Academic Journal of Civil Engineering

Foreword Nomad 2025

Ahmed Loukili — 2026-05-27

Les 13 et 14 novembre 2025, près de 150 participantes et participants se sont retrouvés à la Halle 6 Ouest de Nantes Université pour NoMaD 2025, une édition organisée par l’Institut de recherche en génie civil et mécanique (GeM) et marquée par l’intensité des communications scientifiques et la diversité des travaux présentés autour des matériaux de construction et leur durabilité.

Vers une diversification des liants et additions dans les bétons : enjeux et implications normatives

Rachida Idir — 2026-01-06

Dans un contexte de transition vers la neutralité carbone en Europe, la réduction de la teneur en clinker des liants pour béton constitue un levier majeur de décarbonation. Cet article propose une analyse structurée des enjeux techniques et normatifs associés à cette transition. Il examine la disponibilité effective des ressources alternatives, les limites liées à leur mise en œuvre à grande échelle, ainsi que les conditions nécessaires à leur reconnaissance réglementaire pour un usage sécurisé en béton structurel. Les dispositifs français (ETPM, ATEx, ATec) et européens (EAD, Évaluation Technique Européenne) d’évaluation technique sont présentés, en lien avec les défis d’assurance, de performance durable et de marquage CE. L’étude met en lumière les leviers de déploiement, les freins persistants et la nécessité d’une approche cohérente intégrant innovation, sécurité et économie circulaire des matériaux.

Comprendre la réactivité d’un métakaolin

JULIEN KOFFI N'DRI — 2026-01-06

Dans le contexte du développement durable, l'étude de l'évolution du potentiel réactif

des sols argileux activés thermiquement pour des applications cimentaires ou géopolymères est

pertinente. Cette étude compare quatre argiles naturelles composées de kaolinite, de quartz,

d'illite et de goethite en proportions variables, en s'intéressant plus particulièrement à leur niveau

de cristallinité et à son impact potentiel sur leur réactivité chimique sans anticiper sur l'évaluation

de leur réactivité pouzzolanique. L'objectif principal est d'évaluer les différences de cristallinité

entre ces argiles à l'aide de multiples techniques analytiques. Des analyses par diffraction des

rayons X (DRX) et spectroscopie infrarouge (IR) ont été réalisés afin de caractériser la structure

cristalline des minéraux présents et de les classer selon leur degré de cristallinité. Les résultats

obtenu ont ensuite été comparés à ceux obtenus par résonance magnétique nucléaire (RMN) du

solide 27Al. L'interprétation des résultats de ces différentes analyses met en évidence une

corrélation entre le degré de cristallinité des argiles et leur réactivité.

Effet du gel d’amidon de maïs sur les propriétés hydriques des briques de terre comprimée à base de sol de Guérande

Berthia Blanchelle TSAYI MALONGA — 2026-01-06

L’utilisation de biopolymères comme agents de stabilisation dans les matériaux de construction durables suscite un intérêt croissant dans le contexte de la transition écologique. Cette étude examine les effets de l’ajout du gel d’amidon de maïs sur les propriétés hygrothermiques des briques de terre comprimée (BTC) fabriquées à partir d’un sol de Guérande. Plusieurs formulations ont été élaborées en faisant varier la teneur en gel d’amidon, afin d’évaluer leurs performances en matière de capacité de régulation hydrique (MBV) et d’absorption capillaire. Les résultats montrent que, bien que l’ajout d’amidon réduise la capacité de tampon hydrrique, il améliore de manière significative la résistance à l’absorption capillaire, positionnant ainsi ce biopolymère comme un stabilisant prometteur dans une démarche de construction durable.

Influence d’extraits tanniques locaux sur les propriétés des Briques de Terre crue Comprimée (BTC) en environnement tropical humide

Vitória Taïlamé — 2026-01-06

L’étude explore l’utilisation d’extraits tanniques comme stabilisants naturels pour des Briques de Terre crue Comprimée (BTC), en climat tropical humide (HR 80–90 %).
Les tannins végétaux peuvent interagir avec le fer des sols latéritiques pour former des tannates de fer, reconnus pour améliorer la cohésion des matériaux terreux.
Deux types d’extraits sont comparés : un tannin de châtaignier standardisé et un extrait local issu de sciures de bois d’Amazonie.
Cinq formulations sont testées : une référence (terre + eau), une avec ciment, et trois avec extraits tanniques.
La résistance à la compression a été mesurée après équilibre des masses à 25 °C et 55% ou 90% HR.
Les briques traitées avec des tannins, notamment l’extrait local, montrent une nette amélioration des performances mécaniques, avec un rapport de résistance d’environ 2,5 par rapport à la terre seule.
A 3% d’additif, la formulation terre-tanin de wapa a montré une résistance à la compression équivalente à la formulation contenant du ciment après 28 jours de cure humide.
Ces résultats suggèrent que les tannins locaux peuvent remplacer le ciment, avec un impact environnemental réduit.

