Formulation et renforts de blocs en matériau terre pour une utilisation structurelle - TEL - Thèses en ligne Access content directly
Theses Year : 2020

Mix design and reinforcement of earthen blocks for structural application

Formulation et renforts de blocs en matériau terre pour une utilisation structurelle

Abstract

In the actual context of accelerated climate change and increase in global population, the building industry must face crucial challenges: decrease its environmental impact while offering housing solutions for the humankind. To answer it, the development of new bio-based and local building materials appears to be a much-needed ecological alternative to cementitious materials that presents significant environmental footprint. This PhD work aims to develop earth-based blocks with guaranteed mechanical properties in order to build 3-storey buildings. These earths, stabilized using bio-based additions but without any cement or lime, are locally sourced. Therefore, three earths that represent the local variability of resources are first characterised. Then, the rheological behaviour of each type of earth mix is assessed in order to adapt earth mix-design to each studied forming process (compaction, vibro-compaction, casting and extrusion. Mechanical performances at the dry state and in-service life of each earth mix-design are measured for all studied processing routes. Finally, some durability properties of the Britanysourced earth-based materials are described: capillary absorption, erosion and immersion resistance. Obtained results show that produced blocks are as performant as cementstabilized earth materials and allow to consider the semi-industrial development of earth-based blocks fabrication units for structural purpose with limited environmental footprint.
Dans le contexte actuel d’accélération du changement climatique et d’augmentation de la population mondiale, le milieu de la construction doit faire face à des enjeux cruciaux : diminuer son impact environnemental tout en construisant suffisamment de logements. Face à ces enjeux, le développement de matériaux de construction bio-sourcés et locaux apparait comme une nécessaire alternative écologique à la construction en béton de ciment à l’impact environnemental conséquent. Cette thèse vise à développer des blocs de terre crue reproductibles, aux caractéristiques mécaniques maitrisées pour construire des bâtiments de trois étages. Les terres, stabilisées à l’aide d’ajouts bio-sourcés et sans liants hydrauliques, utilisées pour fabriquer ces blocs doivent être excavées en Bretagne. Ainsi, trois terres représentatives de la variabilité des ressources à l’échelle locale sont d’abord caractérisées. Les comportements rhéologiques de formulations de ces terres avec différents ajouts sont ensuite appréhendés afin de les adapter à des modes de mise en oeuvre étudiés : moulage, extrusion, compaction et vibrocompaction. Les caractéristiques mécaniques à l’état sec et en service présentées par chaque formulation de terre sont ensuite étudiées pour chaque procédé de mise en oeuvre. Enfin des caractéristiques de durabilité de ces formulations de terres bretonnes sont étudiées : absorption capillaire, résistances à l’érosion et à l’immersion. Les résultats obtenus permettent d’envisager le développement à une échelle semi-industrielle la fabrication de blocs porteurs en terre crue aux impacts environnementaux les plus faibles possible.
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Origin : Version validated by the jury (STAR)

Dates and versions

tel-03194559 , version 1 (09-04-2021)

Identifiers

  • HAL Id : tel-03194559 , version 1

Cite

Simon Guiheneuf. Formulation et renforts de blocs en matériau terre pour une utilisation structurelle. Construction durable. INSA de Rennes, 2020. Français. ⟨NNT : 2020ISAR0007⟩. ⟨tel-03194559⟩
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