Les évolutions linéaires du module élastique et de la résistance à la compression avec la masse
volumique (Figure VI-9 et Figure VI-15) induisent une relation linéaire entre le module élastique et la
résistance à la compression. Cette relation est mise en évidence à la Figure VI-18 avec une très bonne
corrélation, associant les données obtenues pour tous les types de composites. De tels résultats ont
également été observés sur d’autres bétons de chanvre [Chamoin, 2013].
Figure VI-18 : Module élastique en fonction de la résistance en compression
Pour chaque type de formulation, on a pu remarquer que la résistance en compression évolue
de façon coordonnée avec la résistance en traction. En associant les données de tous les composites,
(Figure VI-19), aucun caractère linéaire universel ne semble s’appliquer. Par contre, un ajustement
logarithmique semble présenter une très bonne corrélation ((Eq. VI-7, R² = 0.9827).
𝜎
𝑐= 0.3327 × log(𝜎
𝑡) + 1.6759 Eq. VI-7
L’interprétation de l’évolution entre la résistance en compression et la contrainte R30% est
également intéressante à analyser (Figure VI-20). Ce graphique permet une lecture directe. Si le point
caractéristique d’un composite est situé au-dessus de la bissectrice, le comportement en compression
est de type compactant. Au contraire, pour un point situé sous la bissectrice, le comportement est plus
fragile.
Une augmentation de C/L déplace le point caractéristique d’un composite vers le domaine
compactant. Les courbes de tendance de chaque famille permettent d’identifier quelles seraient les
valeurs de C/L nécessaire pour passer d’un domaine compactant, vers le domaine de rupture plus
fragile.
Figure VI-20 : Contrainte à 30% de déformation (R 30%) en fonction de la résistance en
compression
Les résistances en compression des composites peuvent être comparées à celles des pâtes de
liants dont la caractérisation des performances est présentée dans le chapitre III. Rappelons qu’un
objectif de résistance en compression de 1 MPa sur les fines stabilisées a été évalué pour garantir une
résistance du composite de minimum de 0.2 MPa, minimum requis par les règles professionnelles de
Construire en Chanvre [CenC, 2010].
La Figure VI-21 permet de comparer les résultats obtenus sur les composites et les pâtes
correspondantes. Le tout est placé dans un repère semi logarithmique.
Dans le cas du liant ThermO
®, on peut constater que le passage de la pâte au composite se
traduit par une réduction de la contrainte de compression dans un rapport de 10.
Dans le cas des fines stabilisées, le passage de la pâte au composite se traduit par une
réduction de la contrainte de compression dans un rapport de 2 alors que dans le cas des fines le
rapport est proche de 1.
La nature de la matrice minérale du composite influence donc largement le résultat. Fixer une
résistance de pâte de 1 MPa, estimée à partir des résultats obtenus sur le liant Tradical PF70 était donc
largement pénalisant.
Les résultats présentés sont toutefois insuffisants pour aller plus loin dans l’analyse d’un tel
rapport de contrainte. Ce sujet reste à envisager dans des travaux ultérieurs.
Figure VI-21 : Résistance en compression des composites et des pâtes associées en fonction de la
masse volumique
VI.7 Conclusion
Les différents essais mécaniques permettent différents constats :
- Les composites à base de ThermO
sont caractérisés par des niveaux de résistance en
compression importants. En fonction de C/L, leur comportement est compactant ou plus
ou moins fragile.
- Les composites à base de mélange argileux, ASC, AC et CC présentent un comportement
en compression essentiellement compactant.
- La résistance en compression est une fonction décroissante de C/L et croissante de la
masse volumique. Ces résultats attendus permettent toutefois de constater que les
formulations ASC ont de meilleures propriétés mécaniques que les formulations AC. Ce
qui montre l’effet positif de stabilisation des fines.
- La contrainte R10%, généralement utilisée comme valeur de résistance en compression
dans l’industrie du bois en présence de milieux compactants, s’avère assez voisine de la
résistance en compression associée au point d’inflexion sur les courbes contrainte–
déformation.
- L’analyse de l’évolution de R30% en fonction de la résistance en compression permet
d’évaluer quel sera le comportement (compactant ou fragile) du composite en fonction de
C/L.
- L’évolution de la résistance en traction est assez coordonnée à celle de la résistance en
compression. Une évolution de type logarithmique s’affranchissant de la nature du liant
semble acceptable.
- Le module apparent des composites reste assez peu élevé et son évolution en fonction de
C/L ou de la masse volumique reste difficile à interpréter.
- Les modules élastiques présentent des évolutions beaucoup plus cohérentes avec C/L et la
masse volumique. De plus, la corrélation entre ces modules élastiques et la résistance en
compression est linéaire et identique pour tous les composites testés.
Vis-à-vis de l'exigence des règles professionnelles françaises pour les constructions en béton
de chanvre, il apparaît que les minima sont respectés du point de vue de la résistance en compression
mais que les minima de modules apparents ne sont pas atteints pour les formulations de type mur. Si
l’on considère les modules élastiques, ces minima sont largement dépassés.
Chapitre VII Comportements hygrique et thermique des
composites bio-sourcés
Ce chapitre est consacré à l’étude des propriétés hygrique et thermique des composites
produits.
La caractérisation hygrique se base sur la mesure des isothermes de sorption et sur la mesure
de la valeur tampon hygrique (MBV) à 23°C. Les isothermes de sorption sont mesurées selon la
méthode discontinue par paliers successifs d’humidité relative croissante. Ensuite, le modèle GAB est
ajustée sur les points expérimentaux. La valeur tampon hygrique est mesurée selon le protocole du
NORDTEST project [Rode et al., 2005].
La caractérisation thermique se base sur la mesure de la conductivité thermique selon le
protocole décrit dans le chapitre II. Dans un premier temps, l’influence du rapport C/L et du type de
liant sur la conductivité thermique est étudié au point sec. Ensuite, l’effet de l’humidité sur la
conductivité thermique des composites est étudié. Les résultats expérimentaux sont complétés par une
modélisation par homogénéisation autocohérente.
Dans le document
Elaboration et caractérisation mécanique, hygrique et thermique de composites bio-sourcés
(Page 156-160)