Influence du sable et des balles de riz dans les briques fabriquées avec les vertisols de l’Extrême-Nord Cameroun

Salomon IGRA POHOWE — 2026-01-06

L'objectif de cette recherche est d'améliorer les propriétés des vertisols de la région de l'Extrême-Nord du Cameroun communément connues pour leurs problèmes importants de gonflement et de retrait dans la construction entraînant des problèmes structurels en raison des variations de ces sols. Dans cette région, les sols sont soumis à des variations thermiques et hygrométriques importantes, qui ont un impact négatif sur les variations dimensionnelles des briques en terre crue. Dans le cadre de ces travaux, une campagne d'échantillonnage des sols a été menée sur le site de Kada'a et de Tchatibali avec deux points par site. L'objectif était de caractériser ces 4 sols afin de vérifier l'hétérogénéité entre les sols. La plasticité variait d'un point d'échantillonnage à l'autre. Par la suite, le sol provenant d'un point de Tchatibali (S2P1) a été utilisé pour améliorer le retrait dimensionnel. Trois proportions de masses de sable (15-30-43 %) ont été utilisées. Des balles de riz ont également été ajoutées au mélange à 3 % de la masse de sol. Des échantillons prismatiques de 4x4x16 cm ³ ont été fabriqués et stockés dans une pièce à température et humidité contrôlées (T°C = 20°C ± 5 ; HR = 55 % ± 5) jusqu'à masse constante. Les mesures de retrait ont révélé que l'ajout de sable de rivière et de balles de riz réduisait le retrait linéaire des briques moulées. Les performances mécaniques ont également diminué avec ces ajouts.

Possibilité d’extension de l’approche performantielle aux bétons bas-carbone non structurels

Gilles Escadeillas — 2026-01-06

Les bétons dont la fonctionnalité première n’est pas structurelle, entrant dans le cadre d’application où l’Eurocode 2 (EC2) n’est pas pris en compte pour leur dimensionnement, peuvent voir leurs formulations spécifiées d’après la norme NF EN 206/CN +A2 en X0, XF ou XA.

La classe de résistance n’étant généralement pas le paramètre dimensionnant, la spécification à la norme NF EN 206/CN (approche prescriptive) entraîne par exemple dans le cas des classes d’expositions XA :

- un dosage élevé en liant équivalent et une limitation des possibilités de substitution du clinker par des additions minérales, ce qui augmente l’impact négatif de ces bétons en termes de bilan carbone ;

- l’obtention de résistances mécaniques très supérieures aux besoins, ces résistances élevées pouvant parfois induire des problématiques liées à l’exécution.

Une pré-étude a été réalisée sur des bétons de pieux primaires non armés dans le but d’évaluer par approche performantielle la résistance aux agressions chimiques de formules de bétons ne respectant pas les teneurs en liant et en eau des tableaux de l’annexe NA.F de la norme NF EN 206/CN, mais dont la composition du liant total est conforme à la norme FD P 18-011. Certains bétons étudiés ne respectaient pas non plus les limites indiquées dans la norme FD P 18-480.

Les résultats de cette pré-étude montrent que, d’une manière générale, des bétons bas-carbone non conformes à la norme NF EN 206/CN +A2 ou à la norme FD P 18-480 sont a minima aussi performants que des bétons conformes à ces normes. Toutefois, pour certaines agressions chimiques, comme les attaques sulfatiques externes, il convient de poursuivre les recherches.

Valorization of Discarded Fishing Gear Fibers in Cementitious Composites: A Sustainable Approach.

Ali HUSSAN — 2026-01-06

Within cementitious composites (CC), this study investigates the valorization of polyethylene (PE) fibers derived from discarded fishing trawls and polypropylene (PP) fibers sourced from discarded fishing ropes. Sustainable processing methodologies are employed. Utilizing natural elements such as wind and rain, an environmentally responsible cleansing method effectively eliminates contaminants from the fibers. Additionally, an innovative mechanical cutting process that employs a cutting mill guarantees efficient fiber cutting. The durability of these fibers in alkaline environments was validated through resistance assessments in NaOH solutions, showing minimal deterioration. The impact of fiber length (FL) and fiber volume fraction (FVF) on the mechanical properties of CC was thoroughly examined. The findings suggest that the mechanical performance of CC improved with the increase in FL while keeping the FVF to 0.7% for both PE and PP fibers. Exceeding the FVF above 0.7% leads to a decline in the mechanical performances of CC, which is attributed to the increase in porosity with fiber addition. When comparing PE and PP fibers, it is noted that PE fibers show better workability, bolstered flexural strengths, and facilitated better control over porosity as compared to PP fibers. This study is a part of project VALNET, which presents a scalable and effective method for transforming marine plastic waste into construction materials, in harmony with circular economy concepts and advocating for sustainable options for fiber reinforcement in cement-based composites.

Etude de l’influence des conditions de cure et de conservation, de la compacité et du type d’additions sur la durabilité du béton d’enrobage à empreinte carbone réduite

Marion Vouzelaud — 2026-01-06

La réduction de l’empreinte carbone des ouvrages est aujourd’hui un enjeu majeur, renforcé par les évolutions réglementaires visant à limiter les émissions de gaz à effet de serre. Dans ce contexte, la filière béton développe des solutions innovantes, notamment par la diminution du clinker dans les liants via l’utilisation de ciments composés ou l’utilisation croissante d’additions minérales dans le béton, en substitution du clinker.

Ce travail s’inscrit dans cette démarche et porte sur l’évaluation de la durabilité de bétons intégrant de fortes teneurs en additions minérales (métakaolin, calcaire, laitier de haut-fourneau) en substitution du clinker. L’influence de la compacité, de la durée de cure et des conditions de conservation a été étudiée à travers divers indicateurs de durabilité, en particulier la vitesse de carbonatation accélérée.

