Optimisation des performances hygrothermiques des matériaux biosourcés pour application dans le bâtiment

Optimization of hygrothermal performance of biobased materials for building applications

• Auteur / Autrice : Arielle Mélissa Omeme Ada
• Direction : Thierry Langlet, Anh Dung Tran Le
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'Ingénieur. Génie civil
• Date : Soutenance le 15/12/2022
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des technologies innovantes (Amiens)
• Jury : Président / Présidente : Fabien Bogard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Laurent Zalewski
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ton Hoang Mai, Abderrahim Boudenne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Construction en chanvre

Propriétés thermiques

Éco-matériaux

Mots clés libres

Matériaux biosourcés

Béton de chanvre

Confort hygrothermique

Matériaux à changement de phase

Inertie thermique

Biobased materials

Hemp lime concrete

Hygrothermal comfort

Phase change material

Thermal inertia

Résumé

La préoccupation environnementale a donné naissance à diverses réflexions dans le but de répondre à deux exigences primordiales: diminuer la consommation d'énergie et les impacts sur l'environnement extérieur, et assurer la qualité et le confort des bâtiments. Il est évident que les solutions utilisées actuelles ne sont pas universelles et leur efficacité dépend de nombreux facteurs comme le climat environnant, le type d'utilisation, etc. Le choix de matériaux utilisés et la compréhension des phénomènes physiques de base liés au climat sont des facteurs essentiels à la réussite de la conception d'un bâtiment à hautes qualités environnementale et énergétique. Le recours à l'utilisation de matériaux bio-sourcés dans la construction (de type co-produits agricoles) est une démarche en plein développement dans le monde qui doit permettre de limiter l'utilisation des ressources fossiles et réduire la facture énergétique. Parmi les nouveaux matériaux, ceux développés à base d'agro-ressources ont fait l'objet depuis plusieurs années d'un regain d'intérêt et de reprise d'études, mettant en valeur leur capacité à réguler les variations hygrométriques ambiantes. Cependant, l'étude bibliographique montre que ces matériaux bio-sourcés possèdent une inertie thermique faible qui pourrait être améliorée en utilisant le matériau à changement de phase (MCP) qui est un matériau capable de transiter entre les différentes phases de façon réversible en échangeant de l'énergie avec son environnement en fonction des conditions de températures imposées. L'objectif de la thèse est d'étudier les performances hygrothermiques de bétons et enduits de chanvre intégrant différents ratios d'un matériau à changement de phase pour application dans le bâtiment

The environmental concern has given rise to various reflections in order to meet two essential requirements: reduce energy consumption and impact on the external environment, and ensure the quality and comfort of buildings. It is obvious that the solutions used today are not universal and their effectiveness depends on many factors such as the surrounding climate, the type of use, etc. The choice of materials used and the understanding of the basic physical phenomena related to the climate are essential factors for the success of the design of a building with high environmental and energy qualities. The use of bio-based materials in construction (agricultural co-products) is a rapidly developing approach worldwide that aims to limit the use of fossil fuels and reduce the energy bill. Among the new materials, those developed based on agro-resources have been the subject for several years of renewed interest and resumption of studies, highlighting their ability to regulate ambient hygric variations. However, the literature review shows that these materials have a low thermal inertia that could be improved by using the phase change material (PCM) that can absorb and release heat energy when phase change occurs depending on the imposed temperature conditions. The aim of the thesis is to study the hygrothermal performance of hemp concrete and hemp coating incorporating phase change materials for application in the building