Academic literature on the topic 'Brique de terre comprimée'

Grands émetteurs de gaz à effet de serre à la production, les matériaux de construction issus des filières thermiques peuvent être, dans certains cas, substitués par des « éco-matériaux ». L’économie circulaire pousse de plus en plus à intégrer des déchets dans les chaînes de production. Ce travail analyse la possibilité d’intégration de déchets urbains tel que des résidus fins de boues sédimentaires de dragage (BSD) pour partiellement remplacer la terre crue dans la production de briques en terre crue comprimée (BTCC). Les BSD ont été caractérisées par diffraction des rayons X, fluorescence X et analyse thermique. La présence de métaux lourds et composés organiques polluants a été quantifiée. Des pastilles de différentes teneurs en eau et compositions (mixte BSD et terres crues) ont été réalisées. Leur tenue à l’abrasion a été étudiée sur l’essai standardisé du pion-disque. Les pastilles contenant de la BSD dont les organiques ont été éliminés thermiquement, ont une faible tenue à l’abrasion. Cette performance est améliorée par l’ajout de 5 % de ciment, qui permet d’augmenter la cohésion du matériau.

Ce travail évalue l’effet de la granulométrie du broyat de noyaux d’olive (BNO) sur les propriétés de la brique de terre cuite. Les noyaux d’olive concassés sont tamisés pour séparer les différents diamètres (1,5, 1, 0,5 et 0,25 mm). Nous avons confectionné quatre séries d’échantillons contenant 5, 10, 15 et 20 % de BNO dans la masse d’argile pour les essais. Les matières premières argile et BNO ont été caractérisées aux moyens d’analyses chimique et minéralogique, analyse thermique gravimétrique TG-DTG. Les propriétés physico-mécanique et thermique des éprouvettes cuites à 1000 °C, telles que, la porosité, l’absorption d’eau, la résistance à la compression, et la conductivité thermique ont été évaluées. Cette étude présente des résultats intéressants pour augmenter le pouvoir d’isolation des briques. Nous avons œuvré sur l’optimisation du diamètre de l’ajout, en travaillant sur la réduction des ponts thermiques et la diminution des transferts de chaleur dans les cavités produites par la consumation du BNO. Nous avons constaté que pour des diamètres plus petits de l’ajout; la conductivité thermique est de moindre avec des résistances à la compression avérées.

Ce memoire constitue une approche experimentale du comportement des briques de terre comprimees, stabilisees au ciment. Il porte sur l'analyse des conditions de fabrication telles qu'elles sont effectivement rencontrees dans les briqueteries artisanales, et a pour objet une approche quantitative globale des caracteristiques des produits obtenus, sans decrire dans le detail l'influence de chaque parametre. Il tente de degager des criteres simples relatifs a la resistance mecanique de ce materiau en vue de son utilisation dans la realisation de batiments courants. La premiere partie comporte d'une part, une analyse du fonctionnement d'une petite unite de fabrication experimentale dont nous avons assure, en partie, le controle, d'autre part, la maniere dont une composition du mortier de pose, constitue de terre, de sable et de ciment, peut etre rapidement determinee. La deuxieme partie traite des proprietes mecaniques des briques obtenues. Elle presente une part d'experiences et l'analyse de resultats obtenus sur differentes productions, d'origines diverses. La relation entre masse volumique, donc la compacite et la resistance a la compression a ete principalement etudiee. Quelques essais de retrait-gonflement sous humidification-sechage ont ete egalement effectues. Dans la troisieme partie, le comportement des arcs en briques de terre crue est aborde. Elle se compose d'un rappel d'anciennes methodes de verification des arcs en maconnerie (mery et durant-claye) pour lesquelles les poussoirs sont consideres indeformables et auxquelles les auteurs, traitant de la maconnerie, font tres souvent reference, et de l'analyse de quelques resultats d'essais de chargement d'arcs en briques de terre crue, materiau deformable