A review on the stability of mineral foam in the fresh state: influencing factors

Ali EL KHIRAOUI — 2026-01-07

Minerals foam with a low density has excellent thermal and acoustic insulation properties due to its highly porous structure. However, the reduction of density, can be achieved by reducing the solid phase fraction (cement paste) versus the air phase in the foam, leads to instability and collapse of foam at its fresh state. To improve the mineral foam stability during the fresh state, it is very important to better understand the mechanisms and the major factors influencing bubble stability. The progress in foamed concrete production techniques and foam destabilization phenomena (drainage, coarsening and coalescence) in the fresh state are investigated. The influence of major factors such as density, surfactants, cement paste rheology, additives (superplasticizer and accelerator), the type of cement, pozzolanic additions and the production temperature on foam stability is analysed. In general, the current approaches to provide an optimal foam stability are based on optimizing the binder mixtures, adjusting the preformed foam method to produce the material, controlling the binder rheology and curing conditions, and modifying the gas-liquid interface with selected surfactants and incorporating nanomaterials.

Etude Expérimentale et Numérique du Comportement Hygrique d’une Paroi en Mortier contenant des Fibres de Miscanthus

haoyan zhang — 2026-01-07

本实验研究了 7.5% 芒草微粒纤维 (MFM) 的吸湿性能，采用了实验和数值的双重方法。材料、湿气吸附和解吸等温线的特性和调整由 Guggenheim Anderson de Boer (GAB) 模型辅助。《加湿循环和序列》文章表明，随着循环过程中湿度的逐渐增强，材料与湿度的能力得到增强。 Murtier 将 MFM 与不同深度的温度和湿度采集器一起构建和仪器化。套间的特点是在双气候环境中使用了可永久应用的动态湿热变化装置，以重现典型的外部环境。 Le mur a été soumis au niiveau de sa Face extérieure, des Cycles d'humiditérelativevariate de 15% to 80%sous une température de 20 °C, pendant lesquels variations de température et d'humidité travers l'épaisseur ont été enregistrés par les不同的捕获者。 Le comportement hygrique de la paroi a ensuite été simulé à l'aide d'un model couplé de transfert de chaleur et de Masse (modele de Künzel)。模拟数字的预测问题与实验结果一致。吸附阶段的最大差异为 4,5 % 和 4,8 %，分别在 2,5 厘米和 5 厘米深度观察，数值和实验值之间。该研究证实了我的生物源的行为模式和现实限制条件的能力。

Assessing Spatial Variability of Thermal Conductivity and Volumetric Heat Capacity in Hemp-Fibred Cob Walls through In-Situ Measurements

Ali Ahmad Waziri — 2026-01-07

Earth-based construction materials are experiencing renewed interest due to their environmental benefits and thermal performance capabilities. However, the inherent heterogeneity of these materials poses significant challenges for reliable modeling and performance prediction. This study investigates the spatial variability of thermal properties in hemp-fibred cob walls through comprehensive in-situ measurements and advanced statistical analysis. A full-scale cob wall (2.70 m × 1.20 m × 0.10 m) was constructed using sandy-loam soil from Guérande, France, reinforced with hemp shives at 3% by dry mass. Thermal conductivity and volumetric heat capacity were measured at 50 locations of the wall volume, using the Hot Disk Transient Plane Source technique. Statistical analysis revealed moderate spatial variability with thermal conductivity ranging from 0.438 to 0.837 W/m·K (Coefficient of Variation equal to 16.2%) and volumetric heat capacity from 0.45 to 1.19 MJ/m³·K (Coefficient of Variation equal to 21.8%). Geostatistical analysis using empirical variograms revealed spatial correlation ranges of approximately 32 cm for thermal conductivity and 31 cm for volumetric heat capacity. The use of the VARBOOT uncertainty analysis methodology demonstrated the reliability of the former estimate, but indicated high uncertainty for the latter. The findings highlights the measurable variability and spatial dependence of key thermal properties across the wall.

Valorisation du marc de café par stabilisation au caséinate de sodium : approche par plan d’expériences.

amira mansour khodja — 2026-01-07

Cette étude explore l’utilisation de biopolymères issus de marc de café (MC) et de caséine (CAS), un sous-produit laitier, pour stabiliser les sols des couches de fondation routière. Contrairement aux liants traditionnels comme le ciment ou la chaux, à forte empreinte carbone, les biopolymères offrent une alternative plus écologique. Chaque année, environ 7 millions de tonnes de MC et 18,1 % de la production laitière sont gaspillés, représentant des ressources organiques valorisables. Une conception composite centrale (CCD) a été adoptée pour optimiser la formulation selon trois paramètres : la teneur en caséine (83,33 g à 249,99 g/L de solution alcaline, avec un centre à 166,66 g/L), la concentration en NaOH de la solution alcaline (2 à 8 mol/L, par paliers de 3 mol/L, centre à 5 mol/L), et la température de durcissement (20 °C à 50 °C, par paliers de 15 °C, centre à 35 °C). Des analyses mécaniques, microstructurales et statistiques ont permis d’évaluer la performance de quinze mélanges générés par la méthode de plan d’expérience. Les résultats montrent qu’une température élevée améliore significativement la résistance, en compensant les effets négatifs d’une alcalinité excessive. Par ailleurs, la viscosité de la solution de caséinate conditionne la qualité de l’enrobage des particules du marc de café, influençant directement la cohésion et la structure du matériau final.

