le réemploi des matériaux de construction issus de l'économie circulaire et leur impact sur la qualité de l'air intérieur (QAI)

The reuse of construction materials from the circular economy and their impact on indoor air quality (IAQ)

• Auteur / Autrice : Fatimata Syll
• Direction : Karim Limam
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Mécanique des fluides
• Date : Inscription en doctorat le 03/01/2023
• Etablissement(s) : La Rochelle
• Ecole(s) doctorale(s) : EUCLIDE
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur pour l'environnement

Mots clés

Mots clés libres

Réemploi

Qualité de l'air intérieur

Polluants (COV)

Simulation et modèle numérique

Matériaux

Economie circulaire

Reuse

Indoor air quality

Pollutants

Volatile Organic Compound emissions

Simulation

Résumé

Ma thèse porte sur l'influence du réemploi de matériaux de construction sur la qualité de l'air intérieur. En France, la construction génère d'importants déchets, majoritairement issus des matériaux de construction, ce qui contribue largement à l'impact environnemental des bâtiments. Pour répondre à cette problématique, l'économie circulaire encourage le réemploi des matériaux, visant ainsi à réduire les déchets de construction et l'empreinte carbone. La réglementation environnementale de 2022 incite davantage à adopter le réemploi, mais la qualité de l'air intérieur demeure un défi majeur en raison des émissions de polluants provenant des matériaux de construction. Ces matériaux émettent des substances nocives, notamment les composés organiques volatils (COV) et le formaldéhyde, qui peuvent avoir de graves impacts sur la santé des occupants des bâtiments. Cette problématique entraîne des conséquences socio-économiques significatives en France, d'où la mise en place de réglementations et de labels visant à améliorer la qualité de l'air intérieur. Toutefois, il existe un manque d'études quantitatives sur les risques sanitaires liés aux matériaux de réemploi, ce qui motive cette thèse. Son objectif est d'évaluer l'impact des émissions de polluants provenant des matériaux de réemploi sur la qualité de l'air intérieur en fournissant des estimations des émissions en fonction des types de produits, afin de mieux anticiper les concentrations sans avoir à tester tous les matériaux de réemploi. L'objectif principal de la thèse est d'établir une méthodologie générale pour quantifier l'impact du réemploi de matériaux de construction sur la qualité de l'air intérieur (QAI), en se basant sur trois objectifs principaux : 1. Développer un modèle analytique prédictif des émissions de composés organiques volatils (COV) provenant des matériaux de construction de réemploi et plus précisément des matériaux multicouches. Ce modèle sera particulièrement attentif au contexte du changement climatique en étudiant l'influence de l'évolution des conditions environnementales telles que la température et l'humidité sur les émissions des matériaux. Le modèle sera ensuite validé par des expérimentations physiques. 2. Utiliser le modèle validé expérimentalement pour déterminer les compositions et caractéristiques physiques (perméabilité, coefficient de diffusion, coefficient de partition, etc.) des couches de matériaux qui permettraient de réduire efficacement les émissions des matériaux émissifs lorsqu'ils sont recouverts par celles-ci, garantissant ainsi le réemploi des matériaux de construction. 3. Intégrer les lois d'émissions obtenues dans l'outil de prévision de la qualité de l'air intérieur, MATHIS-QAI, développé par le CSTB, afin d'évaluer les risques sanitaires liés aux émissions de produits réemployés.

My thesis focuses on the influence of reusing construction materials on indoor air quality. In France, construction generates a significant amount of waste, primarily from construction materials, which greatly contributes to the environmental impact of buildings. To address this issue, the circular economy promotes the reuse of materials, aiming to reduce construction waste and carbon footprint. The 2022 environmental regulations further encourage reuse, but indoor air quality remains a major challenge due to emissions of pollutants from construction materials. These materials emit harmful substances, including volatile organic compounds (VOCs) and formaldehyde, which can have serious health impacts on building occupants. This issue has significant socio-economic consequences in France, leading to the implementation of regulations and labels aimed at improving indoor air quality. However, there is a lack of quantitative studies on the health risks associated with reused materials, motivating this thesis. Its objective is to assess the impact of emissions from reused construction materials on indoor air quality by providing emission estimates based on product types, thus enabling better anticipation of concentrations without having to test all reused materials. The main objective of the thesis is to establish a general methodology for quantifying the impact of reusing construction materials on indoor air quality (IAQ), based on three main objectives: 1. Develop a predictive analytical model for emissions of volatile organic compounds (VOCs) from reused construction materials, particularly multilayer materials. This model will pay particular attention to the context of climate change by studying the influence of changing environmental conditions such as temperature and humidity on material emissions. The model will then be experimentally validated. 2. Use the experimentally validated model to determine the compositions and physical characteristics (permeability, diffusion coefficient, partition coefficient, etc.) of material layers that would effectively reduce emissions from emitting materials when covered by them, thus ensuring the reuse of construction materials. 3. Integrate the emission laws obtained into the indoor air quality prediction tool, MATHIS-QAI, developed by CSTB, to assess health risks associated with emissions from reused products.