RENOVETERRE : Évaluation de la contribution de parois en terre crue au confort hygrothermique de bâtiments rénovés sous différents climats

En France, le maintien du confort dans les bâtiments est responsable de 34 % des consommations énergétiques et de 27% des émissions de GES [1]. Le parc immobilier comporte plus de 14 millions de bâtiments anciens et près des deux tiers des bâtiments nécessitent une rénovation thermique avec un DPE affichant une classe énergétique supérieure à D [2]. Selon Peuportier et al. [3], la rénovation thermique est un levier important pour atteindre les objectifs climatiques de 2050 (700 000 rénovations par an). Goessel et al. [4] indiquent par ailleurs que le confort (été ou hiver) est peu considéré lors de rénovations, contrairement aux impacts financiers, énergétiques et environnementaux. Le DPE [5] et la RTex [6] fixent les performances des éléments d'enveloppe (RTex élément par élément) ou du bâtiment dans son ensemble (RTex globale) sans référence aux moyens dont la définition revient à la maîtrise d'œuvre.

L'amélioration des enveloppes se base sur des techniques d’ITI ou d’ITE avec isolant issus de ressources naturelles non renouvelables. Des matériaux moins impactants doivent donc être envisagés, comme les matériaux bio et géo sourcés. En particulier, la terre crue est un matériau naturel abondant permettant le maintien des conditions de confort (inertie thermique) et la gestion de l’humidité (tampon hydrique). Elle peut être utilisée pour la rénovation énergétique. Cependant, ses performances dans ce contexte n'ont pas été évaluées techniquement sur des cas représentatifs du parc immobilier existant. La thèse vise à combler ces manques.

Le travail comprendra plusieurs étapes :

• Revue bibliographique sur les pratiques courantes en rénovation avec matériaux géosourcés, support à l’élaboration des cas d’études. En parallèle, les propriétés hygrothermiques des matériaux seront réunies dans une base de données, dont les manques seront comblés par des mesures expérimentales ou des modèles prédictifs en considérant la variabilité de la ressource. Les indicateurs de confort hygrothermique feront également l’objet d’une étude critique.
• Simulation numérique à l'échelle de la paroi – Elle se focalisera sur les points singuliers (jonctions entre éléments structurels, éléments porteurs d'une structure à ossature, appuis de fenêtre). Négliger ces jonctions favorise la condensation et le développement de moisissures, responsables de dégradations esthétiques, thermiques, mécaniques des matériaux et d'une dégradation de la qualité de l'air intérieur. Différentes typologies de liaison seront modélisées en deux dimensions à l’aide de modèles de transfert couplés de chaleur et d’humidité afin de classifier les typologies de jonction en fonction du risque de pathologie et de quantifier la variation des coefficients de ponts thermiques.
• Modélisation du bâtiment et de son comportement en régime dynamique. L’objectif est d’étudier l’impact des solutions de rénovation thermique sur les besoins de chauffage ou de refroidissement exprimés en énergie finale, et sur les indicateurs de confort. Le travail consistera à définir les cas d'étude du plan d’expérience : typologie de bâtiment, profil d'occupation, mode constructif initial, climat métropolitain et ultramarin, typologie de quartier (influence du microclimat urbain), type de solutions de rénovation. Les calculs, réalisés à l'aide d'un logiciel métier (EnergyPlus, Wufi) permettront de tenir compte de tous ces paramètres et des couplages entre transferts de chaleur et d'humidité. Les simulations traiteront de l’utilisation de la terre crue en tant que matériau d’enveloppe ou de cloisonnement afin d’évaluer sa capacité à améliorer les capacités thermiques et hydriques du bâtiment, à limiter les surchauffes estivales et à réguler l’humidité intérieure. Les résultats seront comparés avec une solution d'isolation thermique conventionnelle.

  
  Bibliographie

  1. ADEME. Chiffres-clés 2018 : Climat, air et énergie. Brochure 010354, Agence de la transition écologique (ADEME), Angers, France, November 2018.

  2. Observatoire national de la rénovation énergétique (ONRE). Le parc de logements par classe de performance énergétique au 1er janvier 2024, December 2024. Version modifiée en septembre 2025.

  3. Bruno Peuportier, Charlotte Roux, and Patrick Schalbart. Rénovation ou reconstruction : l’apport de la simulation thermique et de l’analyse de cycle de vie. AJCE – Annales des JACV, 42(2) :54–66, 2024.

  4. Mathilde Louërat, Adélaïde Aublet, Robin Girard, Thibault Goessel, Simon Ligier. Acv et évaluation multicritère pour la rénovation des bâtiments : proposition méthodologique. AJCE – Annales des JACV, 42(2) :67–82, 2024.

  5. Arrêté du 31 mars 2021 relatif au diagnostic de performance énergétique pour les bâtiments ou parties de bâtiments à usage d’habitation en france métropolitaine. Journal officiel de la République française, 2021.

  6. Arrêté du 3 mai 2007 relatif aux caractéristiques thermiques et à la performance énergétique des bâtiments existants. Journal officiel de la République française, 2007. NOR : SOCU0751906A.

Le candidat sera accueilli au sein du laboratoire GEM situé à Saint Nazaire, France.

Encadrement

Philippe Poullain, Maître de Conférences, Nantes Université, GeM, site de Saint-Nazaire

Thibaut Colinart, Professeur des Universités, Université Bretagne Sud, IRDL, Lorient

Rudy Bui, Maître de Conférences, Université Claude Bernard Lyon 1, CETHIL, Lyon

Titulaire d’un Master 2 Génie Civil, Génie Climatique, Science des Matériaux ou équivalent

Compétences techniques :

- compréhension des phénomènes de transferts hygrothermiques dans les matériaux poreux

- bases en modélisation numérique

- aptitudes de rédaction et de communication orale en anglais

Qualités personnelles :

- autonomie et rigueur scientifique

- motivation pour les enjeux environnementaux et le développement durable