Les bétons de granulats d'origine végétale
Application au béton de chanvre

Traité MIM, série Matériaux de construction

Auteurs :

Langue : Français

117,00 €

En stock : expédition en 24h !

Ajouter au panierAjouter au panier
Date de parution :
Ouvrage 347 p. · 16.5x24 cm · Relié · 
ISBN : 9782746238091 EAN : 9782746238091
Hermes Science

· PDF : 117,00 € ·
Acheter l'e-book e-book

Résumé de Les bétons de granulats d'origine végétale

Ce livre est un des tout premiers « si non le premier » exclusivement dédié au domaine des bétons de végétaux. Nous nous employons au fur et à mesure des chapitres de décrire l’intérêt de l’usage de tels matériaux, de décliner les nombreuses propriétés multiphysiques et enfin d’illustrer les modes de fabrication et de mise en œuvre. Le livre se focalise principalement sur l’exemple du béton de chanvre. Ce matériau est aujourd’hui très largement utilisé dans l’industrie de la maison individuelle. Le confort thermique, hygrothermique et acoustique est induit par la structure exceptionnelle du matériau dans le sens où elle associe porosité, légèreté et inertie. Le comportement mécanique n’est pas en reste, une grande ductilité et des propriétés loin des standards habituels sont précisées dans cet ouvrage. Par ailleurs, l’Analyse de cycle de vie dont la plus grande partie du volume est d’origine végétale fait ressortir un bilan qui lui est très favorable.

Sommaire de Les bétons de granulats d'origine végétale

Préface . . . . . . .15

Henri VAN DAMME

Chapitre 1. Contexte environnemental, économique et social des agrobétons . . . . . . . . .19

Vincent NOZAHIC et Sofiane AMZIANE

1.1. Développement durable, construction et matériaux . . . . . . . . . . . . 19

1.1.1. Impacts environnementaux du secteur du bâtiment . . . . . . . . . 20

1.2. Normalisation et réglementation : vers une approche globale . . . . . . 21

1.2.1. Normalisation et réglementation en vigueur . . . . . . . . . . . . . 21

1.2.2. Limites du cadre normatif et réglementaire . . . . . . . . . . . . . . 23

1.3. Les matériaux, une composante de plus en plus essentielle. . . . . . . . 25

1.3.1. Place des matériaux dans les consommations énergétiques . . . . 25

1.3.2. Qu’est-ce qu’un matériau à faible impact environnemental ? . . . .25

1.3.3. Une réglementation en constante évolution . . . . . . . . . . . . . . 26

1.4. Le cas spécifique des bétons de particules lignocellulosiques . . . . . . 27

1.4.1. Contexte français de développement des agrobétons . . . . . . . . 28

1.5. Que désigne le terme agrobétons ? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.5.1. Définition générale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

1.5.2. Les ressources lignocellulosiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

1.5.3. Caractéristiques générales des agroressources lignocellulosiques . . 32

1.6. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

1.7. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

10 Les bétons de granulats d’origine végétale

Chapitre 2. Caractérisation des granulats d’origine végétale . . . . . . . . . 45

Vincent PICANDET

2.1. Microstructure des granulats . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

2.1.1. Structure de la tige des plantes à fibres . . . . . . . . . . . . . . . . 46

2.1.2. Observation au MEB de particules de chènevotte . . . . . . . . . . 48

2.1.3. Chimie des parois cellulaires . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

2.1.4. Masses volumiques et porosités, cas de la chènevotte . . . . . . . 53

2.2. Granulométrie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

2.2.1. Caractéristiques générales des granulats issus de plantes à fibres . .. 55

2.2.2. Teneur en fibre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

2.2.3. Méthodes de caractérisation de la granulométrie . . . . . . . . . . 56

2.2.4. Analyses granulométriques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

2.2.5. Comparaison des résultats obtenus par analyse d’image . . . . . . 71

2.2.6. Caractérisation de la géométrie des particules . . . . . . . . . . . . 77

2.2.7. Caractérisation des granulométries . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78

2.2.8. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85

2.3. Compacité et compressibilité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

2.4. Capacité d’absorption . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88

2.5. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90

Chapitre 3. Les liants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Gilles ESCADEILLAS, Camille MAGNIONT, Sofiane AMZIANE, Vincent NOZAHIC

