L'isolabilité des parois en pisé

The insulatability of rammed earth walls

• Auteur / Autrice : Margaux Indekeu
• Direction : Monika Woloszyn
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences Pour l'Ingénieur
• Date : Inscription en doctorat le 03/10/2016
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry ; 2007-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'Optimisation de la Conception et Ingénierie de l'Environnement

Mots clés

Mots clés libres

Isolabilité

Parois en pisé

Rénovation thermique

Comportement hygrothermomécanique

Insulatability

Rammed earth walls

Thermal renovation

Hygrothermomechanical behaviour

Résumé

Le pisé est largement utilisé dans des bâtiments historiques. Pour des raisons d’économie d’énergie, un nombre grandissant d’habitations sont sujettes à des actions de rénovation thermique. Pour préserver le caractère du bâtiment, l’isolation intérieure est appropriée. Cependant, conséquent à l’application de l’isolation intérieure, la construction extérieure devient plus froide et plus humide. Cette performance hygrothermique modifiée peut causer différentes défaillances: qualité d’isolation réduite, tensions et déformations hygrothermiques, force et rigidité réduite, détérioration biologique, dégâts de gel, et dégâts de sel. De plus, la condensation interstitielle doit être évitée ou tamponnée par le système d’isolation afin de limiter le risque de dommages hygrothermomécaniques. Pour évaluer les performances en énergie et en humidité des bâtiments en pisé et trouver des stratégies de rénovation appropriées, les propriétés thermiques et hygriques du pisé sont d’abord nécessaires. Pour cela, une étude de caractérisation du matériau est réalisée. Les propriétés hygriques sont déterminées expérimentalement: porosimétrie au mercure, test d’absorption capillaire, test d’isotherme de sorption, psychrométrie de rétention d’humidité, visualisation des profils de teneur en humidité lors d’un test d’absorption capillaire, et (calibration par simulation d’un) test de séchage isotherme. Les propriétés du matériau déterminées sont utilisées et tant qu’intrants dans une analyse numérique de l’isolabilité. Au moyen de simulation numérique, les réponses thermiques et hygriques de la construction sont investiguées sous l’influence de différentes options d’isolation: ouverte à la vapeur, étanche à la vapeur, et active capillaire. En outre, les conséquences mécaniques éventuelles de la rénovation sont évaluées.

Rammed earth is widely used in historic buildings. For reasons of energy savings, a growing number of houses are subject to actions of thermal renovation. To preserve the character of the building, interior insulation is appropriate. However, consequent to the application of interior insulation, the exterior construction becomes colder and moister. This modified hygrothermal performance can cause several failure events: reduced insulation quality, hygrothermal stresses and strains, reduced strength and stiffness, biological deterioration, frost damage, and salt damage. Moreover, interstitial condensation needs to be avoided or buffered by the insulation system in order to limit the risk on hygrothermomechanical damage patterns. To assess the energy and moisture performance of rammed earth buildings and find suitable retrofit strategies, the thermal and hygric properties of rammed earth are needed in the first place. For this, a material characterisation study is carried out. The hygric properties are determined by means of experiments: mercury intrusion porosimetry, capillary absorption test, sorption isotherm test, moisture retention psychrometry, visualisation of the moisture content profiles during a capillary absorption test, and (calibration via simulation of an) isothermal drying test. The determined material properties are used as an input in a numerical insulatability analysis. By means of numerical simulation, the thermal and moisture responses of the construction are investigated under the influence of different insulation options: vapour open, vapour tight, and capillary active. Also, the eventual mechanical consequences of the retrofit are assessed.