisseur, la demande en énergie pour le chauffage, qui représente 91,1 % de la consommation totale d’énergie à Kaboul, a également été analysée.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04059514 , version 1 (05-04-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04059514 , version 1

Citer

Mohammadullah Hakim Ebrahimi. Sustainable earth construction for affordable housing in Kabul. Other [cond-mat.other]. IMT - MINES ALES - IMT - Mines Alès Ecole Mines - Télécom, 2022. English. ⟨NNT : 2022EMAL0010⟩. ⟨tel-04059514⟩
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