La soutenance aura lieu le mardi 21 octobre 2025 à 13h30, à l’Amphithéâtre Recherche de l’EUPI, Université Clermont Auvergne – Campus des Cézeaux, et sera également accessible en ligne via Microsoft Teams (lien de connexion)
Résumé
La réduction de l’empreinte carbone du secteur du bâtiment constitue un enjeu majeur dans le contexte actuel de transition écologique. Dans cette optique, les bétons végétaux, tels que le béton de chanvre, apparaissent comme une solution prometteuse grâce à leur faible impact environnemental, leur capacité à stocker du carbone biogénique, leurs performances d’isolation thermique et acoustique, ainsi que leur aptitude à réguler l’humidité. Toutefois, leurs faibles propriétés mécaniques et l’absence de normes spécifiques limitent encore leur utilisation dans des applications structurelles.
Cette thèse explore le potentiel des composites du type Fabric Reinforced Cementitious Matrix à base de fibres végétales (éco-FRCM) comme solution de renforcement durable pour les bétons végétaux, dans le but d’améliorer leurs performances mécaniques. Une approche multi-échelle a été adoptée, articulée autour de deux axes : (i) l’optimisation et la caractérisation d’un éco-FRCM par l’étude de l’interface textile–matrice et de son comportement en traction, et (ii) l’application de ce composite au renforcement d’éléments en béton végétal soumis à différentes sollicitations.
Dans le premier axe, l’étude de l’interface textile–matrice, menée à travers des essais d’arrachement sur des textiles de lin, de jute et de carbone (référence), a mis en évidence le rôle déterminant des propriétés des textiles ainsi que l’effet bénéfique de deux procédés : la pré-imprégnation du textile dans une matrice minérale et l’ajout de fibres courtes de lin dans la matrice. Ces deux procédés ont significativement amélioré le comportement d’arrachement et, à l’échelle du composite FRCM, ont conduit à une augmentation du taux d’exploitation du textile, ainsi qu’à un motif de fissuration plus dense, traduisant un mécanisme de transfert de charge plus efficace. Le textile de carbone, malgré ses propriétés intrinsèques élevées, a montré une compatibilité limitée avec la matrice minérale. En revanche, les textiles végétaux, et en particulier le lin, ont présenté les meilleures performances globales, conduisant ainsi au choix du textile de lin pré-imprégné pour les applications de renforcement du béton de chanvre.
Dans le second axe, le comportement d’adhérence entre l’éco-FRCM à base de textile de lin et le béton de chanvre a été évalué par des essais de cisaillement, en considérant deux longueurs de liaison. Les résultats ont mis en évidence la compatibilité mécanique entre les différents composants, sans décollement aux interfaces. De plus, les résistances obtenues sont comparables à celles rapportées dans la littérature lorsque le FRCM est appliqué sur des substrats en maçonnerie. Sur cette base, l’éco-FRCM a été appliqué extérieurement sur deux faces opposées du béton de chanvre suivant quatre configurations de renforcement : (i) des panneaux testés en flexion quatre points, (ii) deux configurations d’éprouvettes cubiques testées en compression axiale, et (iii) des mini-murs testés en compression diagonale pour évaluer leur capacité au cisaillement. Dans chacune de ces configurations, une amélioration significative des propriétés mécaniques a été observée, en termes de résistance, de rigidité et de capacité de dissipation d’énergie, confirmant ainsi l’efficacité de l’éco-FRCM comme solution de renforcement des bétons végétaux et ouvrant la voie à l’élargissement de leur champ d’application.
Mots clés : Béton végétal ; Textiles végétaux ; Composites FRCM ; Adhérence ; Renforcement ; Comportement mécanique.
Composition du Jury:
- Aron GABOR, Professeur, Université Claude Bernard Lyon 1, Rapporteur
- Frédéric DUPRAT, Professeur, INSA de Toulouse, Rapporteur
- Naïma BELAYACHI, Professeure, Université d’Orléans, Examinatrice
- Mohamed SAIDI, Maître de Conférences, Université Savoie Mont Blanc, Examinateur
- Sofiane AMZIANE, Professeur, Université Clermont Auvergne, Directeur de thèse
- Omayma HOMORO, Maître de Conférences, Université Clermont Auvergne, Encadrante