3.1. Les ciments Portland . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

3.1.1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

3.1.2. Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96

3.1.3. Compositions chimique et minéralogique . . . . . . . . . . . . . . . 97

3.1.4. Propriétés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

3.1.5. Impacts environnementaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104

3.2. Les chaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.2.1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105

3.2.2. Les chaux aériennes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

3.2.3. Les chaux hydrauliques naturelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

3.3. Les mélanges chaux-pouzzolane . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

3.3.1. Les pouzzolanes naturelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

3.3.2. Les pouzzolanes naturelles calcinées. Le métakaolin . . . . . . . . 117

3.3.3. Les cendres volantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

3.3.4. Les laitiers de haut fourneau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124

3.4. Le plâtre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

3.4.1. Généralités . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

3.4.2. Production . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

3.4.3. Compositions chimiques et minéralogiques . . . . . . . . . . . . . 129

3.4.4. Propriétés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

3.4.5. Impacts environnementaux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

3.5. Synthèse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

3.6. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132

Chapitre 4. Formulation et mise en oeuvre . . . . . . . . . . . . . . . 139

Christophe LANOS, Florence COLLET, Gérard LENAIN, Yves HUSTACHE

4.1. Objectifs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

4.1.1. Préambule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

4.1.2. Les applications traditionnelles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141

4.1.3. Constituants et mélange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

4.1.4. Les modes de mise en oeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 144

4.2. Règles de formulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

4.2.1. Bases de formulations courantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145

4.2.2. Influence de la proportion de pâte dans le mélange . . . . . . . . . 146

4.2.3. Qualité de la pâte et dosage en eau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

4.2.4. Homogénéité de la pâte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158

4.2.5. Interaction formulation-résistance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 160

4.2.6. Interaction formulation. Propriétés thermohydriques . . . . . . . . 162

4.3. Exemples de formulations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

4.3.1. Origine des données . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

4.3.2. Application mur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164

4.3.3. Application sol (dallage) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

4.3.4. Application toiture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

4.3.5. Autres applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 165

4.4. Techniques de mise en oeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

4.4.1. Réalisation d’une paroi par coffrage . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

4.4.2. Application par projection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166

4.4.3. Réalisation d’un sol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

4.4.4. Réalisation d’une toiture . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167

4.4.5. Autres applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

4.5. Règles professionnelles d’exécution d’ouvrages en béton et mortiers de chanvre . . 168

12 Les bétons de granulats d’origine végétale

4.5.1. Historique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 168

4.5.2. Principes et contenus des règles professionnelles . . . . . . . . . . 169

4.6. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 175

Chapitre 5. Comportement mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

Laurent ARNAUD, Sofiane AMZIANE, Vincent NOZAHIC, Etienne GOURLAY

5.1. Matériau composite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177

5.1.1. Confection des éprouvettes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

5.1.2. Comportement mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178

5.1.3. Effet d’une compression initiale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181

5.1.4. Effet de la nature du liant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183

5.1.5. Influence du dosage en liant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186

5.1.6. Influence de la taille des particules . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 189

5.1.7. Influence des conditions de cure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190

5.1.8. Evolution au cours du temps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

5.1.9. Interaction entre particules et liant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193

5.1.10. Comportement anisotrope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195

5.2. Modélisation du comportement mécanique . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

5.2.1. Approche empirique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 196

5.2.2. Approche par homogénéisation autocohérente . . . . . . . . . . . . 197

5.3. Vers l’étude d’un composite stratifié . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

5.4. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201

5.5. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202

Chapitre 6. Comportement hygrothermique du béton de chanvre . . . . . . 205

