Le recyclage et réemploi des matériaux de déconstruction dans les chantiers de restauration et de réhabilitation du patrimoine bâti

Contexte

La conservation du patrimoine bâti présente un intérêt majeur, non seulement pour les aspects culturels, mais aussi pour des aspects environnementaux, économiques, urbanistiques, d’intégration sociale, etc.  Ce sujet de thèse s’intéresse aux quatre premiers aspects :

a)    Culturels car il contribue à la préservation du patrimoine architectural, pas exclusivement monumental mais aussi du patrimoine vernaculaire ou traditionnel.
b)    Environnementaux car préserver les bâtiments existants, utiliser des matériaux recyclés, remployer les matériaux issus du bâtiment et diminuer l’impact environnemental des opérations de restauration, dans le cadre d’une démarche d’économie circulaire, contribue à diminuer leur empreinte environnementale.
c)    Economique, car il ne faut pas perdre de vue que des matériaux ou procédures de restauration/réhabilitation très performants mais économiquement non viables ne pourront pas être utilisés.
d)    d ‘intégration sociale car, alors que la question de la main d’œuvre est centrale dans ces approches, le principal goulot d’étranglement est celui du recrutement  et de l’image de ces métiers - avant même celui de la formation.

Ce projet se développe dans le cadre d’une coopération multidisciplinaire et intersectorielle qui associe des chercheurs des sciences des matériaux, des historiens et des archéologues, des professionnels du monde de la restauration, des producteurs de plâtre, et des conservateurs du patrimoine. Le projet de recherche est en continuité avec la thèse de José Diaz Basteris (2022), financée par le programme MOPGA et l’INEX, et le stage de Master 2 de Victor Yameogo (2023).  
 Le développement d’enduits qui respectent la valeur culturelle du bâtiment mais qui soient aussi environnementalement responsables est une thématique d’actualité en accord avec les politiques environnementales nationales et internationales.  Le réemploi des matériaux est un facteur primordial de l’économie circulaire. Les chantiers de restauration dans lesquels des tonnes d’enduits sont enlevés et, en partie, emmenés en décharge, constituent une ressource qui mérite d’être exploitée. L’aspect environnement n’est pas la seule raison, il y a aussi un aspect esthétique. Les sables utilisés à l’origine dans la fabrication de ces enduits sont des sables venant des alluvions qui, pour une partie d’entre eux, ne sont plus disponibles actuellement. Lors des travaux de restauration/réhabilitation, les architectes souhaitent donner une finition ressemblant à celle d’origine. La réutilisation des sables recyclés du même bâtiment présente un intérêt évident et contribue à l’utilisation de matériaux venant de circuits courts (voire très courts) d’approvisionnement. L’utilisation d’autres matériaux provenant des chantiers, comme la pierre ou les briques sera également abordée dans la thèse.

Projet de thèse
Les enduits traditionnellement utilisés dans les bâtiments ont une finalité esthétique mais surtout protectrice de la maçonnerie. Ces enduits ont été élaborés, en grande partie, avec des matériaux locaux compatibles avec le substrat. Comme pour d’autres matériaux et techniques de construction, la question de la main d’œuvre, de son renouvellement, de sa formation et de la diffusion des savoir -faire est essentielle. Un premier aspect de cette thèse consistera à réaliser une étude documentaire dans quelques sites sélectionnés comme cas d’études en fonction des chantiers de réhabilitation en cours, sur la provenance des enduits utilisés, sur les techniques de fabrication et d’application de ces enduits, etc.
Le travail consistera ensuite en une recherche bibliographique, en utilisant des techniques de systematic review   sur les méthodes de recyclage et réemploi déjà appliquées dans le secteur du patrimoine bâti, ainsi que dans le bâti neuf. Une étude sur les données de gisements de matériaux de déconstruction doit aussi être réalisée.
Sur la base des études antérieures du laboratoire  des nouvelles techniques des traitements des matériaux provenant des chantiers seront développées. Des nouveaux mortiers contenant les matériaux recyclés avec du plâtre, de la chaux aérienne ou un mélange de deux seront formulés. Des tests de durabilité dans différents environnements et sur différents substrats seront utilisés pour définir leur capacité de répondre aux besoins du secteur.   
Un autre point important concerne les liants utilisés pour ces enduits. Dans beaucoup de cas ces liants contiennent, en partie ou dans sa totalité, du ciment contrairement aux enduits anciens faits principalement avec de la chaux, du plâtre ou de la terre, pour différentes raisons. Ces raisons peuvent être l’habitude de l’artisan de travailler avec un produit, les contraintes législatives et d’assurance ou la méconnaissance des matériaux traditionnels. Même s’il y a actuellement une tendance à revenir aux techniques et matériaux traditionnels, peu de fabricants de mortiers et enduits utilisent encore le plâtre. La société Plâtres Vieujot qui est l’un d’entre eux est un des partenaires de ce projet.
Un travail scientifique sur ce sujet est fondamental pour développer de nouveaux matériaux. Ces travaux doivent aussi inclure une partie d’étude de l’impact environnemental. Nous proposons d’utiliser les méthodes d’analyse de cycle de vie (Life cycle assessment) pour aborder ces aspects. Des collaborations avec des spécialistes de Université de Modène et de Reggio d'Émilie (Italie) faciliteront l’application des modèles. Le travail pendant la thèse consistera principalement à collecter des données nécessaires pour les études.  
Chaque collaboration contribue au développement du projet global qui va de l’étude du patrimoine, son histoire et sa valeur architecturale (K. Escher, A-S. Godot et I. Lafarge), le développement de nouveaux matériaux pour la restauration/réhabilitation (B. Menéndez, I. Lafarge, M. Potin, M. Lecanu), qui répondent aux besoins des entreprises (M. Lecanu, C.-L. Roseau) et qui sont compatibles avec les exigences du développement durable (B. Menéndez).

L'ISTeP

L’Institut des Sciences de la Terre de Paris (ISTeP) est un laboratoire de géologie, tourné vers la recherche fondamentale, avec des orientations scientifiques larges, sur le fonctionnement des enveloppes internes et externes de la Terre depuis leur formation jusqu’à leurs expressions les plus récentes : risques naturels ou variations climatiques.

L’Institut des Sciences de la Terre de Paris (ISTeP) a été créé au 1er janvier 2009, sous la forme d’une Unité Mixte de Recherche (UMR 7193) sous la double tutelle de l’Université Pierre et Marie Curie et du CNRS.

En 2018, l'Université Pierre et Marie Curie s'est regroupée avec d'autres unités et est devenue Sorbonne Université. 

En 2025, l'ISTeP se regroupe avec le GEC-CY qui vient former une nouvelle équipe d'un ISTeP élargi.

Etudiant intéressé par le patrimoine culturel, principalement architectural, et le développement durable avec expérience en laboratoire.