Les fines de lavage de carrières sont à l’heure actuelle peu valorisées. Pourtant, leurs caractéristiques physiques font de ces fines une matière première intéressante pour le domaine de la construction. L’objectif de cette thèse est de développer la formulation de produits préfabriqués non porteurs à base de fines de lavage, en considérant ces fines comme de la terre crue. Deux catégories de produits préfabriqués sont visées : un produit dit « lourd » (brique de terre comprimée) et un produit « léger » (carreau). Pour la valorisation en BTC, une étude de compacité par essai Proctor a permis de cibler la teneur en eau de fabrication et la masse volumique sèche à obtenir. Les performances mécaniques des briques ont été améliorées par surcompactage, renforcement granulaire et traitement au liant hydraulique. L’étude de formulation du carreau a associé les fines de lavage et la chènevotte. La consistance des mélanges à l’état frais a été étudiée avec le consistomètre VEBE. Les performances mécaniques en flexion et en compression des mélanges fibrés ont été mesurées. De la chaux et un superplastifiant ont été ajoutés dans la formulation pour satisfaire aux conditions de tenue mécanique. Les deux voies de valorisation ont été validées par mesures des performances physico-mécaniques sur produits fabriqués à l’échelle industrielle. La formulation optimale de BTC valorise près de 80% de fines de lavage et se classe dans la catégorie BTC 40 de la norme expérimentale XP13-901 (brique faiblement capillaire et résistante à la projection en eau). La formulation optimale de carreau se compose de 60% de fines de lavage, et répond aux exigences mécaniques des carreaux de plâtre
Currently, few re-use ways are developed with clay fines from washing units in quarries. However, these clayey fines represent interesting materials for construction domain. This research work aims to develop non-load bearing precast products and to re-use these fines without thermal treatment as for unfired clay products. Two types of precast products are wished: a “heavy” product (compressed earth brick) and a “light” product (tile hemp-clay).For the CEB re-use way, the level of compaction has to be high. Proctor tests have been done to define the moisture content and dry density to obtain. Mechanical performances of bricks have been increased by overcompaction, granular reinforcement and lime treatment.For the tile re-use way, mixes with quarry fines and hemp have been studied. The behaviour of fresh material has been studied with VEBE consistometer. Flexural and compression strengths have been measured on hardened mixes. Lime and water-reducing agent have been necessary for a good mechanical behaviour.The two re-use ways have been validated by measuring mechanical and physical performances of products manufactured at industrial scale. The optimal mix for CEB includes almost 80% of quarry fines. The CEB is classed in BTC40 category according to experimental standard XP13-901 (brick with a low water absorption level and resistant to water spray). The optimal mix for tile includes 60% of quarry fines and satisfies mechanical requirements for gypsum blocks

Les maçonneries en BTC (Blocs de Terre Comprimée) permettent de construire des habitats individuels à un faible coût environnemental (et économique pour les pays du sud) car on utilisa des matériaux locaux. De plus cette démarche a un impact socioéconomique positif puisqu'elle favorise le travail humain direct de construction contrairement à la filière actuelle basée sur l'industrialisation de la production du matériau. L'architecture utilisée est adaptée au matériau qui ne doit travailler qu'en compression. Cette thèse s'inscrit dans le contexte de formulation du comportement en compression des maçonneries en BTC. Nous avons pour cela effectué une étude de comportement des maçonneries en BTC sous compression simple verticale. Le BTC est la composante principale de la maçonnerie. Ainsi une analyse de son comportement en compression simple est faite. Les différentes procédures d'essais de compression utilisées jusqu'à maintenant sur BTC sont présentées et critiquées. Nous arrivons à la conclusion que l'essai sue demis blocs maçonnés (l'un au dessus de l'autre) est pertinent. Il est aussi démontré que l'essai de flexion en trois points peut donner la résistance en compression de BTC avec une précision de l'ordre de 20%. La seconde composante de la maçonnerie est le mortier de terre (à plus de 88% en poids sec de terre) stabilisé au ciment. La littérature n'apporte que peu d'information sur ces types de mortier. Il en ressort l'impossibilité d'utiliser le maniabilimètre AFNOR, la possibilité d'utiliser le cône d'Abrams et la nécessité d'appréhender le comportement d'interface BTC-mortier. Enfin des échantillons de maçonnerie de formulations différentes, d'environ 1m2 de surface et des triplets de BTC maçonnés avec du mortier de terre sont testés en compression simple. Une différence de 38% au maximum des résistances en compression entre ces 2 types d'échantillons a été observée. Par ailleurs, l'application de la formule de l'Eurocode 6 (EC6) relative aux maçonneries conventionnelles conduit, d'une manière générale, à la sous estimation de la résistance en compression des maçonneries BTC par rapport aux valeurs expérimentales. Les rapports entre la résistance à la rupture calculée par la formule EC6 et la valeur expérimentale varient entre 44 et 72%