Influence de la géométrie des granulats recyclés sur le captage de CO2 par carbonatation accélérée et sur l'évolution de leur absorption

Sandrine Braymand — 2026-01-07

Cet article explore l’effet de la géométrie des granulats de bétons recyclés (GBR) sur leur capacité à capter le CO₂ via un procédé de carbonatation accélérée. L’étude s’inscrit dans le cadre du Projet National FastCarb, qui visait à réduire l’empreinte carbone de l’industrie cimentière. Les GBR étudiés sont fabriqués à partir de mortiers de référence moulés ou concassés (MR), puis soumis à différentes conditions de carbonatation (durée, taux d’humidité). L’efficacité du captage de CO₂ est évaluée par calcimétrie, gain de masse et évolution de l’absorption d’eau. Ainsi les échantillons concassés présentent une capacité de captage plus élevée que les billes moulées, en raison d’une meilleure accessibilité aux pores. Une durée prolongée de traitement améliore le taux de carbonatation, mais avec un effet de seuil et une carbonatation incomplète. La taille des billes impacte également le captage, les plus petites étant plus performantes (en g/kg), ces résultats étant à rapprocher du front de carbonatation. La carbonatation réduit globalement l’absorption d’eau, avec une efficacité supérieure pour les petites billes en raison d'une probable saturation en surface dans le cas des plus grosses billes (accessibilité porale). Une corrélation est confirmée entre gain de masse et captation de CO₂ pour des MR de même composition. La pré-humidification s’avère un facteur clé dans l’efficacité du procédé mais les résultats sont contrastés.

Effet d'un nouveau protocole de cure au jeune âge combinant traitement thermique et par carbonatation sur les propriétés des matériaux cimentaires bas carbone

Imane Bekrine — 2026-01-07

L’industrie de la préfabrication du béton représente environ 20 % de la production mondiale, et l’intégration de bétons bas carbone y est un enjeu majeur. Cette étude explore une approche innovante combinant cure thermique et par carbonatation pour améliorer les performances mécaniques de ciments à fort taux de substitution tout en stockant du CO₂. Trois liants ont été testés à l’âge de 2 jours : un ciment de référence (OPC), un ciment avec 60 % de laitier (PS60) et un liant ternaire combinant laitier et argile calcinée (PCC130S30). Comparée à une cure humide classique, la cure combinée améliore la résistance à la compression de 16 % (OPC), 55 % (PS60) et 92 % (PCC130S30). Le module de fluage mesuré par microindentation, reflétant la résistance du matériau au chargement de fluage, augmente notamment de 78 % pour le liant ternaire. Le procédé permet aussi un stockage de CO₂ atteignant 1 à 6 % de la masse cimentaire. Ces résultats prometteurs ouvrent la voie à une préfabrication plus durable et performante, avec un potentiel d’application à d'autres formulations bas carbone.

Performances mécaniques et durabilité d’un béton contenant des mâchefers d’incinération carbonatés

Imad eddine Kanjo — 2026-01-07

Dans un contexte de transition vers une économie circulaire et de réduction de l’empreinte carbone du secteur de la construction, la valorisation des mâchefers d’incinération d’ordures ménagères (MIOM) dans les bétons constitue une piste prometteuse. Cependant, leur utilisation directe reste limitée en raison de leur réactivité chimique résiduelle, de leur hétérogénéité et de leur composition minéralogique complexe, qui peuvent compromettre les propriétés mécaniques et la durabilité des bétons.

Cette étude examine l’effet d’un traitement par carbonatation accélérée appliqué aux MIOM sur leurs caractéristiques physico-chimiques, ainsi que sur les performances mécaniques et la durabilité des bétons dans lesquels ils sont utilisés en substitution partielle des granulats et sables naturels. La carbonatation vise à stabiliser chimiquement les phases réactives, notamment les hydroxydes et oxydes de calcium, afin de limiter les réactions délétères susceptibles d’apparaître dans le matériau.

Les résultats montrent que ce traitement modifie la microstructure des MIOM, en favorisant la précipitation de carbonates de calcium et en réduisant leur porosité. Ces transformations ont un impact positif sur la formulation des bétons, qui présentent une meilleure compacité de la matrice cimentaire et une réduction de l’absorption d’eau par immersion. Les bétons contenant des MIOM carbonatés affichent des résistances à la compression à 28 jours comparables à celles des bétons de référence, tout en présentant une meilleure résistance à la carbonatation.

Ces résultats confirment l’intérêt de la carbonatation accélérée comme procédé de prétraitement pour sécuriser l’utilisation des MIOM dans les matériaux cimentaires. Elle permet à la fois d’améliorer les performances des bétons et de limiter l’exploitation des ressources naturelles, contribuant ainsi à une construction plus durable.

Suivi et modélisation du fluage propre à long terme de liants à base de laitier activé par des alcalis

Stéphanie Staquet — 2026-01-07

Cette étude fournit des informations précieuses sur le comportement du fluage propre de diverses compositions dans des systèmes avec du laitier activé par des alcalis pour plusieurs âges de chargement, en particulier au tout jeune âge, inférieur à 24 h, et aux âges ultérieurs, supérieurs à 672 h. Il est démontré que l'utilisation d'une expression logarithmique contenant deux paramètres, à savoir le paramètre d'amplitude C et le paramètre de cinétique de réaction τ décrivant le matériau, permet de prédire avec précision l'évolution du fluage propre dès le tout jeune âge. L'étude actuelle porte spécifiquement sur le fluage en compression sous des niveaux de contrainte modérés (rapport contrainte/résistance de 30 %) et à une température de durcissement de 20 °C.

