Evaluation du comportement mécanique sous sollicitations thermohydriques d'un mur multimatériaux (bois, terre crue, liants minéraux) lors de sa construction et de son utilisation

Evaluation of the mechanical behavior under thermo-hydric stresses of a multimaterial wall (wood, earth, mineral binders) during its construction and its use

• Auteur / Autrice : Lamyaa Laou
• Direction : Sylvie Yotte, Sylvie Rossignol, Laurent Ulmet
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie civil
• Date : Soutenance le 13/11/2017
• Etablissement(s) : Limoges
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et ingénierie des matériaux, mécanique, énergétique et aéronautique (Poitiers ; 2009-2018)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Groupe d'Etudes des Matériaux Hétérogènes - Science des Procédés Céramiques et de Traitements de Surface (1998-2011)
• Jury : Président / Présidente : Abdelkarim Ait-Mokhtar
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Sylvie Yotte, Sylvie Rossignol, Laurent Ulmet, Sofiane Amziane
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Emmanuel Aubert, Guillaume Renaudin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mortier

Constructions en bois

Construction en terre

Éco-matériaux

Mots clés libres

Géopolymère

Comportement thermohydrique

Briques de terre crue

Geopolymer

Thermo-hydric behavior

Raw earth bricks

Résumé

Les problèmes climatiques planétaires nous poussent à concevoir des systèmes constructifs à faible consommation d’énergie. L’utilisation des murs constitués d’écomatériaux (ossature bois avec un remplissage de brique de terre crue et assemblage parmortier minéral) apparaît comme une solution alternative intéressante et conforme aux objectifs en matière de développement durable. Dans une démarche de conception de ce type de système constructif, un outil de modélisation thermo-hydro-mécanique a été développé. Il vise d’une part à prédire la capacité de la paroi à réguler les conditions hygrothermiques ambiantes lors des alternances jour/nuit en fonction des différentes stratégies de ventilation, et d’autre part à identifier les différents scénarios décrits en termes de température et d’humidité pouvant induire l’apparition de fissures dans la paroi, aussi bien en phase de construction qu’en conditions de service. La rareté des travaux réalisés sur les propriétés de la terre crue nous a poussés à développer une campagne expérimentale multidisciplinaire pour caractériser les propriétés thermiques, hydriques et mécaniques sous différents états hydriques. Ces propriétés alimentent le modèle, dont les adaptations nécessaires sont présentées. Les résultats portent à la fois sur l’impact sur le confort hygrothermique et sur l’effet des variations hydriques sur la durabilité mécanique de la paroi.

Global climate problems push us to design energy-saving constructive systems. The use of walls made of eco-materials (wooden frame with a filling of brick of raw earth and assembled by mineral mortar) appears as an interesting alternative solution being in linewith the objectives in terms of sustainable development. In order to use a numerical simulation approach to this type of constructive system, a thermo-hydro-mechanical modeling tool was developed. On the one hand, it aims to predict the wall's ability to regulate the ambient hygrothermal conditions during day / night alternations according to the different ventilation assumptions and, on the other hand, to identify the various scenarios described in terms of temperature which can induce the appearance of cracks in the wall, both during construction and operating conditions. The originality of the work carried out on the properties of the raw earth make us able to develop a multidisciplinary experimental campaign to characterize the thermal, hydric and mechanical properties under different humidity conditions. These properties feed the numerical model with the necessary adaptations presented. The results present both the impact on hygrothermal comfort and to the effect of humidity changes on the mechanical durability of the wall.