Compressed earth blocks (CEB) masonry make it possible to build individual houses at a low environmental (and economic for poor countries) cost because of the use of local materials. Moreover, this step has a positive social and economic impact since it supports the direct human work of construction, contrary to the current type of construction based on the industrialization of the material production. Architecture used in CEB construction is adapted to a material which should support only compression stress. This thesis is a contribution to the formalization of CEB masonries buildings design which concerns, until now, only the code of practice. Only masonry behaviour under vertical compression load is analysed. As a preliminary, the CEB which constitute the principal component of masonry were studied. The various compression tests used for CEB were presented and criticized. Compression test on two half built blocks remains relevant. It was shown that three points bending test can also give compressive strength of CEB. The second component of masonry is earth mortar stabilized with cement. There exists very little information on these mortars with strong clay content (between 5 and 20 % and more). An overview of mortar tests able to be used for earth mortar is made and lead to some propositions for future studies. Finally, two types masonry samples were tested under vertical compression load ; 1m2 masonry and three blocks bpnded samples. The Euroeode 6 formula for masonry compressive strength assessment is used and the results compared with our. Experimental data

La construction est l'un des secteurs de l'industrie les plus polluants. C'est la raison pour laquelle développer l'usage de matériaux de construction durables est un intérêt majeur. La terre crue est de plus en plus étudiée en tant que matériau de construction pour son faible impact environnemental, son abondance ou ses capacités à réguler l'humidité intérieure, améliorant ainsi le confort de l'occupant. Pour optimiser certaines de ses performances, des fibres ou granulats végétaux sont incorporés à la terre depuis des millénaires. Toutefois, les études scientifiques n'ont débuté qu'il y a une trentaine d'années, laissant une marge importante de compréhension du matériau. Actuellement, l'ajout de matière végétale peut s'effectuer par le biais de la valorisation d'agroressources, qui permet par ailleurs de piéger du dioxyde de carbone au sein des briques. Cette thèse, qui s'inscrit dans le cadre du projet Bioterra financé par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR), a pour objectif de contribuer au développement d'un matériau à base de terre crue et de granulats végétaux, pour une utilisation sous forme de briques. Après une caractérisation approfondie de différentes ressources végétales (paille d'orge, chènevotte et rafle de maïs), une approche comparative des propriétés d'usage et de la durabilité des matériaux composites est réalisée. Une étude sur la disponibilité des bio-ressources en France a montré que les coproduits de l'agriculture utilisés dans ce travail de recherche sont disponibles en quantités importantes, bien que leur utilisation pour l'alimentation humaine ou animale soit prioritaire. Les résultats des essais expérimentaux ont montré que les résistances mécaniques sont diminuées avec l'ajout de végétaux, mais que la ductilité est améliorée. La paille, grâce à sa forme allongée, donne toutefois de meilleurs résultats que les autres agroressources. En ce qui concerne les propriétés hygrothermiques, la conductivité thermique est améliorée et la capacité de sorption de vapeur est légèrement augmentée. Toutefois, la terre seule étant très perméable à l'eau, l'ajout de particules végétales n'a pas d'effet bénéfique sur la perméabilité apparente des composites à la vapeur d'eau. Finalement, les granulats végétaux améliorent certains critères de durabilité comme la résistance à l'impact ou l'érosion à l'eau, mais limitent la résistance à l'abrasion. Vis-à-vis de la résistance au feu, les bio-composites, bien que contenant une quantité importante de matière ligno-cellulosique, sont toujours incombustibles. Ils sont toutefois transformés avec la cuisson de la terre et la consumation des végétaux. Enfin, l'étude de la prolifération de micro-organismes a abouti à la mise en place d'une méthodologie expérimentale. L'incorporation de paille semble faciliter l'apparition de moisissures par rapport à la terre seule. Néanmoins, la prolifération apparaît uniquement dans des conditions optimales de 30°C et 93% d'humidité relative après inoculation de souche d'Aspergillus brasiliensis. L'addition de différentes ressources végétales dans une matrice de terre améliorera donc certaines propriétés d'usage mais en dégradera d'autres. La formulation du matériau composite (nature et dosage en granulats végétaux notamment) sera donc conditionnée par sa destination dans le bâtiment. Un compromis devra être trouvé entre les différentes propriétés
