Élaboration et caractérisation d'un agromatériau chanvre-amidon pour le Bâtiment

par Benitha Sandrine Umurigirwa

Thèse de doctorat en Sciences - STS

Sous la direction de Ton Hoang Mai.

Soutenue le 09-12-2014

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (GRESPI) Groupe de Recherche En Sciences Pour l'Ingénieur (laboratoire) .

Le président du jury était Patrick Glouannec.

Le jury était composé de Ton Hoang Mai, Alex Li, Chadi Maalouf.

Les rapporteurs étaient Patrick Salagnac, Patrice Dole.


  • Résumé

    Afin de diminuer les consommations énergétiques, plusieurs pays Européens, y compris la France, ont mis au point de nouvelles normes permettant d'optimiser les performances énergétiques de l'enveloppe du bâtiment. Ceci peut entraîner l'augmentation de l'humidité relative, ce qui peut nuire à la santé des occupants et dégrader la structure du bâtiment. Utiliser des éco-matériaux tel que le béton de chanvre est une solution prometteuse permettant d'assurer le confort à l'intérieur du bâtiment, en régulant l'humidité relative. L'objectif principal de cette thèse est d'élaborer, optimiser et caractériser un agromatériau à base de la chènevottes défibrée avec un liant d'amidon de blé. La formulation du chanvre-amidon est étudiée en variant le rapport massique amidon/chanvre et son impact sur les propriétés mécaniques. Le coefficient d'absorption acoustique est mesuré pour la composition optimale. Pour améliorer les propriétés d'adhésion à l'interface chanvre/amidon, un traitement de surface à base d'hydroxyde de sodium NaOH suivi par un agent de couplage (3-glycidyloxypropyl) triméthoxysilane ont été effectués. L‘influence du traitement de surface sur les fibres de chanvre a été analysée au microscope électronique à balayage (MEB), par la calorimétrie différentielle à balayage (DSC), l'analyse thermographique (ATG) et par la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR). Les propriétés hygrothermiques du matériau chanvre-amidon avec et sans traitement de fibres sont également étudiées. Ces propriétés comprennent la courbe d'isotherme de sorption, la perméabilité à la vapeur d'eau, la conductivité thermique et la capacité tampon hydrique du matériau.

  • Titre traduit

    Elaboration and characterization of hemp-starch material


  • Résumé

    In order to control energy consumption, several European countries including France, adopted regulations to optimize the energy performance of the building envelope. This fact could increase the level of indoor relative humidity which can affect the health of the occupants and causes material damage. Using eco-friendly materials such as hemp concrete which can buffer indoor moisture levels might contribute to maintain high indoor comfort.The main purpose of this thesis is to optimise and characterize a construction material made of hemp hurds and wheat starch binder.The formulation of the hemp-starch is studied by varying starch/hemp ratio and its impact on mechanical properties. Sound absorption coefficient is measured for optimal composition. To improve the adhesion between hemp fibers and starch matrix, alkali treatment with sodium hydroxide was performed to solubilize hemicelluloses and lignin seal surrounding the cellulose bundle in the first step and then a silane coupling agent (3-glycidyloxypropyl) trimethoxylsilane was used to provide a stable bond between hemp fibres and starch matrix. The influence of the treatments were investigated by scanning electron microscopy (SEM), differential thermal analysis (DTA), thermogravimetric analysis (TGA) and attenuated total reflectance spectroscopy (ATR). After the treatments, mechanical properties of hemp-starch material were studied.Hygrothermal properties of hemp-starch material with and without fibre treatment were also measured. These properties include sorption isotherm curve, water vapour permeability, thermal conductivity and moisture buffering value.


Il est disponible au sein de la bibliothèque de l'établissement de soutenance.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Reims Champagne-Ardenne (Bibliothèque électronique). Bibliothèque universitaire.
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.