Autres projets

ABSB / BATINDUS / BÉTON DE CHANVRE  / BRITER / DSUP SIS / DYNAMODUSEVAMIBA / FAÇADES LOURDES : PIERRES ET BOIS / MIBAPRO / MOBAIR / MODEVIE 

 

ABSB

Traitement parasismique de la superposition de structures acier/bois sur des structures béton

Dans le cadre de la nouvelle réglementation parasismique française, de nombreuses constructions sont concernées par l’application de l’Eurocode 8. Or il n’est pas rare d’avoir des projets impliquant une structure béton, que ce soit pour des raisons architecturales dans le neuf ou pour de la réhabilitation dans l’existant. La conception parasismique de tels bâtiments ne va cependant pas sans poser de problèmes, d’autant plus que les attributaires des lots béton et des lots charpente sont très souvent différents. De ce fait, le bureau d’étude chargé de la charpente se trouve régulièrement démuni face au manque d’informations sur la structure support et sur les méthodes de conception et de calcul applicables.

Le problème est très similaire pour les structures en acier et celles en bois. C’est pourquoi les syndicats des filières acier (SCMF) et bois (UMB) se sont concertés pour porter un projet de recherche commun auprès de la FFB. Ils ont obtenu un financement partiel pour le CTICM et l’Institut Pascal dans le cadre du programme PRDM.

Ce projet commun doit déboucher sur la publication d’un guide pour le traitement de ce type de bâtiments. La première phase du projet a permis d’établir une typologie de bâtiments avec superposition d’une charpente acier ou bois sur un ouvrage en béton. La seconde phase, basée sur des études paramétriques par simulations numériques, avait pour objectif la définition de méthodes de calcul simplifiée des forces sismiques pour les cas les plus simples, afin d’éviter la modélisation complète du bâtiment théoriquement applicable. Ce type de méthodes simplifiées peut typiquement s’envisager pour des charpentes acier ou bois à un seul niveau, installées au dernier niveau d’un bâtiment en béton. La troisième et dernière phase donnera les indications nécessaires au choix de la classe de ductilité.

BATINDUS

Évaluation des performances énergétiques et environnementales des bâtiments industriels

Dans les bilans environnementaux et énergétiques des grands secteurs d’activité, l’industrie apparaît souvent comme un tout, sans distinguer la contribution des procédés de celle du bâti. Si l’on prend l’exemple simple de la consommation énergétique, le poste « bâtiment » se trouve ainsi noyé dans le secteur industrie et les consommations énergétiques fonctionnelles de base du bâtiment industriel, écrasées par l’importance des consommations des procédés abrités par ces bâtiments. Compte tenu de la difficulté d’individualiser les impacts environnementaux et énergétiques liés à ces bâtiments et à leurs fonctionnalités de base, il en va ainsi des autres impacts liés à leur gestion, mais aussi de ceux liés à leur construction ou leur déconstruction (matériaux, chantiers).

L’objectif du projet BATINDUS, partiellement financé par l’Ademe, était d’explorer les performances environnementale et énergétique des bâtiments industriels. Pour ce faire, CERIB, CTICM, FCBA, LMDC avec l’aide du CETIAT ont travaillé sur des cas modèles représentatifs de la diversité des bâtiments industriels : après avoir « séparé » les fonctions de base du bâtiment des procédés qui y sont hébergés, ils ont ainsi estimé l’impact environnemental et énergétique de la conception, gestion et rénovation de ces bâtiments.

Le projet BATINDUS a rempli sa fonction exploratoire sur la thématique de l’impact énergétique et environnemental des bâtiments industriels en fournissant quatre productions pour mener à bien ce type d’évaluation :

  • Un panorama du parc de bâtiments industriels au niveau national.
  • Une typologie permettant la description de ce parc.
  • Une méthode d’évaluation des consommations énergétiques des bâtiments par modélisation.
  • Une méthode d’évaluation des impacts environnementaux, également par modélisation.

Les deux méthodes d’évaluation, testées sur six bâtiments, montrent leur efficacité et permettent de tirer d’ores et déjà des conclusions sur les cas étudiés. Cette expérimentation permet également d’identifier des limites et améliorations potentielles de ces méthodes.

