Caractérisations microstructurale et des propriétés de transfert de bétons de chanvre jeunes (2 mois) et âgés (vieillissement naturel de 10 ans)

Les matériaux de construction biosourcés constituent une voie de valorisation des co-produits agricoles, et présentent de nombreux atouts environnementaux dont un potentiel de stockage de carbone biogénique. L’usage de ces matériaux, encouragé par les politiques publiques, constitue donc un levier pour réduire l’impact environnemental majeur du secteur du bâtiment. Le manque de données scientifiques concernant les mécanismes de vieillissement de ces matériaux et les hypothèses formulées sur leur fin de vie comme par exemple leur potentiel de recyclage, nécessite la mise en place d’un programme de recherche.  

Dans ce contexte, l’ANR BELIEVER vise à proposer des outils d’évaluation environnementale plus précis et adaptés aux matériaux de construction biosourcés tels que les bétons de chanvre. Pour cela il faut acquérir de nouvelles connaissances sur les mécanismes de vieillissement de ces matériaux, établir les conséquences induites sur leur microstructure et leurs propriétés macroscopiques, comme par exemple leur potentiel hygrothermique et leurs propriétés de transport. Même si le béton de chanvre est une des filières les plus avancées en France dans le domaine de la construction biosourcée, très peu d’études se sont intéressées à l’évolution de ses propriétés dans le temps or la minéralisation temporelle des granulats de chanvre est susceptible de modifier la microstructure et les propriétés de transfert en découlant.

Le stage réalisé au LMDC site de Toulouse, dans le cadre de l’ANR BELIEVER s’inscrit dans cette problématique d’identification des mécanismes de vieillissement et de proposition de protocoles de vieillissement accélérés adaptés à ces matériaux fortement poreux et hygroscopiques. L’étudiant travaillera à la fois sur des matériaux jeunes qui seront fabriqués en début de stage et sur les matériaux vieillis naturellement pendant 10 ans.

La matrice minérale sera analysée à l’échelle microstructurale et chimique grâce à plusieurs techniques donnant des informations sur l’état d’hydratation/carbonatation au cours du vieillissement des matériaux (MEB-EDS, DRX, ATD-ATG, spectro IR, poro Hg).

La mesure à l’échelle macroscopique des propriétés thermiques (plaque chaude), de transfert (perméabilité gaz et vapeur, imbibition capillaire) et mécaniques (Rc, E) sera également réalisée.

Il est envisagé, si la durée de stage le permet, de mesurer les profondeurs de carbonatations sur les échantillons vieillis et de suivre les cinétiques d’avancée du front de carbonatation accélérée sur béton végétal jeune.  Enfin l’impact sur le vieillissement de cycles humidification/séchage sera analysé.