Etude des performances mécanique et hygrothermique des matériaux en terre et fibre végétale : application dans un bâtiment pilote

Les enjeux économiques liés à la hausse des coûts des matériaux de construction, la raréfaction de ces derniers et les impacts environnementaux inhérents à leur fabrication et à leur utilisation conduisent les acteurs de la construction à s’orienter vers des écomatériaux. Ces dernières années, la bauge connaît une renaissance dans le nord-ouest de la France et le sud de l’Angleterre. Les connaissances techniques sur ce type de matériau de construction étant limitées, il est essentiel d’étudier les propriétés mécaniques et hygrothermiques pour des méthodes de conception modernes. Le projet CobBauge vise à développer cette technique de construction avec des matériaux innovants. Cette thèse a pour objectif le développement de la construction en terre crue avec des mélanges terre-fibres végétales. Après l’étude de plusieurs formulations, deux mélanges ont été sélectionnés pour la construction d’un bâtiment pilote : la bauge traditionnelle pour la résistance mécanique, composée de limon et de paille de lin, et la terre allégée pour l’isolation, composée d’argile et de fibres de roseau. Ce dispositif permet de satisfaire à la réglementation thermique RT 2012. Le bâtiment pilote a été construit en Normandie, dans le Parc naturel régional des Marais du Cotentin et du Bessin (Carentan). Il permet de tester de nouvelles méthodes de mise en oeuvre de bauge et de terre allégée sur le chantier, et de définir une méthode permettant la reproduction en laboratoire des caractéristiques des matériaux observées sur le chantier. Un programme expérimental a été conçu pour évaluer les propriétés des matériaux telles que la teneur en eau, la masse volumique, la porosité, la résistance à la compression et la conductivité thermique. Des échantillons de forme cylindrique (∅110 x H220 mm) et prismatique (300 x 300 x 70 mm) ont été produits sur place et en laboratoire. Un suivi régulier de la qualité des matériaux, puis des mélanges, a été mis en place sur chantier afin de suivre la cinétique de séchage, le retrait et le comportement hygrothermique du bâtiment pilote, ainsi que son environnement. Pour cela, des sondes de teneur en eau et une station météorologique ont été utilisées. Les performances hygrothermiques et de retrait ont été étudiées à l’échelle du laboratoire. Les résultats expérimentaux nous ont permis de mesurer les différents paramètres sur chantier et de reproduire les matériaux en laboratoire avec les mêmes caractéristiques, de comparer la cinétique de séchage sur les murs du bâtiment et des échantillons en laboratoire, de déterminer le retrait sur les murs du bâtiment et à l’échelle du laboratoire, et enfin d’explorer le comportement hygrothermique des matériaux.