Projet BTONLIN

Com. Scien des biosourcés pour la construction

Ministère de l’Ecologie 08/02/2016

Dr. M BOUTOUIL, ESITC Caen

Ing. M DUFEU, CMEG

PROJET BTONLINDESCRIPTION DU PROJET

o Partenaires du projet

o Financement

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L’ENTREPRISE CMEG

o Chiffres clés

• Création en 1950

• Chiffre d’Affaires : 42 M d’€/an

• 8ème coopérative de France

• 1ère PME de Basse-Normandie

• 172 collaborateurs

o 3 sites d’implantation

• Bretteville l’Orgueilleuse (14)

• Le Havre (76)

• Le Trait (76)

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L’ESITC CAEN

o Etablissement d’Enseignement Supérieur• Géré par une Association (loi 1901, bientôt EESPIG)

• Diplôme habilité par la Commission des Titres d’Ingénieurs (CTI),

• Ecole reconnue depuis 2001 et contractualisée depuis 2009

• Depuis 1993 (label EURACE)

o Formation d’Ingénieur• en 5 ans, possibilité d’entrées bac+2

• Cycle ingénieur sous statut étudiant ou apprenti (pour 20% des

effectifs)

o Spécialisée BTP• 100% de placement des jeunes diplômés dans le BTP

• Le plein emploi à la sortie

o Membre de la Conférence des Grandes Ecoles (CGE) depuis 2008• 2 Mastères spécialisés (bac+6) : « Ouvrages maritimes et portuaires » et

« Eco-matériaux et conception numérique »

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L’ESITC CAEN : thématiques de

recherche Matériaux de la construction

…pour la Géotechnique Environnementale

…pour l’Eco-Construction

…pour l’Efficacité Energétique des Bâtiments

…pour les Infrastructures Maritimes

Prototypage, essais à long terme, système constructifs,

ambiances contrôlées et maîtrisées , approche

multidisciplinaire

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PROJET BTONLINCONTEXTE ENVIRONNEMENTAL

o Objectif du Grenelle de l’environnement

• ↘ 38 % d’ici 2020 de la consommation énergétique du parcrésidentiel/tertiaire existant par rapport à 2008

o Objectif du Plan Climat National

• Diviser par 4 d’ici 2050 les émissions de GES du parc

résidentiel/tertiaire par rapport à 1990

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PROJET BTONLINCONTEXTE ENVIRONNEMENTAL

o ACV d’une construction

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(Magniont, 2010)

PROJET BTONLINDESCRIPTION DU PROJET

o Objectifs industriels

• Proposer aux clients des éléments préfabriqués à base

d’écomatériaux

• Respecter le cahier des charges et les contraintes du produit

actuel (Composite Ciment Verre) : physique, mécanique,

esthétique, durabilité, mise en œuvre et coût

• Répondre aux futures règlementations (RBR 2020) et labels

(exemple : label bâtiment biosourcé)

• Evaluation des performances en conditions réelles sur des

éléments préfabriqués à l’entreprise

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PROJET BTONLINDESCRIPTION DU PROJET

o Objectifs scientifiques : thèse CIFRE M J. PAGE

• Formulation et caractérisation de bétons incorporant des fibres courtes

de lin

• Compréhension de l’interaction entre les fibres et la matrice cimentaire

: état frais et durci, interface, traitements

• Caractérisation de la fissuration et du comportement à long terme des

bétons fibrés

• Evaluation des performances en conditions réelles sur des éléments

préfabriqués à l’entreprise

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PROJET BTONLINPOURQUOI LE LIN ?

o Bilan Carbone global positif

o Matière première renouvelable

o Ressource locale

o Valorisation d’un déchet

o Bonnes performances

mécaniques et thermiques

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PROJET BTONLINPOURQUOI LE LIN ?

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(AGPL, 2005)

PROJET BTONLINTravaux antérieurs

o Diminution de la maniabilité du composite

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S. Chafei, F. Khadraoui, M. Boutouil, M. Gomina, Optimizing the formulation of flax fiber-reinforced cement composites, Constr. Build. Mater. 54

(2014) 659–664. doi:10.1016/j.conbuildmat.2013.12.038.

