Vers une estimation de la consommation réelle des logements : analyse performantielle des matériaux d’isolation bio-sourcés et conventionnels

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Description du sujet de thèse

Afin de lutter contre le dérèglement climatique, le secteur du bâtiment fait face à deux grands défis actuels : limiter les énergies d’usage en travaillant sur la performance des enveloppes et des équipements et limiter les émissions de gaz à effets de serre lors de la production, du transport et de la mise en œuvre des matériaux de construction.
Dans ce contexte, les matériaux bio-sourcés pour le bâtiment, notamment ceux issus de résidus agricoles (ex : paille de blé, chènevotte de chanvre), présentent de nombreux atouts : une porosité multi-échelle intéressante des points de vue thermique, hydrique et acoustique ; un contenu carbone correspondant à une séquestration de l’ordre de 1,5 kg de CO2 par kg d’agro-ressource. Ces matériaux peuvent être associés à des matrices minérales (ciment, chaux ou terre) ou utilisés en vrac, en fonction
de l’usage et de la performance visée.
Pour accroître leur utilisation en construction neuve ou en rénovation, il est nécessaire de garantir une performance multifonctionnelle en levant les verrous scientifiques suivants :

  • La notion de performance elle-même : la consommation d’usage d’un bâtiment est actuellement estimée à partir de la seule conductivité thermique des matériaux. Quelle est l’apport réel de l’inertie thermique, de l’adsorption et de la transformation de phase de la vapeur dans les parois, en fonction du mélange et des parements choisis ?
  • Quel est l’effet du procédé de mise en oeuvre et de l’interaction entre ces matériaux de remplissage et la structure du bâti, au niveaux hygrothermique, acoustique et mécanique ?

La thèse vise à répondre à ces questions au travers de modélisations multi-physiques couplées à des études expérimentales multi-échelles sur des matériaux d’isolation biosourcés (bétons végétaux) et conventionnels. Pour mener à bien ce travail, plusieurs tâches seront traitées durant la thèse :

  • Fabrication des échantillons de bétons végétaux et caractérisation hygrothermique, mécanique et acoustique en s’appuyant sur les équipements disponibles au laboratoire ou les collaborations en cours avec d’autres laboratoires. Les résultats permettront d’évaluer :
    o L’Impact de l’anisotropie géométrique des échantillons sur les propriétés ;
    o L’influence de l’humidité sur les mesures de conductivité thermique.
  •  Développement et réalisation de tests performantiels hygrothermique et mécanique sur des systèmes contenant des bétons végétaux, des agro-ressources ou des matériaux conventionnels. Cette tâche inclut :
    o La conception et fabrication des systèmes
    o La définition des sollicitations à appliquer et de l’instrumentation à mettre en place par le biais de simulations numériques préliminaires
    o La réalisation des essais et l’analyse des résultats
  •  Analyse numérique des performances hygrothermiques de parois en usage pour différents climats/orientation/utilisation au regard de l’analyse fine des couplages lors des transferts thermiques.

Ces travaux feront l’objet de valorisations auprès de la communauté scientifique (rédaction de publications, participation à des conférences) et des acteurs socio-économiques du territoire breton.

Profil du candidat

Le/la candidat(e) devra être titulaire d’un Master (Recherche ou Professionnel) ou d’un diplôme d’ingénieur. Afin de mener à bien cette thèse, il/elle candidat devra posséder des compétences fortes dans le ou les domaines suivants : Thermique et énergétique (notamment du bâtiment) – Sciences et Génie des Matériaux – Génie Civil. Il/elle devra avoir un goût prononcé pour les méthodes expérimentales et des aptitudes au calcul numérique. Une première expérience de stage en laboratoire de recherche sera appréciée.
Le/la candidat(e) devra maitriser la lecture et la rédaction de publications scientifiques en anglais, utiliser la langue de manière efficace et s’exprimer précisément.

Conditions

Lieu : IRDL, Lorient, France
Durée du contrat : 3 ans (01/10/2021 – 01/10/2024)
Demande de financement en cours, salaire de l’ordre de 1450€ nets par mois.

Encadrement :

Thibaut Lecompte (thibaut.lecompte@univ-ubs.fr), maître de conférences HDR
Thibaut Colinart (thibaut.colinart@univ-ubs.fr), maître de conférences

Acte de candidature / Application procedure

Le candidat doit déposer sa candidature sur le site https://theses.doctorat-bretagneloire.fr/ dès sa parution et/ou auprès des futurs encadrants. Le dossier devra notamment inclure les pièces suivantes :
– CV du candidat
– Relevé de notes M1 et M2, ou équivalent
– Lettre de motivation du candidat
– Une lettre de recommandation

L’annonce au format PDF

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