Association Terre Crue/Pouzzolane à Djibouti: optimisation d'un matériau de construction et extrapolation numérique à l'échelle du bâtiment

Terre Crue/Pozzolan Association in Djibouti: optimization of a construction material and digital extrapolation to the building scale

• Auteur / Autrice : Mohamed Ahmed mohamed
• Direction : Fabien Bogard, Guillaume Polidori
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Matériaux, mécanique, structures
• Date : Inscription en doctorat le 18/10/2024
• Etablissement(s) : Reims en cotutelle avec Université de REIMS CHAMPAGNE-ARDENNE
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Sciences du Numérique et de lu2019Ingénieur
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Thermique, Mécanique, Matériaux

Mots clés

Mots clés libres

Terre crue

Pouzzolane

Caractéristiques mécaniques

Thermiques

Durabilité

Extrapolation numérique

Raw earth

Pozzolan

Mechanical characteristics

Thermal

Durability

Digital extrapolation

Résumé

L'objectif de ce travail de thèse est de contribuer à l'amélioration des performances des constructions en terre crue en utilisant les ressources locales de Djibouti. Ce type de construction, millénaire, revient au centre des préoccupations des chercheurs du fait de son ratio impact-environnemental/performances très intéressant vis-à-vis des constructions classiques. Néanmoins, un certain nombre de freins empêchent, tant sur le plan scientifique que pratique, une utilisation plus large de ces techniques de construction. Ces verrous sont communs à toute association de matériaux géosourcés (terre) et biosourcés (fibres végétales) et concernent tant la tenue des briques aux contraintes mécaniques, que leur comportement hydrique, thermomécanique et acoustique. Ce projet propose donc, en partant de la terre de Djibouti, principalement de la latérite et de la pouzzolane, de définir, avec l'addition de chaux dont la quantité sera à minimiser, une composition permettant d'optimiser les caractéristiques précédemment citées et d'exploiter au mieux les propriétés de porosité, de légèreté et de régulateur thermique de la pouzzolane. Ce travail nécessite donc une étude de caractérisation multiphysique à l'échelle de la brique qui sera ensuite exploitée numériquement à l'échelle de la paroi puis du bâtiment pour définir un « jumeau numérique » permettant de gérer de manière globale, quels que soient le type de construction et son positionnement géographique, le confort d'été, c'est-à-dire la régulation hydrique et thermique d'un bâtiment à Djibouti ainsi que sa tenue mécanique.

The aim of this thesis is to contribute to improving the performance of rammed earth construction using local resources in Djibouti. This type of construction, which is thousands of years old, is once again at the heart of researchers' concerns because of its very attractive environmental impact/performance ratio compared with conventional construction. However, a number of scientific and practical obstacles stand in the way of wider use of these construction techniques. These obstacles are common to any combination of geosourced (earth) and biosourced (plant fibres) materials, and concern both the resistance of bricks to mechanical stress, as well as their hydric, thermomechanical and acoustic behaviour, thermomechanical and acoustic behaviour. Starting with Djibouti earth, mainly laterite and pozzolan, this project proposes to define, with the addition of lime, the quantity of which will be kept to a minimum, a composition that will optimise the aforementioned characteristics and make the most of pozzolan's porosity, lightness and thermal regulating properties. This work therefore requires a multiphysics characterisation study at brick scale, which will then be used numerically on the scale of the wall and then of the building, to define a ‘digital twin' enabling summer comfort to be managed globally, whatever the type of construction and its geographical location, i.e.