Propriétés mécaniques et retrait de bétons à empreinte carbone réduite

Suzanne Le Thierry — 2026-01-07

La réduction dans les bétons de la quantité de clinker par l’utilisation de ciments à faible teneur en clinker ou par la substitution d’une partie du ciment par des additions minérales constitue une piste pertinente à l’échelle du matériau pour réduire l’impact environnemental des solutions constructives en béton.

Cette étude présente les résultats d’un programme expérimental consacré à des bétons contenant de fortes teneurs en additions minérales de calcaire, de laitier de haut-fourneau et de métakaolin. Ils ont été caractérisés par des essais de compression, de traction par fendage et de retrait total de façon comparative avec un béton de référence.

Analyse croisée du comportement mécanique et de l’empreinte carbone dans des poutres en béton armé multicouche

Salma Es-satte — 2026-01-07

Dans un contexte de transition écologique, le secteur du BTP doit réduire son empreinte carbone, en repensant notamment les formulations et procédés de mise en œuvre du béton armé. Le coulage multicouche, combiné à l’utilisation de bétons différenciés (ordinaire et fibré), apparaît comme une solution prometteuse pour optimiser localement les propriétés mécaniques tout en limitant l’impact environnemental.

Cette étude propose une analyse croisée du comportement mécanique et de l’empreinte carbone de poutres en béton armé coulées en deux couches successives. Deux paramètres sont étudiés : la classe de résistance du béton et le taux de ferraillage. Des essais en flexion, couplés à un suivi de la fissuration par corrélation d’images, sont menés. L’empreinte carbone des différentes configurations est quantifiée à partir de facteurs d’émission des matériaux.

Les résultats permettent d’identifier des configurations optimisées conciliant performance mécanique et réduction de l’impact carbone, ouvrant la voie à une conception plus durable des structures en béton multicouche.

Prédiction de la résistance à la compression du matériau terre crue à l’aide de l’intelligence artificielle

ZIdane Rigasse TCHOUPOU SEGNING — 2026-01-07

Dans un contexte de transition vers des matériaux de construction plus durables, la terre crue suscite un regain d’intérêt en raison de ses qualités environnementales. Cependant, sa faible résistance en compression demeure un obstacle majeur à son utilisation structurelle. Cette étude explore l’usage de l’intelligence artificielle pour prédire cette propriété à partir des paramètres géotechniques du sol mesurés en laboratoire, des paramètres de formulation et la contrainte de compactage. Un modèle de Gradient Boosting a été entraîné sur une base de données comprenant 135 échantillons de briques de terre crue, stabilisées ou non. Après une optimisation des hyperparamètres, le modèle prédit avec une erreur quadratique moyenne de 0,111 MPa², une erreur absolue moyenne de 0,241 MPa et un coefficient de détermination de 0,987 sur les données de test. L’analyse de l’importance des variables révèle que la résistance à la compression est principalement influencée par le pourcentage massique de liant, la contrainte de compactage et le pourcentage massique d’eau du mélange. Ces résultats montrent l’efficacité du Gradient Boosting dans la caractérisation mécanique des matériaux terreux à faible impact environnemental.

Modeling Chloride Diffusion and Corrosion Initiation

Rachid CHERIF — 2026-01-07

The objective of this study is to develop a multi-species model for chloride diffusion in saturated cementitious materials, taking into account all ions present in the pore solution, as well as ion-ion and ion-solid interactions, including mineral dissolution and precipitation phenomena. The ionic flux is calculated using the Poisson–Nernst–Planck equation, which incorporates diffusion, ionic migration, and chemical activity mechanisms. The Langmuir model is employed to simulate the chemical binding of chlorides to the material (chloride isotherms). The initiation of steel reinforcement corrosion is also predicted based on the threshold chloride concentration at the steel–concrete interface.

The proposed model is applied to a reinforced mortar made with Portland cement, exposed to chlorides under laboratory conditions over a period of fifty years. To support the model in terms of input data, initial conditions, and boundary conditions, the chloride diffusion coefficient and porosity of the tested mortar were determined experimentally.

Détermination des propriétés nanoscopiques viscolélastiques et diffusives par la Dynamique Moléculaire

Sela Hoeun — 2026-01-07

Les structures du génie urbain sont connues pour absorber la chaleur du rayonnement solaire le jour pour la restituer dans l’environnement la nuit et en période estivale cela entraîne l’apparition d’ilots de chaleur urbains. L’eau contenue dans les structures de chaussée peut, selon la quantité de chaleur emmagasinée, s’évaporer sous forme vapeur et offrir une solution de rafraichissement. Les structures de chaussée horizontales sont aussi soumises à du fluage, conduisant à une variation locale de la porosité du matériau, ce qui modifie sa capacité à diffuser la vapeur d’eau. Dans le but d’optimiser le pouvoir évaporatif de ces structures, une première approche consiste à modéliser finement les phénomènes. Les données issues de la littérature découplent les phénomènes sont trop dépendantes du matériau et des conditions d’essai. Dans ce travail, nous étudions le béton comme élément de chaussée. Une modélisation à l’échelle moléculaire a été réalisée pour définir ses propriétés viscoélastiques et celles de diffusion à la vapeur d’eau. En supposant que le fluage du béton est principalement dû au comportement des silicates de calcium hydratés (CSH), représentant au moins 50 % du volume de la pâte de ciment hydratée durcie, la modélisation a considéré son interaction avec d’autres composants pour définir la déformation viscoélastique par binôme de phases. Les variations d'espacement et d'orientation des composites CSH-autre phase ont été analysées dans différents scénarii, montrant l’effet de la présence de molécules d’eau aux interfaces. De la même manière, les coefficients de diffusivité ont été obtenus pour différents composants de la pâte de ciment. Les résultats ont permis d’établir une base de données des propriétés homogénéisées de ces nano-composites pour de futurs calculs aux échelles supérieures.