Construction is one of the most polluting sectors of industry, and this is why developing sustainable building materials is of world-wide interest. Earth is being increasingly studied as a building material because of its low environmental impact and its abilities to regulate indoor moisture and to improve the building occupants' comfort. Plant aggregates and fibers have been incorporated into the earth matrix for thousands of years to enhance its performance, but scientific studies began quite recently. Nowadays, the addition of renewable resources can be achieved with agricultural by-products, thus allowing carbon dioxide to be captured. As part of the Bioterra project funded by the French National Research Agency (ANR), this thesis has the objective of contributing to the development of earth-based materials containing plant aggregates that can be used in bricks. After an extensive characterization of the different plant resources, namely barley straw, hemp shiv and corn cob, a comparative study of the use and durability properties of the composite materials is made. A survey of the production and use of bio-resources in France showed good availability of the resources studied in the present research, although they are primarily used as human food and animal litter. In the experimental tests, a decrease of the mechanical strength was observed with the addition of plant aggregates. However, the ductility of the bio-composites increased. Thanks to its elongated shape, straw is the plant aggregate that gives the best results. Concerning hygrothermal properties, thermal conductivity is reduced and the vapor sorption capacity is slightly increased. Nevertheless, earth alone is very permeable. The addition of plant aggregates thus brings no benefit concerning the apparent water vapor permeability. Finally, plant aggregates improve some durability criteria, such as impact or erosion resistance, but limit abrasion resistance. With regard to fire, bio-composites are still not combustible, even if they contain a significant quantity of lignocellulosic matter. They are, however, transformed with firing, when the earth is fired and the plant material smolder. Lastly, the study on microbial growth contributed to the development of an experimental methodology. The incorporation of straw seems to facilitate mold growth in comparison with earth alone. However, proliferation appears only in the worst conditions: for material subjected to a temperature of 30°C and a relative humidity of 93%, after inoculation with Aspergillus brasiliensis strain. To summarize, the addition of different plant aggregates in an earth matrix improves some properties but deteriorates others. The formulation of a composite material (particularly the nature and the content of the plant aggregate) will thus depend on its intended use in the building. Therefore, a compromise has to be found among the different properties

L’industrie de la construction produit aujourd’hui une quantité énorme de déchets, plus particulièrement lors de la déconstruction et la démolition de bâtiments. La brique, objet de notre étude, représente une part importante de ces déchets inertes dans certaines régions comme le Nord de la France et la Belgique. Le recyclage des briques est déjà réalisé sous forme de granulats utilisés notamment dans les remblais routiers. Mais cela constitue ce que l’on appelle une opération de « downcycling ». La voie investiguée est une valorisation à plus forte valeur ajoutée via l’élaboration de liants hydrauliques mixtes à base de fines de brique, pour lesquelles il n’existe pas de recyclage à l’heure actuelle.La première voie de valorisation est l’élaboration d’un ciment composé Portland à base de fines de brique de référence avec trois granulométries (D50 de 3µm, 20 µm et 180 µm) d’une part et de fines issues de chantier de démolition (D50 = 20 µm) d’autre part. La deuxième voie de valorisation est l’utilisation de matériaux alcali-activés, avec substitution de laitier de haut-fourneau (GGBFS) par des fines de brique de granulométrie D50 = 20 µm.L’objectif de l’étude est de comprendre l’impact de l’incorporation de fines de briques dans ces deux liants, sur base d’une caractérisation chimique, physique et mécanique des liants formulés au cours du temps. La valorisation dans un ciment est concluante avec des taux de substitution jusqu’à 20 %. Les performances du matériau ainsi formulé sont équivalentes à celles du ciment contrôle. Pour les matériaux alcali-activés, il est démontré que les fines de brique peuvent être un précurseur équivalent au GGBFS et permettre d’atteindre des performances mécaniques équivalentes au contrôle jusqu’à 50 % de substitution. Sous certaines conditions de concentration en solution alcali-activatrice, l’apport de 30 % de fines de briques peut améliorer grandement le temps d’ouvrabilité. Ceci entraîne certes une diminution des performances mécaniques mais elles restent toutefois conformes aux besoins de la construction
The construction industry today produces an enormous amount of waste, especially during the deconstruction and demolition of buildings. Terracota brick, which is the subject of our study, represents a significant part of this inert waste in some regions. The recycling of bricks is already carried out in the form of aggregates used for example in road embankments. But this constitutes what is called a "downcycling" operation. The investigated way is a valorization with higher added value via the elaboration of mixed hydraulic binders based on brick fines which are not presently recycled.The first way of valorization is the substitution of Portland cement composite based with reference brick fines with three granulometries (D50 of 3µm, 20 µm and 180 µm) on the hand and fines brick from demolition sites (D50 = 20 µm) on the other hand. The second valorization way is their use in alkali-activated materials, by means of substitution of blast furnace slag (GGBFS) by brick fines with a grain size of D50 = 20 µm.The objective of the study is to understand the impact of the incorporation of brick fines in these two binders. The approach is a chemical, physical and mechanical characterization over time of the new binders. Valorization in cement is conclusive when substitutions rates up to 20%: the performance of the material is equivalent to that of the control cement. For alkali-activated materials, it is shown that brick fines can be a precursor equivalent to GGBFS and thus lead to mechanical performances equivalent to control even up to 50% substitution rate in brick fines. Under certain conditions of alkali-activated solution concentration, the addition of 30% brick fines can greatly improve workability time. This actually leads to a decrease in mechanical performance, but it is still in accordance with the construction needs

Le recyclage ou la réutilisation des déchets de démolition de maisons individuelles, de petits collectifs et de sites industriels édifiés en terre cuite, est actuellement limité par la présence de déchets composites, formés par l’assemblage de terre cuite, de mortier et / ou de plâtre principalement. Dans l’optique de valoriser la terre cuite dans la même filière ou dans d’autres secteurs industriels, la présence de plâtre, pouvant générer des ions sulfates au contact de l’eau, est un obstacle. La principal option de fin de vie des déchets de terre cuite en mélange est ainsi l’enfouissement en installation de stockage de classe 3. Le but de cette thèse a été de développer une méthode de séparation des déchets de démolition de terre cuite, plus intéressante d’un point de vue environnemental que l’enfouissement, et permettant de récupérer des matières premières secondaires de terre cuite valorisables dans des filières pertinentes. Une étude du gisement a été réalisée afin d’établir la nature des assemblages en présence dans les déchets de déconstruction et de fournir des échantillons représentatifs. Ces échantillons ont permis la détermination des mécanismes d’adhésion des interfaces. Une méthode de séparation a ainsi été développée et la compatibilité des matières premières secondaires de terre cuite a été comparée vis-à-vis de trois filières de valorisation
