Développement d'éléments en biocomposite à base de fibre végétale pour la réhabilitation énergétique des bâtiments.

Development of biocomposite elements based on plant fibres for buildings renovation

• Auteur / Autrice : Mustapha Nouri
• Direction : Frédéric Alain Grondin, Mahfoud Tahlaiti
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie Civil
• Date : Soutenance le 14/12/2020
• Etablissement(s) : Ecole centrale de Nantes
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences de l'ingénierie et des systèmes (Nantes Université)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (Nantes ; 2004-....)
• Jury : Président / Présidente : Rafik Belarbi
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Alain Grondin, Mahfoud Tahlaiti, Rafik Belarbi, Sofiane Amziane, Laetitia Van schoors, Johnny Beaugrand, Ammar Yahia
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sofiane Amziane, Laetitia Van schoors

Mots clés

Mots clés contrôlés

Habitations -- Économies d'énergie

Construction durable

Fibres végétales (matériaux de construction)

Mots clés libres

Fibres végétales

Biocomposites

Ampelodesmos mauritanicus

Vieillissement accéléré

Comportement mécanique

ACV

Vegetable fibres

Biocomposites

Ampelodesmos mauritanicus

Accelerated ageing

Mechanical behaviour

LCA

Résumé

Dans l’optique de répondre à la demande du marché des matériaux biosourcés en France pour le secteur du bâtiment, les travaux présentés dans cette thèse avaient pour objectif de formuler un nouveau matériau biosourcé en exploitant des nouvelles ressources végétales, telle que la plante de Diss. Ce matériau sera destiné pour la production des panneaux de bardage pour la réhabilitation énergétique des bâtiments. Dans un premier lieu, une étude sur l’extraction, le traitement et la caractérisation des fibres de Diss a été menée. Elle a été suivie dans un deuxième temps par une application de ces fibres comme renfort à une matrice thermoplastique, le polypropylène. La caractérisation mécanique et hydrothermique, l’étude de durabilité et l’évaluation environnementale de la phase de production de ces biocomposites ont été abordées. Les résultats montrés sont prometteurs, notamment pour une telle application où les fibres de Diss ont présenté des propriétés mécaniques et hydro/hygrothermiques intéressantes. De plus, l’incorporation de ces fibres a amené à une amélioration des propriétés mécaniques de la matrice. D’autre part, l’étude de durabilité a mis en évidence l’effet du vieillissement hydrothermique sur leurs propriétés mécaniques. Il a été conclu également que l’utilisation des fibres de Diss avait un effet nettement positif sur la réduction des impacts relatifs au réchauffement climatique, grâce à la séquestration biogénique du CO2. Ces résultats aident à mieux anticiper une future industrialisation de ces fibres et mettre en amont leur effet bénéfique sur l’environnement.

With a view to meet the market demand for biosourced materials in France for the building sector, the present work aimed to formulate a new biosourced material by exploiting new plant resources, such as the Diss plant. This material will be used to produce cladding panels for buildings renovation. Firstly, a study on the extraction, treatment and characterisation of Diss fibres was carried out, followed secondly by an application of these fibres as a reinforcement to a thermoplastic matrix, polypropylene The mechanical and hydrothermal characterisation, durability evaluation and environmental assessment of the production phase of these biocomposites were studied. The results are promising especially for such an application where the Diss fibres showed interesting mechanical and hydro/hydrothermal properties. In addition, the incorporation of the fibres led to an improvement in the mechanical properties of the matrix. On the other hand, the durability study highlighted the hydrothermal ageing effect on their mechanical properties. It was also concluded that the use of Diss fibres had a clearly positive effect on the reduction of global warming impacts thanks to the biogenic sequestration of CO2. These results help to better anticipate the future industrialisation of these fibres and highlight their beneficial effect on the environment.