Laurent ARNAUD, Driss SAMRI, Etienne GOURLAY

6.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 205

6.2. Conductivité thermique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

6.2.1. Mesure de la conductivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206

6.2.2. Modélisation de la conductivité thermique sèche et humide . . . . 209

6.2.3. Transferts de chaleur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212

6.3. Transferts hygrothermiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

6.3.1. Dispositif expérimental . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213

6.3.2. Sollicitations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 216

6.3.3. Changements de phase . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

6.3.4. Transferts hygrothermiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221

6.3.5. Rôle des enduits sur bétons de chanvre . . . . . . . . . . . . . . . . 223

6.3.6. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

6.4. Caractérisation thermique de divers matériaux de construction . . . . . 229

6.4.1. Béton cellulaire autoclavé . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230

6.4.2. La brique à perforations verticales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232

6.4.3. Bétons de chanvre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233

6.4.4. Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 238

6.5. Modélisation des transferts couplés de chaleur et de masse . . . . . . . 239

6.5.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 239

6.5.2. Lois de transfert . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 240

6.5.3. Modèle de transfert : le modèle de Künzel . . . . . . . . . . . . . . 244

6.5.4. Détermination des coefficients de transfert . . . . . . . . . . . . . . 246

6.5.5. Modélisation numérique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251

6.6. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 265

6.7. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 268

Chapitre 7. Propriétés acoustiques des bétons de chanvre . . . . . . . . . . . 273

Philippe GLÉ, Emmanuel GOURDON, Laurent ARNAUD

7.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273

7.2. Propriétés acoustiques du matériau en fonction des principaux leviers d’action . . . 274

7.2.1. Influence des constituants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275

7.2.2. Influence du mode de mise en oeuvre . . . . . . . . . . . . . . . . . 278

7.3. Modélisation des propriétés acoustiques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 281

7.3.1. Analyse physique des propriétés acoustiques mesurées . . . . . . 283

7.3.2. Le modèle double porosité adapté et ses paramètres . . . . . . . . 285

7.3.3. Validation expérimentale du modèle . . . . . . . . . . . . . . . . . . 287

7.4. Application du modèle à la caractérisation acoustique de la chènevotte . . . . 288

7.4.1. Porosité de la chènevotte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289

7.4.2. Résistivité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 292

7.5. Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

7.6. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 295

Chapitre 8. Les bétons de végétaux dans les structures : aspect structurel.

Association d’une structure bois pour la reprise des sollicitations . . . . . . 297

Philippe MUNOZ, Didier PIPET

8.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297

8.2. Essai préliminaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

8.2.1. Description du panneau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

14 Les bétons de granulats d’origine végétale

8.2.2. Mise en place du panneau sur le banc de contreventement . . . . . 300

8.2.3. Chargement longitudinal et mesure des déplacements . . . . . . . 301

8.2.4. Comportement du banc d’essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

8.2.5. Comportement du panneau bois . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 303

8.3. Essai sur un panneau composite ossature bois/béton de chanvre . . . . 306

8.3.1. Description du panneau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 306

8.3.2. Mise en place du panneau sur le banc de contreventement . . . . . 306

8.3.3. Chargement vertical . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309

8.3.4. Chargement longitudinal et mesure des déplacements . . . . . . . 309

8.3.5. Déroulement de l’essai . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311

8.3.6. Faciès de ruine du panneau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

8.4. Résultats et analyse comparative . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315

8.5. Conclusion et perspectives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 317

8.6. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 319

Chapitre 9. Étude des caractéristiques environnementales du mur en béton chanvre banché sur ossature bois par l’analyse de son cycle de vie : retour sur l’ACV de 2005 . . . . 321

Marie-Pierre BOUTIN, Cyril FLAMIN

9.1. Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321

9.2. Description des produits étudiés . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 323

9.3. Méthode d’évaluation environnementale des matériaux biosourcés . . . . . 324

9.4. Analyse du cycle de vie du béton chanvre. Méthodologie, hypothèses de travail et résultats . . . 326

9.4.1. Délimitation du système étudié . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 326

9.4.2. Analyse de l’inventaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 329

9.4.3. Evaluation de l’impact . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335

9.4.4. Résultats et interprétation du cycle de vie . . . . . . . . . . . . . . . 336

9.5. Interprétations du cycle de vie, conclusion et perspectives . . . . . . . . 337

9.6. Bibliographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 342

Les coordonnateurs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 343

Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 345