Recycling or reuse of demolition waste from individual houses, small collectives and industrial sites built with fired clay bricks, is currently limited by the presence of mixed waste, which is mainly an assembly of fired clay bricks, mortar and gypsum. In the perspective to valorize fired clay waste from demolition, the presence of gypsum, which may contain sulfates, is a restriction. Currently, the main end-of-life option for non-dissociated fired clay waste is the landfilling in waste storage facilities of class 3. The aim of this PhD thesis is to develop a separation process of mixed fired clay waste, environmentally more friendly than landfilling, in order to recover and valorize secondary raw materials in relevant industrial sectors. A study of the deposit has been done to identify the nature of the mixed demolition waste and to supply representative waste samples. Those samples enable to define the adhesion mechanisms at the interfaces. Then, a separation method has been developed. Finally, three routes have been investigated in order to valorize the recovered clay bricks

La réduction de la consommation énergétique dans le secteur de bâtiments présente aujourd’hui une priorité primordiale dans les politiques des pays industrialisés. En France, le secteur du bâtiment consomme environ 43 % de l’énergie finale et contribue pour près d’un quart aux émissions nationales de gaz à effet de serre [ADEME]. Il se positionne comme un acteur clé pour parvenir à résoudre les inquiétants défis environnementaux auxquels nous devons faire face. Face à ces véritables défis, l’augmentation des niveaux d’exigence des réglementations thermiques s’est poursuivie et intensifiée pendant les 40 dernières années, jusqu’à la naissance de la réglementation thermique 2012, qui a permis de construire des bâtiments basse consommation (BBC) qui équivaut à 50 kWh/m².an. Cette nouvelle réglementation plus exigeante constitue une incitation forte à l'innovation des matériaux, produits et systèmes d'enveloppe. Dans ces conditions, l’amélioration des performances hygrothermiques des matériaux de construction aura des retombées économiques et environnementales conséquentes. C’est dans ce contexte que ce travail a été mené. Il vise à étudier et à améliorer les performances des produits de l’entreprise Briqueteries du Nord (BdN). Il est réparti sur deux axes principaux : le premier consiste à l’étude de l’inertie thermique et du pouvoir hygroscopique des briques en terre crue. Le second axe vise à élaborer des solutions possibles concernant l’amélioration de la résistance thermique des briques en terre cuite. Ce travail de recherche a été réalisé au laboratoire de l’Ecole Centrale de Lille avec une étroite collaboration avec l’université d’Artois et l’entreprise (BdN)
Nowadays, the reduction of energy consumption in buildings industry represents a major issue in industrialized countries’ policies. In France, the building sector consumes about 43% of final energy and accounts for nearly a quarter of the national emissions of greenhouse gas emissions [ADEME]. It is considered as a key factor to overcome the environmental challenges we have to face.In front of these significant challenges, the thermal regulations requirements were seriously intensified during the last 40 years until the notification of the thermal regulation 2012. This latter enable the construction of low energy buildings (BBC) whose consumption is equivalent to 50 kWh/m² per year on average. This new regulation provides a strong incentive for innovation of materials, products and envelope systems. Under these conditions, improving hygrothermal performance of building materials will allow a substantial economic and environmental benefits. This work was conducted in this context. It aims to study and improve the performance of the company Briqueteries du Nord (BdN) products. It is divided in two main axis: the first consists on studying the thermal inertia and hygroscopic capacity of unfired clay bricks. However, the second axis aims to develop possible solutions for improving the thermal resistance of fired clay bricks. This research was conducted in the laboratory of the Ecole Centrale de Lille with close collaboration with the University of Artois and the BdN company

La compréhension du comportement des structures en maçonneries exposées au feu et la prédiction de leur résistance au feu, sont des besoins majeurs, exprimes par les industriels de la terre cuite, à cause du manque d'études disponibles. L'objectif de ce travail est de construire des outils numériques qui sont capables de prédire le comportement et la tenue au feu des murs de briques alvéolaires en terre cuite, porteurs ou non porteurs, montes avec joints épais en mortier traditionnel ou avec joints minces en mortier colle. Pour cela, des investigations expérimentales à l'échelle de matériau et à l'échelle structurale sont menées permettant de comprendre les phénomènes thermo-hygro-mécaniques contrôlant la tenue au feu. Ces phénomènes majeurs sont par la suite pris en compte dans la construction