BÉTON DE CHANVRE

Partenaires du projet : CERIB, LMDC

Contexte du projet :

Les bétons bio-sourcés sont de plus en plus attendus en neuf ou en rénovation par la profession et les usagers car ils présentent des avantages environnementaux certains (faible impact environnemental, bonnes propriétés thermo-hydriques). Malheureusement, leurs faibles résistances mécaniques associées à des retards de prise à jeune âge sont autant de freins à leur développement. L’objet de l’étude est de modifier à la fois les liants et les techniques de mise en oeuvre afin d’améliorer les propriétés mécaniques de ces matériaux bio-sourcés.

Programme du projet :

Le projet à deux phases principales :

  1. Une étude expérimentale sur les liants visant à améliorer les liants existants ou développer de nouveaux liants plus adaptés à ce type de béton.
  2. Une étude expérimentale sur les techniques de mise en oeuvre visant à améliorer le comportement mécanique de ce type de béton.

BRITER

Valorisation de produits bois en fin de vie pour l’amélioration des performance ThERmiques des BRIques de terre cuite

Partenaires du projet : CTMNC, FCBA, IRCER

Contexte du projet :

Dans le cadre de la nouvelle réglementation thermique et du développement de bâtiments économes, ce projet a pour objectif de développer des produits de terre cuite allégés, destinés à la construction, à base de nouvelles formulations de mélanges argileux et de déchets de bois issus de produits en fin de vie. L’objectif est de développer des briques présentant des propriétés d’isolation thermique améliorées tout en conservant une résistance mécanique suffisante pour une utilisation en maçonnerie porteuse.

Les premiers résultats :

  • Les formulations : mélange argileux + déchets d’éléments d’ameublement, ont pu être adaptées pour la mise en forme par extrusion ;
  • Les déchets d’éléments d’ameublement étudiés ont permis de créer la porosité après leur combustion ;
  • L’ajout des déchets d’éléments d’ameublement a permis de réduire la conductivité thermique du produit fini.

Les perceptives du projet :

L’étude de l’effet des déchets d’éléments d’ameublement sur les propriétés mécaniques des produits finis ;

  • Au niveau énergétique la possible exploitation de l’énergie résultante de la combustion du porogène au cours du traitement thermique ;
  • La caractérisation des composés émis par la combustion du porogène durant la cuisson ;
  • L’analyse du cycle de vie des déchets d’éléments d’ameublement (ACV).

DSUP sis

Ductilité des bâtiments à structures superposées en zones sismiques

Partenaires du projet : Institut Pascal, CTICM, FCBA et CERIB

Contexte du projet :

Il existe un potentiel de développement important autant pour les projets neufs que pour des opérations de surélévation dans l’existant. Or, la réglementation parasismique  impose l’unicité de la classe de ductilité pour un même bâtiment. Cette DCL ne peut cependant pas être appliquée dans les zones sismiques les plus élevées du zonage français (1/4 territoire) lorsque de telles structures intègrent une partie en béton armé. En parallèle, une recherche en cours (FFB-CTICM-UCA : PRDM-ABSB) traite de l’approche en dynamique linéaire pour faire ressortir les cas extrêmes et définir les méthodes de calcul des charges appropriées Il est nécessaire d’étendre cette étude à des approches non linéaires dissipatives dans le cas de dimensionnement en capacité.

Objectif : répondre à des questions en amont du développement de méthodes normatives de dimensionnement.

Programme du projet :

  • Réalisation de calculs dynamiques non linéaires sur des structures types, les
  • Réalisation d’essais sismiques expérimentaux sur maquettes en laboratoire.