Prédiction des propriétés effectives des biocomposites par homogénéisation numérique : prise en compte de l’interface

Mouhcine Haddad — 2026-01-07

Les matériaux biosourcés à base de granulats végétaux, développés souvent pour l’isolation thermique et la réduction de la consommation d’énergie des bâtiments grâce à leurs propriétés thermiques et hydriques intéressantes et répondant aux critères règlementaires. Toutefois, leur comportement reste mal maîtrisé en raison de leur microstructure hétérogène et complexe et la variabilité des granulats végétaux.

La prédiction par homogénéisation numérique des propriétés effectives des biocomposites offre une alternative aux essais coûteux et permet, une fois validée, d’optimiser leur formulation tout en réduisant les campagnes expérimentales. L’objectif de ce travail est de proposer une approche d’homogénéisation numérique en intégrant une microstructure aléatoire représentant la structure réelle, composée de granulats de bois, de ciment, de porosité intergranulaire et de l’interface granulat-liant. Le volume élémentaire représentatif a été généré en considérant différentes morphologies de granulats dont la fraction volumique a été déterminée par une analyse d’image des coupes transversales. Les résultats obtenus montrent que la prise en compte de l’interface granulat-liant dans la modélisation permet de réduire l’écart entre les modules d’élasticité effectifs et expérimentaux, et qu’elle accentue l’influence de la forme des hétérogénéités sur les propriétés mécaniques.

Durabilité en milieu alcalin d’armatures composites à matrice thermoplastique pour le renforcement du béton

Maha Fodda — 2026-01-07

Les armatures en Polymère Renforcé de Fibres (PRF) à matrice thermoplastique présentent d’excellentes propriétés mécaniques et sont insensibles à la corrosion, tout comme leurs homologues à matrice thermodurcissable. Elles offrent en outre la possibilité d’être courbées à chaud sur site. Cependant, plusieurs de leurs caractéristiques restent à investiguer, notamment leur adhérence avec le béton et leur durabilité en conditions de service.

Dans cette étude, un programme expérimental est mené pour évaluer la durabilité en milieu alcalin d’armatures PRF à fibres de verre et matrice thermoplastique (PRFV-TP) et de l’interface entre ces armatures et le béton. Les armatures seules, ainsi que des éprouvettes d’arrachement constituées d’une armature noyée dans un cylindre de béton (hauteur 20 cm et diamètre 16 cm) sont soumises à des vieillissements accélérés par immersion dans des solutions alcalines à différentes températures. Les investigations sont réalisées à différentes échéances d’exposition afin d’évaluer les évolutions de propriétés induites par ces vieillissements.

Des caractérisations physico-chimiques par DSC (calorimétrie différentielle à balayage) sont réalisées sur les armatures vieillies, afin de quantifier l’évolution de la température de transition vitreuse (Tg) de la matrice polymère, ou encore par microscopie optique pour mettre en évidence d’éventuelles dégradations microstructurales. Des essais de traction et de cisaillement interlaminaire sont ensuite réalisés, permettant de suivre l’évolution des propriétés résiduelles en traction des armatures et de l’adhésion fibre/matrice, en fonction de la durée d’exposition. Des essais d’arrachement sont également menés après vieillissement sur les éprouvettes de béton renforcées par PRFV-TP, en vue d’évaluer la résistance résiduelle de l’interface armature/béton. Les premiers résultats de cette étude sont analysés et comparés d’une part aux données disponibles dans la littérature pour les armatures à matrice thermodurcissable, et d’autre part aux préconisations des référentiels en vigueur.

Performance et durabilité des mortiers de terre : influence de faible dosage de chaux et de gypse α-hémihydraté

Jordan TADONBOU — 2026-01-07

La terre est un matériau naturel, hygroscopique et très économe en énergie. Pour améliorer sa durabilité à l'eau, des liants tels que la chaux sont généralement ajoutés. Cependant, ces liants, souvent en quantités importantes, compromettent les propriétés hygroscopiques et écologiques du matériau. Dans une étude précédente, un mortier de terre crue composé de terre limono argileux et de déchets de briques de terre cuites (chamotte) a été développé. Du fait de ses bonnes performances mécaniques et thermiques, il a servi de mortier de référence pour tester l'influence de faible quantité de chaux et de gypse hémihydraté (3 %, 6 % et 9 % du volume total du mortier de référence) sur les propriétés mécanique, hygrothermique et de durabilité à l'eau des mortiers de terre. Les propriétés clés telles que le retrait linéaire, la conductivité thermique, la résistance mécanique, l'hygroscopicité et la durabilité à l'eau ont été évaluées sur une durée de plus de 3 mois. Les résultats ont révélé que les liants à base de chaux réduisaient à la fois le retrait et la conductivité thermique. Cependant, ils ont considérablement réduit les résistances mécaniques. En revanche, le gypse a augmenté le retrait, mais amélioré les résistances en compression. Les chaux et le gypse ont eu un effet négligeable sur l'hygroscopicité des mortiers et n'ont pas amélioré la durabilité à l'eau. Seule la formulation NHL à 9 % est restée stable.