T. Le Hoang, M. Boutouil, F. Khadraoui, M. Gomina, Mechanical and microstructural characterization of flax fibre-reinforced cement composite, in:

Proc. 11th Jpn.-Korea-Fr.-Can. Jt. Semin. Geoenvironmental Eng., Paralia, Caen, France, 2012: pp. 131–136.

http://www.paralia.fr/editions_paralia__catalogue__872.htm.

[S. Chafei, F. Khadraoui, M. Boutouil, M. Gomina, Effect of flax fibers treatments on the rheological and the mechanical behavior of a cement

composite, Constr. Build. Mater. 79 (2015) 229–235. doi:10.1016/j.conbuildmat.2014.12.091.

PROJET BTONLIN : Travaux antérieurs

o Principales difficultés rencontrées

• Retard et augmentation du temps de prise

• Mauvaise hydratation du béton : absorption d’eau par les fibres de lin et

composition chimique de la fibre

• Mauvaise adhérence fibre-matrice : déchaussement de la fibre

• Dégradation de la fibre de lin dans le temps par le milieu cimentaire très

alcalin

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S. Chafei, F. Khadraoui, M. Boutouil, M. Gomina, Optimizing the formulation of flax fiber-reinforced cement composites, Constr. Build. Mater. 54

(2014) 659–664. doi:10.1016/j.conbuildmat.2013.12.038.

T. Le Hoang, M. Boutouil, F. Khadraoui, M. Gomina, Mechanical and microstructural characterization of flax fibre-reinforced cement composite,

in: Proc. 11th Jpn.-Korea-Fr.-Can. Jt. Semin. Geoenvironmental Eng., Paralia, Caen, France, 2012: pp. 131–136.

http://www.paralia.fr/editions_paralia__catalogue__872.htm.

[S. Chafei, F. Khadraoui, M. Boutouil, M. Gomina, Effect of flax fibers treatments on the rheological and the mechanical behavior of a cement

composite, Constr. Build. Mater. 79 (2015) 229–235. doi:10.1016/j.conbuildmat.2014.12.091.

PROJET BTONLIN : Résultats partiels 14

12 mm 24 mm 36 mm

PAGE J, BOUTOUIL M, KHADRAOUI F, GOMINA M, Conférence internationale francophone

NOMAD 2015 – Douai, France – 5-6 Novembre 2015 : Propriétés mécaniques d’un béton renforcé de fibres de lin (présentation orale).

PROJET BTONLIN : Résultats partiels 15

Constituants Témoin (0 %) 0,1 % 0,2 % 0,3 %

Ciment 340 340 340 340

Filler 95 95 95 95

Viscosant 1,70 1,70 1,70 1,70

Super-plastifiant 3,40 3,40 3,40 3,40

Eau ajoutée 186,0 187,9 189,8 191,7

Sable 0/4 763,4 760,0 756,7 753,3

Gravillon 4/10 992,3 988,0 983,6 979,2

Fibres de lin - 1,52 3,04 4,56

Eeff/(C+kA) 0,48 0,48 0,48 0,48

Etot/(C+kA) 0,522 0,527 0,533 0,538

Composition des bétons témoin et bio-fibrés [kg.m-3].

PROJET BTONLIN : Résultats partiels 16

Air occlus mesuré pour les différentes formulations de béton.

Absorption en eau massique par immersion des fibres de lin

PROJET BTONLIN : Résultats partiels 17

Résistance en compression des bétons bio-fibrés après 28 jours de cure

Affaissement eau cône d’Abrams

PROJET BTONLIN : Résultats partiels 18

Résistance en compression des bétons bio-fibrés après 28 jours de cure

Résistance en flexion des bétons bio-fibrés après 28 jours de cure

PROJET BTONLIN : Résultats partiels 19

(a) raw fibers, (b) linseed oil coated fibers, (c) slag-cement coated fibers.

PAGE J, BOUTOUIL M, KHADRAOUI F, GOMINA M, 9th Rilem International Symposium on Fiber

Reinforced Concrete BEFIB 2016 – Vancouver, Canada – 19-21 Septembre 2016 : Experimental investigation on the treatment of flax fibres as reinforcement of a cementitious material

PROJET BTONLIN : Résultats partiels 20

Water absorption of raw and treated fibers

PROJET BTONLIN : Résultats partiels 21

Flexural strength of mortars after 7 and 28 days curing

Compressive strength of mortars after 7 and 28 days curing

Merci de votre attention

Dr. M BOUTOUIL, ESITC Caen

Ing. M DUFEU, CMEG