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Lieu Amphi Dorothy Hodgkin
Étude multi-échelle du comportement hygrothermique et de la durabilité des bétons à granulats biosourcés : optimisation de la formulation à base de biopolymères et modélisation par homogénéisation 3D
Le béton de chanvre est un matériau biosourcé prometteur pour les enveloppes de bâtiments bas carbone, grâce à ses bonnes performances d’isolation thermique, sa capacité de régulation hygrique et son faible impact environnemental. Toutefois, son développement à plus grande échelle reste limité par ses faibles performances mécaniques, ses déformations induites par l’humidité, certaines incertitudes liées à sa durabilité, ainsi que la difficulté de prédire ses propriétés hygrothermiques anisotropes. Cette thèse répond à ces enjeux à travers une approche multi-échelle reliant microstructure, formulation, modélisation et vieillissement.
La tomographie aux rayons X a été utilisée pour caractériser l’évolution microstructurale au jeune âge, tandis que la corrélation d’images numériques a été appliquée pour étudier les déformations induites par l’humidité et le comportement de l’interface granulat–matrice dans des conditions hygriques représentatives du service. Sur cette base, une stratégie d’optimisation de formulation orientée vers l’amélioration de l’interface a été développée à l’aide de polymères biosourcés, afin de mieux concilier performances mécaniques et fonctions hygrothermiques. Un modèle d’homogénéisation numérique 3D a ensuite été établi à partir de microstructures réelles reconstruites par XCT, en intégrant explicitement l’orientation des particules de chènevotte et leur anisotropie intrinsèque pour prédire la conductivité thermique et la perméabilité à la vapeur d’eau. Enfin, des protocoles de vieillissement accéléré représentatifs des conditions de service ont été conçus en combinant théories classiques du vieillissement, données climatiques, cycles hygrothermiques, carbonatation et évaluation du risque de colonisation fongique.
Dans l’ensemble, ce travail apporte de nouvelles connaissances théoriques et un appui méthodologique pour l’optimisation des formulations, la prédiction des propriétés et l’évaluation de la durabilité, ouvrant ainsi des perspectives pour l’application pratique du béton de chanvre et des composites à granulats biosourcés associés.
Composition du Jury :
- M. Philippe COUSSO, Professeur des Universités, Université Gustave Eiffel, Laboratoire Navier, Rapporteur
- M. Karim BENZARTI, Directeur de Recherche, Université Gustave Eiffel, Laboratoire Navier Rapporteur
- M. Ouali AMIRI Professeur des Universités, Nantes Université, Examinateur
- Mme Anne-Lise BEAUCOUR, Professeure des Universités, CY Cergy Paris Université, Examinatrice