Béton de broyats de déchets de coquilles d’huitres à faible impact environnemental : études de cas sur différentes applications industrielles

Benjamin NIEZ — 2026-01-07

De nos jours, le béton à granulats minéraux reste le matériau le plus utilisé dans le monde dans le domaine du Génie Civil. Néanmoins, l’élaboration des constituants de ce matériau (ciment et granulats) génère de nombreux impacts néfastes pour l’environnement (émission de CO2 et épuisement des ressources). Plusieurs solutions existent pour limiter ce coût environnemental. A titre d’exemple, il est possible de diminuer la teneur en clinker du ciment voire d’utiliser du ciment sans clinker ou de substituer les granulats minéraux par des granulats issus de déchets industriels. Dans cette optique, notre laboratoire développe des bétons plus respectueux de l’environnement en remplaçant la totalité des granulats minéraux (sable et graviers) par des broyats de déchets de coquilles d’huitres associés à différents types de liants avec ou sans clinker. Nous travaillons également avec divers acteurs locaux (collectivités et entreprises) pour la mise en place de ces bétons sur des sites démonstrateurs dans une démarche d’économie locale et circulaire. Ce travail se concentre sur la mise en œuvre de ces bétons et l’étude de leur durabilité sur différents sites d’applications industrielles soumis à des environnements potentiellement agressifs. Leur durabilité est étudiée à travers le suivi de leurs propriétés mécaniques par auscultation ultrasonique.

Vers des matériaux cimentaires multifonctionnels pour les planchers chauffants intégrés : impact de l’incorporation de noir de carbone

Imane Bekrine — 2026-01-07

Cette étude explore la fonctionnalisation des matériaux cimentaires par incorporation de noir de carbone (NC) en vue d’applications de chauffage intégré. Six formulations, contenant de 0% à 12% de NC, ont été analysées. Les résultats montrent une diminution progressive des résistances mécaniques et du module élastique avec l’augmentation du NC. Parallèlement, un seuil de percolation électrique est identifié entre 4% et 8% de NC, au-delà duquel la résistivité chute fortement. À 8% de NC, un compromis optimal est atteint, combinant performances mécaniques satisfaisantes et formation d’un réseau conducteur efficace, permettant un chauffage par effet Joule.

Development of eco-materials for noise barriers

Laura Panichi da Motta e Camanducaia — 2026-01-07

Noise barriers are the most effective and widespread solution for reducing traffic noise. However, their manufacture relies heavily on the use of cement, which has a significant environmental impact. In this context, the development of an innovative material that combines earth stabilization and foaming with the incorporation of hemp particles presents a promising alternative. In this study, earth stabilization is achieved using LC³ (Limestone Calcined Clay Cement). The foaming and the incorporation of hemp particles contribute to the creation of a porous material with enhanced acoustic insulation properties. Pastes with various compositions were produced to analyze the compatibility of earth and LC³. The results showed compressive strengths at 90 days of hydration evolving between 0.5 MPa and 3.2 MPa adjusting the LC³-content. Multiple foam formulations were developed by varying the proportions of hemp, water, and surfactant. These samples were then characterized in the laboratory to assess the link between the formulation and the porosity.

Caractérisation morphologique et physico-mécanique d’un matériau isolant alternatif intégrant des fibres de Diss et de terre cuite recyclée

MOHAMMED KSOURI — 2026-01-08

Dans un contexte de transition écologique, cette étude propose une nouvelle formulation à base d’un liant composé de 85 % de chaux hydratée et de 15 % de poudre de terre cuite recyclée, dans lequel sont incorporées des fibres de diss (Ampelodesmos mauritanicus) à 15 % en masse rapporté au liant, sans traitement. L’objectif est de développer un éco-matériau local à faible empreinte carbone, destiné à des applications dans l’isolation et la régulation hygrothermique du bâtiment. Une caractérisation multi-échelle a été réalisée (physique, mécanique et microstructurale). Les résultats montrent que l’ajout de fibres réduit la densité et les résistances, mais améliore la ductilité post-fissuration. Le comportement en compression est anisotrope, étroitement lié à l’orientation des fibres lors de la fabrication. À l’échelle microscopique, les fibres de diss présentent une porosité interne et une hygroscopicité marquée, ainsi qu’un bon ancrage dans la matrice. La substitution partielle de la chaux par des déchets de terre cuite permet une légère densification sans perte de performance. L’association de ces deux sources locales montre un potentiel prometteur pour le développement de matériaux durables et performants. Des investigations complémentaires en hygrothermie, durabilité et microstructure restent néanmoins nécessaires pour mieux comprendre le comportement global du composite.

Etude expérimentale et numérique des transferts thermique et hygrique dans une paroi en briques de terre crue compressée

Sara Chehade — 2026-01-08

Cette étude analyse, à la fois de manière expérimentale et numérique, la performance hygrothermique d’un mur construit en Briques de Terre crue Compactée (BTC), soumis à différentes conditions thermiques et hygriques. L’objectif est d’évaluer la capacité de la terre crue non stabilisée à réguler la température et l’humidité à l’intérieur d’un bâtiment. Un dispositif bi-climatique a été mis en place pour soumettre la surface extérieure du mur en BTC à des variations contrôlées de température et d’humidité, tandis que la surface intérieure reste maintenue à 20°C avec une humidité relative comprise entre 30 % et 50 %. Les fluctuations de température et d’humidité ont été mesurées à l’aide de capteurs placés à différentes profondeurs dans la paroi. Un modèle numérique basé sur l’approche de Künzel a été appliqué et les résultats des simulations ont été comparés aux données expérimentales. Les résultats montrent que le modèle est capable de prédire avec précision les variations de température et d’humidité au sein de la paroi en BTC. De plus, cette dernière se révèle efficace pour atténuer les fluctuations thermiques et hygriques, induisant un transfert de pression de vapeur et un gradient de chaleur simultanément.