de modèles de comportement, dont la mise en oeuvre numérique permet de disposer d'un outil de simulation de la tenue au feu des maçonneries. Pour le problème thermique, les trois modes de transferts : conduction, convection et rayonnement, avec l'ajustement de l'effet hydrique dans la capacité thermique, permettent de simuler la réponse thermo-hydrique dans la structure alvéolaire en terre cuite. Sur le plan mécanique, la tenue au feu des murs en maçonnerie est abordée du point de vue du risque d'écaillage. Cette rupture, localisée ou diffuse, des parois peut conduire à une perte d'étanchéité du mur ou à celle de son intégrité mécanique. Pour évaluer ce risque, une modélisation thermo-élastique tridimensionnelle est proposée avec la prise en compte de l'évolution des propriétés avec la température. Cette modélisation simplifiée est complétée à un critère d'écaillage de type détachement-voilement. En parallèle avec des calculs de validations, des études paramétriques sont menées afin d'identifier les influences des paramètres thermiques, mécaniques sur le comportement thermo-mécanique des murs

L’objectif de ces travaux consiste à développer de nouvelles briques de terre cuite à base d’agents porogènes biosourcés dans le but d’obtenir des matériaux à haute performance thermique. Les matières premières, argile et biomasse, ont d’abord été caractérisées de manière individuelle. L’utilisation de co-produits agricoles (paille de blé, tourteau de tournesol et farine de noyaux d’olive) en tant qu’agents porogènes pour l’obtention de briques de terre cuite porosées a ensuite été étudiée. L’intérêt d’ajouter des éléments biosourcés entraînant une augmentation de la porosité, une augmentation de la résistance thermique malgré une diminution des propriétés mécaniques a alors été démontré. Toutefois, des problèmes de plasticité causant des soucis de mise en forme au niveau des échantillons ont été identifiés. Après avoir optimisé le taux de sable, l’impact de la granulométrie des matières végétales ainsi que leur taux d’incorporation ont été évalués. Une porosité maximale de 34,4 %, constituée de macropores, a été obtenue dans les conditions expérimentales optimales conduisant à une conductivité thermique de 0,45 W/m.K, soit une diminution de 15 % par rapport à un échantillon de référence sans matière végétale. Afin de continuer à améliorer les propriétés du matériau argileux obtenu, il a ensuite été envisagé de créer une microporosité en modifiant chimiquement les matières végétales qui seraient ensuite dégradées lors de la cuisson. Pour cela, les matières végétales ont été modifiées soit par imprégnation directe de carbonates soit par greffage de nouvelles fonctions carbonates ou esters. Les matières ainsi modifiées ont ensuite été incorporées dans les formulation de terre cuite et les propriétés des matériaux obtenus ont été mesurées (physiques, mécanique et thermique). Enfin, l’impact environnemental potentiel des échantillons contenant des additifs modifiés a été étudié à travers une Analyse de Cycle de Vie. Les différents scénarios, simples (avec un seul agent porogène) ou combinés (avec un agent végétal et un agent de synthèse) ont été comparés avec la méthode ReCiPe. Les étapes présentant les impacts les plus importants ont été mises en exergue. Il a également été démontré que le choix de l’unité fonctionnelle pouvait modifier radicalement les conclusions de l’étude
The objective of this work is to develop new clay bricks with biobased pore-forming agents in order to obtain materials with high thermal performance. The raw materials, clay and biomass, were first characterized individually. The use of agricultural by-products (wheat straw, sunflower seed cake and olive stone flour) as pore-forming agents for the production of porous clay bricks was then studied. The benefits of the addition of biobased components that increase the porosity and the thermal resistance was demonstrated even if it results in a decrease of mechanical properties. However, problems of plasticity causing trouble during the extrusion of samples were identified. After optimizing the sand rate, the impact of the particle size of the biomass and the rate of incorporation were assessed. A maximum porosity of 34.4%, made up of macropores was obtained under optimal experimental conditions, leading to a thermal conductivity of 0.45 W/m.K, representing a decrease of 15 % compared to the reference brick without additive. In order to improve the properties of the resulting material, it was considered to create microporosity, thanks to the chemical modification of the vegetable materials that will