DYNAMODUS

Procédés constructifs industrialisés et mixtes pour l’extension verticale ou horizontale et/ou la rénovation de bâtiments urbains

Partenaires du projet : CTMNC, CERIB, CTICM, FCBA

Contexte du projet :

Les besoins de massification de la rénovation énergétique, à coût et délai de réalisation maîtrisés, exhibent un véritable potentiel de développement de solutions constructives dédiées, reposant sur un large éventail des procédés industriels : du composant simple au module tridimensionnel partiellement équipé. Il reste à faire converger  les enjeux du monde industriel et les pratiques des professionnels du bâtiment avec les contraintes et méthodes de la rénovation

 Objetctif : Mise en place de recommandations sur les évolutions techniques ou organisationnelles à apporter aux solutions existantes ou pour le développement de solutions nouvelles

 Programme du projet :identifier les difficultés pouvant apparaître entre les différents acteurs sur le chantier et les effets que cela peut engendrer (retours, surcoûts, …)

  • Analyser ces difficultés selon la méthode Ishikawa (qui liste les causes à effets selon cinq axes).
  • Le résultat de cette hiérarchisation devrait permettre de mettre en avant les principaux facteurs à résoudre. Les premiers résultats seront disponibles début 2020.

EVAMIBA

Esters de glycérol « Verts » comme Adjuvant pour Matériaux Isolants Bio-sourcés Antimicrobiens

Partenaires du projet : FCBA, LMDC, et partenaire extérieur AGROMAT/LCA (Carnot 3BCar)

Contexte du projet :

Le projet EVAMIBA est dédié à l’évaluation des performances d’esters de glycérol sur matériaux isolants afin de limiter la prolifération de micro-organismes. Des matériaux isolants bio-sourcés, respectueux de l’environnement seront développés et testés. En parallèle, des isolants issus du commerce seront également sélectionnés et testés avec les esters de glycérol.

Les premiers résultats : ne montre pas d’amélioration de la résistance aux moisissures ou de la résistance au feu des isolants développés. L’un des deux isolants bio-sourcés mis au point montre une résistance intrinsèque vis-à-vis des moisissures mais est facilement inflammable.

La suite du projet : consiste à poursuivre le développement de ce matériau et de compléter sa caractérisation par des mesures acoustiques et thermiques.

FAÇADES LOURDES : PIERRES ET BOIS

Partenaires du projet : FCBA, CTMNC

Contexte du projet :

La construction bois se développe en particulier dans les immeubles de grande hauteur. Compte tenu de certains règlements locaux, mais aussi pour des raisons techniques, il convient de développer des solutions dites de « façades lourdes » en pierres, terre cuite ou béton préfabriqué, aptes à être mises en oeuvre sur des structures légères à ossature bois.

Programme du projet :

Le projet a deux phases principales :

  1. Réaliser une veille technologique sur les solutions techniques existantes avec identification de leur limite d’utilisation et comptabilité avec les structures porteuses bois.
  2. Lancer un projet collaboratif en partenariat avec des aménageurs, des maîtres d’ouvrages ayant des projets bois, des bureaux d’études, des entreprises de la filière bois.

MIBAPRO

Mixité matériau bio-sourcés et acier (protection au feu et performances mécaniques)

Partenaires du projet : CTICM, Institut Pascal

Contexte du projet :

Le projet vise à  comprendre le comportement d’un élément métallique protégé par différents types de matériaux, notamment bio-sourcés, et d’évaluer sa solidité à froid et sa performance au feu Dfférentes configurations seront étudiées où les faces des matériaux seront plus ou moins exposées pour évaluer aussi leurs vitesses de dégradation et la capacité isolante résiduelle après exposition au feu. La combinaison modélisation et essais permettra de mieux comprendre le comportement du système acier-matériaux bio-sourcés sous incendie et de définir quelques principes de base pour une protection efficace.

 

Les premiers résultats : Les essais réalisés à température normale ont démontré que les matériaux biosourcés une fois assemblés mécaniquement avec un élément métallique sont capables d’améliorer dans une échelle intéressante la solidité à froid de l’élément métallique.

La suite du projet :  Les essais au feu vont être réalisés pour étudier la protection incendie apportée par des matériaux biosourcés aux éléments métalliques. En parallèle, des analyses numériques seront menées et confrontées aux résultats expérimentaux.

