Conception de parois en terre crue imprimées en 3D à comportement thermique optimisé

Le CERTES a été créé en 2001. Articulé autour de la Physique des Transferts, ses compétences se déclinent dans le domaine de l’expérimentation, de la modélisation et du traitement du signal.

Les travaux de recherche de la thématique OPTIMISTHE (Optimisation des propriétés thermiques des matériaux et inspection des structures par thermographie) concernent deux aspects :

Le développement et la caractérisation de matériaux innovants pour le domaine du bâtiment ;

La mise au point de méthodes de diagnostic in-situ pour les bâtiments et les infrastructures de génie civil.

Les travaux de la thématique sont à la fois des travaux expérimentaux et des travaux de modélisation et de simulation numérique.

La construction en terre crue représente une alternative écologique et à faible impact environnemental par rapport au bâti conventionnel, permettant de concilier durabilité, efficacité énergétique et valorisation des ressources locales. 

L’objectif de ce stage est d’explorer des nouvelles formes et méthodes de conception des composants imprimées en terre crue dans la réalisation de parois de bâtiments, avec des performances thermiques optimisées. En effet, la terre crue présente une conductivité thermique relativement élevée, ce qui constitue une limite à son utilisation massive dans la construction contemporaine, orientée vers une plus grande efficacité énergétique. Il se rend nécessaire, ainsi, d’optimiser la fabrication des parois imprimées par un contrôle fin de la distribution de la matière et des cavités en phase d’impression.

L’hypothèse de départ de ce stage est que cette optimisation est possible par la conception et la réalisation de géométries avancées, grâce à l’utilisation de logiciels de design paramétrique tels que Grasshopper (intégré au logiciel de modélisation 3D Rhinoceros), combinés aux techniques d’impression 3D. Les géométries avancées concernent la distribution des cavités internes à la paroi, qui peuvent varier en forme et en dimension le long de l’épaisseur ou de la hauteur de la paroi. De cette manière, il est possible d’améliorer la capacité d'isolation thermique d’une paroi en terre crue (à travers la conception des cavités plus ou moins larges), ou d'augmenter sa capacité de stockage thermique (à travers la concentration de la masse dans certaines zones), afin d’optimiser son comportement thermique aussi bien en hiver qu'en été.

COMPETENCES REQUISES

• Maitrise des logiciels Grasshopper et Rhinoceros.
• Connaissances en thermique du bâtiment.
• Connaissance des techniques d'impression 3D.