Autres granulats bio-sourcés

extérieure de la chènevotte. Ce traitement conduit à une masse volumique du chanvre traité supérieure à celle du chanvre non traité (Tableau 1).

Tableau 1 : Propriétés physiques des chènevottes commerciales- masses volumiques apparente et absolue, porosité, conductivité thermique au point sec

ρapp (kg.m-3) ρréelle (kg.m-3) n λsec (mW.m-1.K-1)

Chanvribat^ 110 1384 92.1% 66.8

Terrachanvre^ 63 1335 95.3% 59.8

Biofibat^ 108 1377 92.2% 55.9

Chanvribat^ traité 130 1389 90.6% -

Figure 4 : Visualisation au MEB d'une chènevotte – gauche : chanvre seul, droite : chanvre traité

Figure 5 : Effet du traitement hydrofuge sur les capacités d'absorption d'eau du chanvre (0% : pas de traitement, 2 à 20 % : concentration du produit) - gauche : cinétique d'absorption, droite : cinétique d’absorption relative à l’absorption finale

2.2.2 Autres granulats bio-sourcés

Dans le cadre du projet européen ISOBIO, la CAVAC fournit cinq types d’agro-ressources sous différentes granulométries (Figure 6). Le process consiste à broyer les pailles, après défibrage pour le chanvre et le lin, puis à calibrer les particules par tamisage à travers des grilles (G7, G8, G12 et G14). Les fines sont aspirées tout au long du process [C31]8.

Partie 2 : Synthèse de mes travaux de recherche

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Des extractions sont réalisées sur ces agro-ressources pour produire des liants agro-sourcés (section 2.2.4), les caractéristiques physiques des résidus obtenus sur les rafles de maïs sont présentées avec celles des granulats.

Figure 6 : Granulats bio-sourcés fournis par la CAVAC dans le cadre du projet européen ISOBIO

La Figure 7 présente une synthèse de l’étude granulométrique par analyse d’image des granulats bio-sourcés. De façon générale, la taille des particules augmente avec le numéro de grille aussi bien en longueur qu’en largeur, à l’exception du lin qui présente une largeur quasi-constante quelle que soit la longueur. Pour les petites particules G7 et G8, les longueurs L10, L50 et L90 du chanvre et du lin sont proches, celles du colza légèrement supérieures et celles du blé plus élevées. Pour les grandes particules, les longueurs les plus élevées sont celles du blé G12. Le chanvre G14 et le blé G14 sont proches alors que le colza G14 est légèrement plus petit. Les élongations L50/l50 sont comprises entre 3 et 9.5. Quelle que soit l’agro-ressource considérée, l’élongation augmente avec le numéro de grille. Le chanvre et le colza ont des élongations comparables (entre 3 et 5.1), le lin a des élongations plus élevées (12 à 13), le blé montre les élongations les plus fortes (jusqu’à 17.8). Ces résultats sont comparables à ceux de la littérature (Arnaud and Gourlay, 2012; Nozahic et al., 2012).

Les masses volumiques apparentes des granulats agro-sourcés sont globalement faibles (Figure 8). Le lin présente des masses volumiques légèrement supérieures à celles du chanvre, elles-mêmes légèrement supérieures à celles du colza (91 à 130, 88 à 104 et 79 à 88 kg.m-3 respectivement). Le blé présente les masses volumiques les plus faibles (30 à 54 kg.m-3), les rafles de maïs les plus fortes (373 kg.m-3). Les résidus de rafles de maïs ont une masse volumique légèrement inférieure à celle des rafles de maïs (342 kg.m-3, soit 8%). D’une façon générale, la masse volumique diminue lorsque la taille des particules augmente. Cette variation atteint 30 % entre les anas de lin G8 et les anas de lin G14. Les fines présentent également des masses volumiques plus importantes que celles des granulats : 133 kg.m-3 pour les fines de chanvre et 140 kg.m-3 pour les fines de lin.