MOBAIR

Maîtriser les transferts d’AIR et impact sur le comportement hygrothermique MOB

Le projet consiste à élaborer les outils de conception aux échelles complémentaires de la paroi et du bâtiment prenant en compte de manière détaillée les transferts d’air et ses interactions avec le comportement hygrothermique des structures légères à ossature bois. Le caractère novateur est la prise en compte des phénomènes multi-physiques. Alors que les projets précédents ont permis d’élaborer et de valider des outils de simulations hygrothermiques ou thermo-aérauliques, avec ce projet FCBA propose de traiter les couplages entre l’air et l’hygrothermique. Enfin, l’ambition est de pouvoir représenter les constructions réelles par la prise en compte des imperfections géométriques dans les modèles et la confrontation avec les mesures in-situ.

MOBSCAN

Méthodologie innovante pour l’évaluation non destructive des murs à Ossature Bois par SCAN

Partenaires du projet : FCBA, LMDC, I2M (Carnot Arts)

Contexte du projet :

Le projet MOBSCAN est la mise en place d’une nouvelle méthode innovante pour un contrôle non destructif (CND) pour décrire la compostions des Murs à Ossature Bois et leurs performances. Cette méthode consiste à confronter la composition et les performances dimensionnées lors de la conception avec celles lors de l’évaluation du bâtiment après le vieillissement ou lors du désordre.

Les techniques de CND choisies pour cette étude constituent une combinaison de méthodes complémentaires : la thermographie Infrarouge (TIR), le « Groud Prenetrating Radar » (GPR ou Radar) et les TéraHz pour détecter les évènements apparus sans démontage des parois, en collaboration avec le laboratoire I2M de l’Université de Bordeaux et le laboratoire LMDC de l’Université Paul Sabatier de Toulouse. Ce projet est financé par les Carnot MECD et ARTS.

Programme du projet :

Ce projet comprend plusieurs phases :

  1. La caractérisation des propriétés EM (électromécanique) des matériaux composant les MOB ;
  2. La simulation 3D de la propagation d’ondes EM dans les MOB ;
  3. La validation de la méthode par des démonstrations sur des parois MOB.

MODEVIE

Modélisation des ouvrages en béton

Le projet MODEVIE, soutenu par l’ANR, vise à obtenir un modèle de type « ingénieur » utilisable pour l’approche performantielle dans le contexte normatif par les acteurs de la construction. Le projet MODEVIE doit également permettre une meilleurs compréhension des paramètres favorables à la dépassivation des aciers et à la propagation de la corrosion.

La première cause de dégradation des ouvrages en béton armé est la corrosion des armatures provoquée par les agents agressifs du milieu extérieur comme le dioxyde de carbone et les ions chlorure. Maîtriser la durée de vie des ouvrages passe par le contrôle dès la conception du risque de corrosion. L’enjeu est bien sûr économique car la maintenance d’un patrimoine bâti vieillissant coûte cher aux maîtres d’ouvrage. Il est aussi environnemental car l’utilisation du béton a un impact à l’échelle de la planète (8% des émissions de gaz à effet de serre) ou à une échelle locale (consommation des ressources en granulats).

Pour accroître la robustesse de l’approche performantielle basée sur des essais ou des indicateurs de durabilité, il est nécessaire de s’appuyer aussi sur des outils de modélisation permettant de prédire le comportement à long terme des structures en béton armé. Les enjeux associés à l’approche performantielle de la durabilité sont considérables en termes d’optimisation technico-économique des ouvrages et produits en béton, de maîtrise des coûts de construction incluant ceux relatifs à la maintenance et au développement durable. L’utilisation de matériaux avantageux du point de vue environnemental ne peut être développée sans vérification de leur impact sur la durabilité des ouvrages. L’un de points forts du projet MODEVIE est de réunir des partenaires spécialistes des phénomènes de transfert et de corrosion afférant à la durabilité des ouvrages en béton, tous impliqués dans la mise en oeuvre de l’approche performantielle, qu’ils s’agissent de laboratoires universitaires (LaSIE, GeM, LMDC), de laboratoires publics (IFSTTAR, CEREMA) ou privés (LAFARGE, EUROVIA, VINCI Construction France, CERIB). Le projet MODEVIE est donc un très bel exemple de projet inter-Carnot !