Semi-structural insulating and waterproof biobased concrete

Βétοn biοsοurcé isοlant semi-structurel et étanche à l'eau Le béton mousse est un matériau de construction constitué d'une matrice cimentaire et de réseaux de bulles d'air. Ce matériau offre d'excellentes performances thermiques. Par ailleurs, le béton de chanvre est un matériau isolant à base de granulats de chanvre qui améliore le confort et la consommation énergétique des habitations. Mais ces deux matériaux présentent des performances mécaniques et une étanchéité limitée. De plus, de rares études traitent la combinaison de ces deux matériaux. L'objectif de cette étude est donc de créer un béton mousse non autoclavé incorporant des chènevottes, isolant semi-structurel et imperméable.Dans ce contexte, la recherche a commencé par une formulation de béton mousse avec 100% de ciment et utilisée comme béton mousse témoin. De plus, une autre formulation témoin est utilisée mais en remplaçant 30% de ciment portlandite par 10% de métakaolin et 20% de laitier granulé de haut fourneau moulu respectant la norme NF EN-206, où le métakaolin est un activateur du laitier pour améliorer la cohésion et l'adhérence du liant.Sur la base de sur ces deux formulations témoins, différentes quantités de ciment (5, 10 et 15 % en poids) ont été remplacées par de la chènevotte afin d'évaluer la densité, les propriétés mécaniques et thermiques, le coût de production et l'émission de CO₂ de ces bétons. Les meilleures formulations donnant des résultats acceptables pour créer des bétons mousses biosourcés pour des applications semi-structurelles ont été sélectionnées. Les critères qui ont été choisis sont basés sur une résistance à la compression supérieure à 2 MPa (la compression minimale pour obtenir un matériau autoporteur) et une conductivité thermique et une densité inférieure à 0,2 W/(m.K) et 800 kg/m³, respectivement. Ensuite, quatre formulations avec différentes quantités de chanvre et d'additifs pouzzolaniques sont sélectionnées pour être produites par deux méthodes différentes de production (méthode préformée et méthode directe). Tout d'abord, la structure des pores et la matrice cimentaire de ces bétons sont étudiées, puis les propriétés mécaniques, thermiques et hydriques de tous les bétons mousses biosourcés sont analysées. Il est apparu que les particules de chanvre et les additifs pouzzolaniques ont un effet négligeable sur la distribution des bulles d'air du béton mousse produit par la méthode préformée, mais ils ont un effet remarquable sur le béton mousse produit par la méthode directe. En outre, le chanvre réduit l'accélération de la prise du béton et réduit la résistance mécanique, améliore la résistivité thermique et augmente l'absorption capillaire et l'adsorption du béton mousse.Une fois ces bétons caractérisés, les meilleurs bétons semi-structurels (Rc > 2 MPa) et structurels (Rc > 17 MPa) sont sélectionnés pour être améliorés en termes d'imperméabilité en utilisant des hydrofuges de masse et de surface. Les propriétés physiques et mécaniques, ainsi que l'absorption capillaire sont étudiées pour identifier les effets des hydrofuges sur les propriétés et sur l'imperméabilité du béton mousse biosourcé. Les hydrofuges de masse améliorent légèrement la résistance mécanique des bétons mousse incorporés aux chènevottes et les deux hydrofuges rendent les bétons mousse imperméables à l'eau. Ensuite, ces deux bétons mousse biosourcés sont assemblés en un seul matériau semi-structurel, isolant et imperméable, et la performance thermique de ce matériau est étudiée dans une maison modèle en utilisant une simulation numérique thermique et en comparant la performance hygrothermique de ce matériau à celle d'autres isolants traditionnellement utilisés sur le marché.