Contribution à l'étude de l'impact de l'environnement vis-à-vis d'éco-matériaux lignocellulosiques

Contribution to study of environment impact towards lignocellulosic eco-materials

• Auteur / Autrice : Ali Abdullah Hassan Al-Mohamadawi
• Direction : Adeline Goullieux, Karim Benhabib
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences pour l'ingénieur. Génie des procédés
• Date : Soutenance le 23/11/2016
• Etablissement(s) : Amiens
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Eco-procédés, optimisation et aide à la décision (Amiens)
• Jury : Président / Présidente : Christophe Castel
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Adeline Goullieux, Karim Benhabib, Lan Tighzert, Sébastien Rémond, Rose-Marie Dheilly
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Lan Tighzert, Sébastien Rémond

Mots clés

Mots clés contrôlés

Aspect environnemental

Applications industrielles

Lin

Propriétés thermiques

Béton léger

Perméabilité

Composites de ciment

Propriétés mécaniques

Éco-matériaux

Mots clés libres

Anas de lin

Composite lignocellulosique

Ciment

Béton léger

Flax shives

Lignocellulosic composite

Cement

Lightweight concrete

Résumé

De par leurs faible coût, légèreté et propriétés thermiques, les co-produits lignocellulosiques ont reçu une attention particulière pour la fabrication de bétons légers. Cependant ces co-produits ne sont pas totalement compatibles avec une matrice cimentaire, d'où un retard de prise, des variations dimensionnelles élevées et des résistances mécaniques faibles des matériaux résultants. Pour pallier ces inconvénients, un procédé d'enrobage d'anas de lin avec différentes substances a été adopté. Les composites élaborés présentent des améliorations significatives de leurs comportement hydrique et résistances mécaniques avec une augmentation modérée de masse volumique apparente et de conductivité thermique. Les phénomènes de transfert d'humidité dans les composites obtenus peuvent influencer de manière significative leur durabilité et performance. En effet la plupart des matériaux utilisés dans le bâtiment sont poreux, contenant de l'eau sous forme vapeur ou liquide. La perméabilité à la vapeur d'eau, les isothermes de sorption et la capacité tampon à la vapeur d’eau ont donc été déterminées. Les résultats obtenus montrent la bonne performance hygrique des éco-composites élaborés. Trois tests de lixiviation ont été proposés pour identifier la spéciation chimique des matériaux et évaluer leurs relargages. Les conditions expérimentales ont été choisies pour simuler différents états des composites dans des environnements externes en service ou fin de vie. Le comportement à la lixiviation des composites élaborés diffère peu selon le traitement subi par les anas et la libération de substances toxiques n'a pas été mise en évidence

Due to their low cost, lightness and thermal properties, lignocellulosic byproducts received a particular attention, in the recent years, for manufacturing lightweight concretes. However, these byproducts are not fully compatible with the cement matrix, leading to setting delay, significant dimensional variations, and low mechanical strengths of the composites elaborated. To avoid such drawbacks, a coating process of flax shives using different substances has been adopted in this study. It leads to a reduction in treated shive water absorption compared to raw shives. The composites obtained exhibit significant improvements in hydrous behavior and mechanical strengths with moderate increase in the apparent bulk density and thermal conductivity. The phenomena of moisture transfer in the produced composites can significantly influence the durability and performance of them. In fact most of the materials used in the building area are porous, containing water as vapor or liquid. Therefore the water vapour permeability, sorption isotherms and moisture buffering capacity have been determined. The results obtained show the good hygric performance of the eco-composites elaborated. Three leaching tests have been proposed in this study to identify the chemical speciation of the materials and to evaluate their releasing into the environment. The experimental conditions of the leaching tests have been chosen to simulate different states of our composites in external environments in service or end of life. The leaching behaviour of the cement-based products elaborated differs little according to flax shive treatment and the leaching of toxic substances has not been identified