Etude des performances mécanique et hygrothermique des matériaux en terre et fibre végétale : application dans un bâtiment pilote - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2022

Investigation of the mechanical and hygrοthermal performances of soil and vegetal fiber materials : applicatiοn in a prototype building

Etude des performances mécanique et hygrothermique des matériaux en terre et fibre végétale : application dans un bâtiment pilote

Athmane Azil
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1222558
  • IdRef : 267447361

Résumé

The economic challenges related to the cost increase of construction materials, the rarity and the environmental impacts inherent in their manufacture and use lead the construction industry to turn to eco-materials.In the last years, Cob is undergoing a renewal in the northwest of France and the south of England. The technical knowledge on this type of building material being limited, the study of mechanical and hygrothermal properties is essential for modern design methods. The CobBauge project aims to develop this construction technique with innovative materials.The objective of this thesis is the development of raw earth construction with earth-vegetal fiber mixes. After the study of several formulations, two mixes were selected for the construction of a prototype building: the traditional cob for the mechanical resistance, composed of silt and flax straw, and the light earth for the insulation, composed of clay and reed fiber. This system makes it possible to comply with the RT 2012 thermal regulations.The prototype building was constructed in Normandy, in the Regional Natural Park of the Cotentin and Bessin Marshes (Carentan). This building is used to test new methods of implementation of cob and light earth on the construction site, and to develop a method to reproduce in the laboratory the properties of the materials observed on the construction site. An experimental program was developed to evaluate material properties such as water content, density, porosity, compressive strength and thermal conductivity. Cylindrical (∅110 x H220 mm) and prismatic (300 x 300 x 70 mm) specimens were produced on site and in the laboratory.A monitoring of the quality of the materials, then of the mixtures, was carried out on site, in order to follow the drying kinetics, the shrinkage and the hygrothermal behavior of the prototype building, as well as its environment. For this reason, water content sensors and a meteorological station were used. Also, the hygrothermal and shrinkage performances were studied at the laboratory scale.The experimental results were used for measuring the different parameters on the site and for reproducing the materials in the laboratory with the same characteristics, for comparing the drying kinetics on the building walls and on the laboratory specimens, for determining the shrinkage on the building walls and on the laboratory scale, and finally for exploring the hygrothermal behavior of the materials.
Les enjeux économiques liés à la hausse des coûts des matériaux de construction, la raréfaction de ces derniers et les impacts environnementaux inhérents à leur fabrication et à leur utilisation conduisent les acteurs de la construction à s’orienter vers des écomatériaux. Ces dernières années, la bauge connaît une renaissance dans le nord-ouest de la France et le sud de l’Angleterre. Les connaissances techniques sur ce type de matériau de construction étant limitées, il est essentiel d’étudier les propriétés mécaniques et hygrothermiques pour des méthodes de conception modernes. Le projet CobBauge vise à développer cette technique de construction avec des matériaux innovants. Cette thèse a pour objectif le développement de la construction en terre crue avec des mélanges terre-fibres végétales. Après l’étude de plusieurs formulations, deux mélanges ont été sélectionnés pour la construction d’un bâtiment pilote : la bauge traditionnelle pour la résistance mécanique, composée de limon et de paille de lin, et la terre allégée pour l’isolation, composée d’argile et de fibres de roseau. Ce dispositif permet de satisfaire à la réglementation thermique RT 2012. Le bâtiment pilote a été construit en Normandie, dans le Parc naturel régional des Marais du Cotentin et du Bessin (Carentan). Il permet de tester de nouvelles méthodes de mise en oeuvre de bauge et de terre allégée sur le chantier, et de définir une méthode permettant la reproduction en laboratoire des caractéristiques des matériaux observées sur le chantier. Un programme expérimental a été conçu pour évaluer les propriétés des matériaux telles que la teneur en eau, la masse volumique, la porosité, la résistance à la compression et la conductivité thermique. Des échantillons de forme cylindrique (∅110 x H220 mm) et prismatique (300 x 300 x 70 mm) ont été produits sur place et en laboratoire. Un suivi régulier de la qualité des matériaux, puis des mélanges, a été mis en place sur chantier afin de suivre la cinétique de séchage, le retrait et le comportement hygrothermique du bâtiment pilote, ainsi que son environnement. Pour cela, des sondes de teneur en eau et une station météorologique ont été utilisées. Les performances hygrothermiques et de retrait ont été étudiées à l’échelle du laboratoire. Les résultats expérimentaux nous ont permis de mesurer les différents paramètres sur chantier et de reproduire les matériaux en laboratoire avec les mêmes caractéristiques, de comparer la cinétique de séchage sur les murs du bâtiment et des échantillons en laboratoire, de déterminer le retrait sur les murs du bâtiment et à l’échelle du laboratoire, et enfin d’explorer le comportement hygrothermique des matériaux.
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03969291 , version 1 (02-02-2023)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03969291 , version 1

Citer

Athmane Azil. Etude des performances mécanique et hygrothermique des matériaux en terre et fibre végétale : application dans un bâtiment pilote. Génie civil. Normandie Université, 2022. Français. ⟨NNT : 2022NORMC248⟩. ⟨tel-03969291⟩
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