Etude des transferts hygrothermiques dans le béton de chanvre et leur application au bâtiment

Dans le cadre du développement durable, les nouvelles réglementations en matière d isolation thermique dans le secteur du bâtiment, conduisent les chercheurs à la recherche de nouveaux matériaux pour constituer des systèmes économes en énergie tout en assurant le confort de l habitat. Cette recherche s est très vite dirigée vers l utilisation de matériaux issus de la matière végétale. Parmi les nouveaux matériaux à base végétale, le chanvre est le plus utilisé dans la construction. Les recherches effectuées jusqu à ce jour ont permis de déterminer les propriétés physiques de ce matériau. Ces valeurs ne reflètent que partiellement le confort ressenti dans les locaux dont les parois sont en béton de chanvre. L objectif de cette thèse est d étudier le comportement hygrothermique du béton de chanvre au niveau d une paroi et à l échelle d un local. La première partie de cette thèse est consacrée à l étude bibliographique liée aux intérêts d utilisation du béton de chanvre puis sa performance est comparée aux autres matériaux du génie civil. Après avoir présenté le modèle des transferts hygrothermiques dans le bâtiment ainsi que l environnement de simulation SPARK, adapté à la résolution des systèmes d équations non linéaires, les simulations sont effectuées à l échelle d une paroi simple, d une paroi multicouche et du bâtiment afin de valider les modèles par rapport à des résultats trouvés dans la littérature. La deuxième partie est consacrée à l étude du comportement hygrothermique d une paroi et d un local en béton de chanvre sous des conditions climatiques statique et dynamique. Les résultats obtenus pour les conditions hivernales réelles ont montré que la combinaison de la ventilation hygroréglable avec la capacité de sorption des parois en béton de chanvre permet de réduire de 12% les besoins énergétiques par rapport à une ventilation classique. Enfin, la dernière partie est consacrée à l étude préliminaire d un nouveau matériau 100% végétal à base d une matrice d amidon de blé et de chènevotte. Sa performance hygrothermique dans le bâtiment est mise en évidence pour les conditions climatiques de NancyWithin the framework of the sustainable development, new thermal regulations concerning thermal insulation in building sector, lead researchers to develop new materials in order to establish energy efficient systems which insure thermal comfort. Vegetal fibre materials are a good choice to respond to this demand and in particular hemp concrete which is more and more used in the construction. The researches done until this day allowed us to determine its physical properties but there are no works about its hygrothermal performance in building envelopes. Therefore, the objective of this thesis is to study transient hygrothermal behaviour of hemp concrete in buildings.The first part of this thesis is dedicated to the bibliographical studies concerning hemp concrete use and its physical properties. Besides, it is compared to other materials used in construction. After presenting the mathematical models for heat and mass transfer in buildings and their implementation in the simulation environment SPARK suited to non linear complex problems, simulations are used for simple layer walls, multilayered walls and on the whole building level.The second part is concentrated on the hygrothermal behaviour of hemp concrete walls and buildings under static and dynamic conditions. Our results suggest that due to its high moisture buffering capacity, coupling hemp concrete with relative humidity sensitive ventilation can achieve a reduction of 12% in energy consumption when compared to a classical ventilation system.Finally, the last part of this work presents a new 100% vegetal material made of hemp fibres within starch matrix. Its hygrothermal performance in buildings is shown for the climatic conditions of Nancy CityREIMS-BU Sciences (514542101) / SudocSudocFranceF