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PLAN:
Contexte
Paramètres hygrothermiques (échelle matériau)
Caractérisation en laboratoire (échelle composant)
Comportement dynamique (échelle bâtiment)
Conclusions et perspectives
Journée technique COTITA Ile de France – 27 Mars 2014
COMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE – D. SAMRI
2
ContexteCOMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
22.11.13
+Q
Air Ambiant
1
Béton de chanvre = Matériau très poreux
ContexteCOMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
22.11.13 2
Toit, mur, dalle ou
enduits
Performances mécaniques modestes : matériau non porteur
Bonne déformabilité => adaptation aux tassements différentiels
Dosage
en liant
Concentration
volumique liant ρ (kg/m3) σmax (MPa) E (MPa) εσmax ν
Faible 10 % 250 0,25 4 0,15 0,05
Intermédiaire 19 % à 29 % 350 à 500 0,35 à 0,80 32 à 95 0,05 à
0,06
0,08 à
0,16
Fort 40 % 600 à 660 1,15 140 à 160 0,04 0,20
Paramètres hygrothermiques (échelle matériau)COMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
(Künzel, 1994)
3
(Samri, 2008)
Paramètres hygrothermiques (échelle matériau)COMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
Teneur en eau à HR = 70%
� HLC2 : 32 kg/m3
� HLC1 : 24 kg/m3
� AAC : 7 kg/m3
� VPB : 4 kg/m3
Le béton de chanvre affiche une plus grande aptitude aux échanges
d’humidité
4
(Samri, 2008)
0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,00
20
40
60
80
100
120
140
w [kg/m
3
]
HR [%]
HLC2
HLC1
AAC
VPB
(Samri, 2008)
Paramètres hygrothermiques (échelle matériau)COMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
Forte influence de l’humidité relative sur les propriétés thermiques
du béton de chanvre
4
(Cerezo, 2005)
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
200 300 400 500 600 700 800
ρρρρsec (kg/m3)
λ λ λ λ (W
/(m
.K))
Conductivité HR=75%Conductivité HR=50%Conductivité HR=0%
Paramètres hygrothermiques (échelle matériau)COMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
(Collet & al, 2013)
Valeur Tampon Hydrique (Moisture Buffer Value)
� Echantillons soumis à des cycles d’humidité
relative journaliers (8 h @ 75%RH absorption suivi de
16 h @ 33%RH désorption)
� Suivi de la variation de masse
5
6A l’échelle ComposantCOMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
(Gourlay, 2009)
(Samri, 2008)
7A l’échelle ComposantCOMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
0 24 48 72 96
21
24
27
30
33T
[°C
]
Temps [h]
T en C HLC2 STAT1 T en E HLC2
T en C AAC30 T en E AAC30
T en C VPB T en E VPB
(Samri, 2008)
45
50
55
60
65
70
75
80
0 24 48 72 9610
20
30
40
20°C, 50%
40°C, 45%
10°C, 80%
T [°C
]
Temps [h]
T en A
20°C, 50%
HR
[%
]
HR en A
STAT1
∆T > 4°°°°C
λ (W.m-2.K-1)
0,08 HLC2
0,125 VPB
0,11 AAC
8
(Samri, 2008)
2
2.T T
c tx
λ
ρ
∂ ∂=∂∂
Mise en évidence du changement de phase au sein du
béton de chanvre
0 24 48 72 9618
20
22
24
26
28
30
32
T [°C
]
Temps [h]
T en x=0,15m HLC2 STAT2 M
T en x=0,15m VPB M
T en x=0,15m AAC30 M
T en x=0,15m HLC2 S
T en x=0,15m VPB S
T en x=0,15m AAC30 S
A l’échelle ComposantCOMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
9
G ~ - 170 kJ/m²
A ~ - 120 kJ/m²
G A
U = 0,135 W.m-2.K -1 U = 0,44 W.m-2.K -1
(Evrard, 2008)
A l’échelle ComposantCOMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
10Comportement dynamique (échelle bâtiment)COMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
Béton de
chanvre
30 cm
cha
ux/
sab
le P
F7
0 (
2 c
m)
Ch
au
x/sa
ble
PF
80
(1
cm)
cha
ux/
sab
le P
F8
0 (
2cm
)*
Excellent Bon Moyen Mauvais
1,32 m3/(h.m2)
Très mauvais
(Samri & al, 2012)
11Comportement dynamique (échelle bâtiment)COMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
07/09 00:00 07/09 12:00 08/09 00:00 08/09 12:00 09/09 00:00 09/09 12:00 10/09 00:00
Tem
pé
ratu
re
Béton de chanvre : paroi ouest du 7 au 9 septembre 2012
BC_ext BC_ouest_se BC_ouest_27cm BC_ouest_17cm BC_ouest_si BC_ouest_int
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
07/09 00:00 07/09 12:00 08/09 00:00 08/09 12:00 09/09 00:00 09/09 12:00 10/09 00:00
Hu
mid
ité
re
lati
ve
(%
)
Béton de chanvre : paroi ouest du 7 au 9 septembre 2012
BC_ext BC_ouest_27cm BC_ouest_17cm BC_ouest_int
Pour 15 cm de béton de chanvre
Pour 15 cm de béton de chanvre
Amortissement de 93%
Amortissement de 95%
Déphasage de 8h
12Comportement dynamique (échelle bâtiment)COMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
(Tran Le, 2011)
Mise en évidence de l’impact d’une bonne stratégie de ventilation
13Conclusions et perspectivesCOMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
Les travaux de recherche permettent d’envisager une rupture technologique grâce à unfonctionnement hygrothermique spécifique
� Des avantages considérables par rapport aux matériaux d'isolation « inertes »
� Mise en évidence de l’influence des transferts d’humidité sur la performance thermique
Matériau à Changement de Phase naturel
� Fort potentiel pour la rénovation du patrimoine ancien (maison diocésaine, …)
� Perspectives
Journée technique COTITA Ile de France – 27 Mars 2014 COMPORTEMENT HYGROTHERMIQUE DU BETON DE CHANVRE
Merci pour votre attention
Contact: [email protected]
CEREMA / Direction territoriale Sud-Ouest
05.56.70.65.98