Titre
"Étude expérimentale et numérique du comportement hygrothermique de blocs préfabriqués en béton de chanvre", encadrée par Camille Magniont, Sylvie Lorente et Sandra Spagnol.
Date et lieu
vendredi 7 septembre à 10h00, à l'amphithéâtre Fourier, INSA
Composition du jury
Thierry LANGLET, Professeur - Université de Picardie Jules Verne, Rapporteur
Chadi MAALOUF, Maître de Conférence - Université de Reims Champagne-Ardenne, Rapporteur
Jean-Emmanuel AUBERT, Professeur - Université Toulouse III Paul Sabatier, Examinateur
Mohammed SONEBI, Senior Lecturer - Queen’s University Belfast, Examinateur
Sylvie LORENTE, Professeur - INSA Toulouse, Directrice de thèse
Camille MAGNIONT, Maître de Conférence - Université Toulouse III Paul Sabatier, Directrice de thèse
Résumé
Le béton de chanvre est un matériau de construction biosourcé pouvant répondre aux problématiques environnementales actuelles. Utilisé comme matériau de remplissage avec une bonne capacité isolante, il possède également la capacité de réguler l’humidité relative intérieure. Son comportement hygrothermique complexe résulte notamment de performances thermiques et hydriques interdépendantes. La prédiction de ces effets est réalisée à l’aide de modélisation et simulation de transferts hygrothermiques. Toutefois, l’utilisation de données d’entrée les plus représentatives possibles de la réalité est nécessaire. Les méthodes de caractérisation courantes ont souvent été développées pour des matériaux conventionnels et peuvent montrer des limites dans le cas de matériaux biosourcés.L’objectif principal de ces travaux est de déterminer les propriétés hygrothermiques d’un bloc de béton de chanvre préfabriqués à l'échelle industrielle, de mieux appréhender cette caractérisation et de décrire son comportement hygrothermique via des simulations numériques. Le matériau étudié est formulé à partir d'un liant pouzzolanique et de granulats de chènevotte. Une partie de ce travail de thèse a donc porté sur la caractérisation des propriétés physiques, thermiques et hydriques du béton de chanvre étudié ainsi que sur les méthodes de mesure. Pour chaque paramètre hygrothermique étudié, plusieurs méthodes ont été confrontées afin d’en évaluer l’impact. Dans la mesure du possible, l’influence de la température et de l’humidité sur les différents paramètres a également été estimée. Un modèle de transferts hygrothermiques est proposé avec une évaluation d’ordre de grandeur dans le cas du béton de chanvre à partir des propriétés de la littérature. Ce modèle est appliqué à une étude expérimentale à l’échelle de la paroi, dans une enceinte bi-climatique, mettant en avant l’impact de la sorption et du changement de phase sur les transferts de chaleur.En ce qui concerne les propriétés thermiques, l’étude expérimentale à l’échelle du matériau met en évidence l’impact significatif du protocole expérimental sur le résultat de mesure, en particulier pour la chaleur massique. Pour les propriétés hydriques, les essais mettent en avant l’intérêt de réaliser une étude paramétrique de type round-robin sur les matériaux biosourcés. Un protocole de mesure de la perméabilité à l’air pour béton conventionnel a également été adapté afin d’évaluer la performance d’un matériau de construction très perméable comme le béton de chanvre. Le modèle numérique proposé est validé sur un essai normalisé et un essai issu de la littérature. Il parvient à rendre compte d’essais en enceinte bi-climatique pour des températures courantes.
Mots-clés
Matériau biosourcé, béton de chanvre, transfert de chaleur et d’humidité, caractérisation expérimentale, modèle numérique