be degraded during the firing process. For this, the agricultural by-products were modified either by direct impregnation of carbonates or by grafting of new chemical moieties (carbonate or ester). These modified matters were then incorporated into the clay formulation and the properties of the obtained bricks were measured (physical, mechanical and thermal ones). Finally, the potential environmental impact of the modified samples containing additives was studied through a Life Cycle Assessment. Different scenarios, simple (with one pore-forming agent) or combined (with a crude vegetable agent and a synthesized one) were compared with the ReCiPe method. The steps from the process with the most significant impacts were highlighted. It was also shown that the choice of the functional unit could radically alter the conclusions of the study

Devant le besoin de renforcer les actions de réduction des consommations énergétiques pour respecter la réglementation thermique RT2012 qui implique d’avoir des bâtiments économes en énergie, l’amélioration de l’isolation thermique des matériaux de construction s’impose. Le projet BRITER financé par la région Nouvelle-Aquitaine et le Tremplin Carnot MECD, s’inscrit dans ce contexte et vise à développer des briques de terre cuite incorporant des déchets de bois d’ameublement pour en faire des produits de terre cuite poreux utilisables dans la maçonnerie porteuse et dont les propriétés d’isolation thermique sont optimisées. Pour réaliser ces matériaux, les déchets d’éléments d’ameublements (DEA) ont été sélectionnés et préparés pour être incorporés en tant qu’agent porogène dans un mélange argileux (MA). L’effet de la granulométrie et du taux d’incorporation des DEA sur les propriétés thermiques et mécaniques des produits MA/DEA cuits a été évalué. L’ajout des DEA dans le MA a permis d’augmenter le taux de porosité et par conséquent d’améliorer l’isolation thermique du produit. Les résultats ont démontré que l’ajout de 10 %m de DEA a conduit à une diminution de la conductivité thermique de 45 % par rapport au produit brut. L’incorporation des DEA dans le MA a conduit à une diminution des propriétés mécaniques. Cette diminution est directement proportionnelle au taux d’incorporation et à la granulométrie des DEA. Plus le taux d’incorporation et/ou la granulométrie sont élevés, plus la résistance mécanique est réduite. Toutefois, les valeurs des résistances mécaniques restent dans les normes des matériaux de construction en brique de terre cuite. Ce travail s’est également intéressé au bilan énergétique et l’impact environnemental liés au processus de cuisson des produits MA/DEA. Une dernière étude a porté sur le développement de matériaux poreux en terre cuite, incorporant des agents porogènes lamellaires, mis en forme par pressage, ce qui a permis d’orienter 80 % des pores créés perpendiculairement à la direction de pressage et de réduire ainsi la conductivité thermique jusqu’à 54 % par rapport au produit brut
New regulations for the thermal requirements of buildings implies greater energy efficiency in order to decrease primary energy consumption. In this context, improving thermal insulation of building materials is necessary. The BRITER project, financed by the Nouvelle-Aquitaine region and the Carnot MECD institute, aims at developing innovative fired clay bricks, through addition of wooden furniture wastes, with low thermal conductivity and mechanical properties compatible with current norms on building materials. Wood wastes were selected and mixed as pore formers with raw clay materials MA. The effect of the size and the amount of wooden furniture wastes on the thermal and mechanical properties of the fired products was investigated. The addition of wooden furniture wastes into the clay mixture enabled a significant improvement of the thermal insulation. Results showed that addition of 10 wt.% wood wastes led to decrease by 45 % in the thermal conductivity of the material based on the clay matrix MA. The addition of wooden furniture waste also yielded decrease of the mechanical properties which can be directly related to the amount and the size. However, mechanical properties remain within the standard values of clay building materials. This project also examined for energy saving and environmental impact linked to the firing process of clay/wood wastes mixtures. The final study examined the use of lamellar pore-forming agent to develop fired clay porous materials shaped by pressing. Results showed that 80 % of pores were perpendiculary oriented to the pressing direction and thus the thermal conductivity was reduced by 54 %