Élaboration d'un éco-matériau pour l'habitat à base de géopolymère et d'anas de lin

Development of an ecomaterial for building construction based on geopolymere and flax shives

• Auteur / Autrice : Laila Benbahloul
• Direction : Chafika Djelal-dantec, Jonathan Page, Mohamed Waqif
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Sciences pour l'Ingénieur Génie Civil
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2022
• Etablissement(s) : Artois en cotutelle avec Université Cadi Ayyad
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences, technologie et santé (Amiens)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : LGCgE - Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : LGCgE-Artois

Mots clés

Mots clés libres

Anas de lin

Géopolymère

Formulation

Mise en forme

Propriétés multiphysiques

Eco-matériaux

Manufacturing process

Ecomaterial

Multiphysical properties

Flax shives

Mix design

Geopolymer

Résumé

Dans le contexte actuel du développement durable, une démarche nationale de développement des filières vertes a été engagée par le Ministère de la Transition Ecologique. Ainsi, la filière du lin textile en France a connu un développement croissant ces dernières années. Toutefois, le teillage du lin génère une quantité importante d'anas (50% de la paille de lin), qui sont peu valorisés. C'est pourquoi, les producteurs de lin cherchent une nouvelle voie de valorisation de ces anas. La recherche dans le secteur de la construction a également engagé une transition écologique, avec notamment le développement de matériaux biosourcés, tels que les agrobétons. Ces derniers, dont le béton de chanvre est un précurseur, possèdent des qualités intéressantes comme une faible densité et de bonnes caractéristiques hygrothermiques. Des blocs de chanvre ont pu être développés, mais l'offre commerciale reste relativement modeste, ceci dû à l'incompatibilité chimique entre le végétal et les liants cimentaires, ainsi qu'à des temps de cure trop importants ne permettant pas un conditionnement rapide. Le ciment géopolymère, nouveau liant géosourcé développé dans les dernières décennies, peut être un substitut pertinent aux liants cimentaires traditionnels puisqu'il acquière l'essentiel de sa résistance dans les 24 premières heures. Les ciments géopolymères ont aussi la réputation d'être des ciments plus respectueux de l'environnement, de part eur faible émission de CO2 en comparaison avec le ciment Portland. L'objectif de cette thèse est de formuler un nouvel écomatériau pour l'habitat à base d'anas de lin et de géopolymère, sous la forme d'un bloc à maçonner. L'idée forte du programme est donc de faire de cet écomatériau un produit compétitif et concurrent avec les agrobétons déjà développés, en proposant une association avec un liant permettant une meilleure compatibilité liant-végétal, afin de réduire les temps de cure, de simplifier la mise en œuvre industrielle, et en proposant des propriétés physico-mécaniques pertinentes pour l'habitat.

In the current context of sustainable development, a national approach to the development of green sectors has been initiated by the Ministry of Ecological Transition. Thus, the flax industry in France has experienced growing development in recent years. However, flax scutching generates a large quantity of shives (50% of flax straw), which are not highly valorized. This is why flax producers are looking for a new way of adding value to these shives. Research in the construction sector has also initiated an ecological transition, with in particular the development of biobased materials, such as agro-concrete. The latter, where hemp concrete is a precursor, have interesting qualities such as low density and good hygrothermal characteristics. Hemp blocks have been developed, but the commercial offer remains relatively modest, due to the chemical incompatibility between the plant and the cementitious binders, as well as excessive curing times that do not allow rapid conditioning. Geopolymer cement, a new geo-based binder developed in recent decades, can be a relevant substitute for traditional cementitious binders since it acquires most of its strength within the first 24 hours. Geopolymer cements also have the reputation of being more environmentally friendly cements, for their low CO2 emissions compared to Portland cement. The objective of this thesis is to design a new eco-material for housing based on flax shives and geopolymer, in the form of a masonry block. The strong idea of the program is therefore to make this eco-material a competitive product and competitor with the agro-concretes already developed, by proposing the association with a binder allowing better binder-plant compatibility, in order to reduce curing times, simplify industrial implementation, and by proposing physico-mechanical properties for building insulation.