La porosité des granulats bio-sourcés est élevée : pour le chanvre, le lin et le colza, elle est comprise entre 90 et 95 %. Les fines de chanvre et de lin ont également une porosité de l’ordre de 90%. Les rafles de maïs ont une porosité plus faible : 72 %. L’effet de l’extraction conduit à une porosité plus élevée sur les résidus : 78%.

Ces résultats sont cohérents avec la littérature (Bouasker et al., 2014; Chabriac et al., 2016; Nguyen et al., 2009; Nozahic et al., 2012; Rahim et al., 2016)

Partie 2 : Synthèse de mes travaux de recherche

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Figure 7 : Etude granulométrique des granulats bio-sourcés - passants à 10%, 50% et 90% en largeur l et en longueur L

Figure 8 : Masse volumique apparente à l’état sec et porosité totale des granulats bio-sourcés

Le chanvre, le lin, le colza et le blé sont tous issus de la tige de la plante, leur structure poreuse est donc similaire et se présente sous forme de vaisseaux (Figure 9). La rafle de maïs a, quant à elle, une structure alvéolaire (Figure 10).

Partie 2 : Synthèse de mes travaux de recherche

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La Figure 11 donne la conductivité thermique des granulats bio-sourcés en fonction de leur masse volumique apparente au point sec. La conductivité thermique est comprise entre 45 et 93 mW.m-1.K-1 pour des masses volumiques entre 30 et 392 kg.m-3. Le maïs donne les conductivités thermiques les plus élevées (93 mW.m-1.K-1 pour les rafles de maïs et 85 mW.m-1.K-1 pour les résidus), le blé les valeurs les plus faibles (autour de 45 mW.m-1.K-1). Le chanvre, le lin et le colza ont des conductivités thermiques proches, 50 à 57 mW.m-1.K-1. On observe une évolution linéaire de la conductivité avec la masse volumique commune à l’ensemble des agro-ressources. Toutefois, pour une agro-ressource donnée, la conductivité thermique évolue très peu entre les différentes granulométries (moins de 4% d’écart). La conductivité thermique est donc également liée à l’agro-ressource.

Figure 11 : Conductivité thermique en fonction de la masse volumique apparente au point sec des granulats bio-sourcés

La Figure 12 donne la valeur MBV en fonction de la masse volumique à 23°C, 50%HR des granulats bio-sourcés. De la même façon que pour la conductivité thermique, la paille de blé conduit au valeurs les plus faibles. Avec une valeur MBV de 1.76 à 1.97 g.m-2.%HR-1, elle est classée bon régulateur hygrique selon la classification du nordtest project. Le maïs conduit aux granulats les plus performants d’un point de vue régulation hygrique : les rafles de maïs ont un MBV de 3.11 g.m-2.%HR-1, les résidus de 3.21 g.m-2.%HR-1. Le chanvre, le lin et le colza sont tous excellents régulateurs également, avec une valeur MBV comprise entre 2.07 et 2.50 g.m-2.%HR-1.

La Figure 13 présente une synthèse de la valeur MBV en fonction de la conductivité thermique. Le blé apparaît comme l’agro-source la meilleure d’un point de vue isolation mais la moins performante, bien que très bonne, d’un point de vue régulation hygrique. Le maïs conduit aux meilleures performances d’un point de vue régulation hygrique. Cette agro-ressource présente également une masse volumique plus élevée, laissant présager des résistances mécaniques meilleures. Le chanvre, le lin et le colza sont à la fois pertinents en tant qu’isolants et que régulateurs hygriques. Ainsi, dans l’optique du développement d’un composite multi-couches, le maïs semble particulièrement pertinent pour la réalisation du parement intérieur et les autres agro-ressources pour le corps isolant. Pour les composites agro-sourcés, cette synthèse se focalise sur les composites utilisant (i) du chanvre dont le comportement est proche de celui du lin et du colza, ou (ii) des résidus de rafles de maïs en vue d’une utilisation en multi-couches.

Partie 2 : Synthèse de mes travaux de recherche

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Figure 12 : MBV des granulats bio-sourcés en fonction de la masse volumique à 23°, 50%HR

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