Mao a soutenu sa thèse le Jeudi 23 novembre 2017. Le titre est :

Panels from bamboo fibers/powders for building construction: elaboration and hygrothermal characterization

 

Résumé

Réduire la consommation d’énergie pour les bâtiments futurs en utilisant des matériaux d’isolation à base de matériaux biosourcés est l’un des centres d’intérêt actuels en recherche. Ce travail évalue les performances de nouveaux matériaux d’isolation thermique à partir de fibres/poudres de bambou et de colles à base de protéines et de lignosulfonate de sodium, avec addition d’adsorbants inorganiques tels que la sépiolite et l’attapulgite. Les matériaux peuvent être utilisés à l’intérieur des bâtiments comme matériaux pour contrôler l’humidité en raison de leur capacité tampon. Ainsi, ils peuvent contribuer à diminuer la consommation d’énergie en réduisant l’utilisation des systèmes de chauffage/refroidissement.

Tout d’abord, les conditions de mise en œuvre de ces matériaux sur une presse hydraulique ont été optimisées ainsi que les proportions des différents constituants. Ensuite, la microstructure des matériaux a été étudiée par porosimétrie mercure (MIP), microscopie électronique à balayage (SEM) et spectroscopie infrarouge (IR) afin de comprendre les interactions entre tous les composants et évaluer l’effet de la structure poreuse sur la performance hygrothermique des panneaux.

Les propriétés hygriques de ces matériaux isolants innovants, tels que la cinétique de sorption de vapeur, les propriétés tampon, la perméabilité à la vapeur d’eau, les isothermes de sorption de vapeur et la conductivité thermique ont été analysées. Les valeurs de tampon d’humidité  (MBV) des panneaux avec colle appartiennent à une catégorie « excellente » de 2,0 à 3,9 g/(m2% HR) par rapport à 1,7 g / (m2%HR) pour le panneau sans liant. L’absorption de vapeur et la capacité de désorption à différents niveaux d’humidité relative suivent la même tendance, c’est-à-dire des capacités plus élevées pour les panneaux avec colle. Les propriétés d’isolation thermique dépendent de la densité, de l’humidité relative et de la variation de la teneur en humidité. Les propriétés mécaniques des panneaux sont considérablement augmentées lorsque le lignosulfonate de sodium est ajouté à la colle protéique en raison des interactions chimiques entre les composants. Cependant, ces mêmes propriétés mécaniques ont tendance à diminuer lorsque des absorbants minéraux sont ajoutés  en raison du manque de cohésion dans les panneaux de bambou. L’indice de moisissure et les couples niveaux d’humidité/temps nécessaires à la croissance des moisissures sur les surfaces des panneaux sont également étudiés.

La partie finale est une simulation numérique sur le logiciel Dymola via le langage Modelica. Un modèle numérique a été utilisé pour simuler les phénomènes observés dans les conditions expérimentales. Les comparaisons entre résultats numériques et expérimentaux dans des conditions contrôlées montrent une bonne corrélation pour la température et les propriétés hygriques des panneaux

 

Mots-clés: panneaux de bambou, biomatériaux, isolation thermique, performance hygrothermique, matériaux hygroscopiques, transfert de chaleur et d’humidité.

 

 

Composition du jury

Mme Anne BERGERET, Professeur, Ecole des Mines d’Alès, Rapporteur

Giovanni DOTELLI, Maître de conférences, Ecole Polytechnique de Milan, Rapporteur

Patrick GLOUANNEC, Professeur, Université Bretagne Sud, Président

Mme DIEP THI My Hanh, Maître de conférences, Université des Sciences-VNU, codirectrice thèse

Mme Monika WOLOSZYN, Professeur, Université Savoie Mont Blanc, codirectrice thèse

Mme Anne-Cécile GRILLET, Maître de conférences, Université Savoie Mont Blanc, directrice thèse