Analyse du comportement énergétique de divers matériaux de construction biosourcés à l'échelle du bâtiment

Amer BAKKOUR — 2026-01-08

Les matériaux biosourcés sont de plus en plus utilisés dans le bâtiment pour leurs propriétés isolantes et leur faible impact environnemental. Néanmoins, leur faible inertie thermique soulève des questions quant à leur performance énergétique globale, notamment dans des contextes climatiques variés. Cet article propose une comparaison à l’échelle du bâtiment de trois parois biosourcées — béton de chanvre, béton de bois et bottes de paille — simulées sous deux climats contrastés : chaud-aride (Doha, Qatar) et océanique (Vichy, France). Deux scénarios ont été évalués : (i) murs à valeur U équivalente pour isoler l’effet de l’inertie thermique, et (ii) augmentation de l’épaisseur pour refléter les pratiques constructives réelles. Les résultats montrent que, bien que très isolants, les matériaux biosourcés présentent des besoins supérieurs à ceux des bâtiments en béton C12/15 isolé, en raison de leur faible inertie thermique. L’augmentation de l’épaisseur améliore les performances en chauffage mais accroît les charges de refroidissement, notamment à Vichy. L’augmentation des besoins en climatisation s’explique par la faible conductivité et la capacité des matériaux biosourcés à piéger la chaleur intérieure. Parmi les matériaux étudiés, la paille montre les meilleures performances en isolation hivernale, tandis que le béton de bois, plus dense, modère mieux les surchauffes estivales. L’étude souligne l’importance d’un dimensionnement adapté au climat, intégrant des stratégies passives pour optimiser l’équilibre entre inertie et isolation dans les bâtiments biosourcés.

Adaptation of a Heat Flux Sensor to Raspberry Pi: A Methodological Approach

Soizic Gibeaux — 2026-01-08

There is an urgent need to evolve practices and materials in the construction sector, which faces increasing pressure to address environmental concerns. Bio-based materials are emerging as promising alternatives, offering potential benefits in terms of sustainability, energy efficiency, and occupant well-being. However, their thermal performance remains incompletely understood especially at building scale due to their complexity. Thus, advanced monitoring techniques are required to provide accurate data in real conditions. This study aims to create a sensor network for monitoring indoor environmental quality, particularly focused on measuring the thermal parameters of insulated walls. The network uses a low-cost module composed of a heat flux sensor (HFS) system connected to a Raspberry Pi. The choice of Raspberry Pi is due to its increased power, enabling more diverse and complex monitoring. This approach raises technical challenges, particularly in terms of signal acquisition and data processing. The study proposes a methodology for integrating and operating laboratory HFS on a Raspberry Pi, focusing on the choice of analog-to-digital converters. Different hardware configurations were evaluated to ensure sufficient sensitivity and accuracy in heat flux measurement.

Couplage entre diffusion de la chaleur et évaporation de la vapeur d’eau dans le béton pour la réduction des ICU

Asma Bessassi — 2026-01-08

Les îlots de chaleur urbains (ICU) sont des zones urbaines où la température est significativement plus élevée que celle des zones rurales environnantes. Leur formation est due à plusieurs facteurs : les matériaux urbains absorbent et retiennent la chaleur du soleil, le manque de végétation qui limite l’évapotranspiration naturelle, la densité des bâtiments qui limite la circulation de l’air et retient la chaleur, les sources de chaleur artificielles comme les voitures, les climatiseurs, les industries, etc. Les conséquences sont néfastes avec un inconfort thermique accru pour les habitants, une consommation énergétique plus élevée, des effets sur la santé ou encore l’aggravation de la pollution de l’air. Les solutions étudiées depuis quelques années sont par-exemple l’augmentation de la végétalisation, l’utilisation de matériaux réfléchissants pour les chaussées, l’amélioration de la planification urbaine pour favoriser la ventilation naturelle. Une autre solution plus récemment à l’étude est le rafraichissement par évaporation d'eau stockée dans les chaussées poreuses.

L’étude réalisée a portée sur une approche numérique pour aider à concevoir un dispositif expérimental pour l’étude de solutions efficaces de rafraichissement urbain. La modélisation a porté sur le potentiel de rafraichissement de chaussées urbaines en béton-graves par le calcul des flux thermiques et hydriques diurnes (rayonnement + conduction + convection) et nocturnes (conduction + convection). Le pouvoir évaporatif du béton a été évalué par le modèle de Penman-Monteith (modèle de calcul de l’évapotranspiration des stomates) modifié ici pour les matériaux poreux. L’écoulement hydrique dans la structure a été ensuite calculé par la loi de Fick (VAP). Il a été considéré une circulation d’eau à température constante en sous-sol capable d’absorber une partie de la chaleur emmagasinée le jour (ABS). Les résultats montrent que la capacité de rafraichissement existe bien avec un ordre croissant de performance dans les situations suivantes :

VAP_{matériau-sec} < ABS < ABS + VAP_{matériau-sec} < ABS_{vitesse-écoulement-sup}+ VAP_{matériau-sec} < VAP_{matériau-saturé}.

Instrumentation d’un comble isolée en fibres végétales, données expérimentales et modélisations Wufi®

Lily Deborde — 2026-01-08

L'intégration de matériaux biosourcés performants est un levier pour la réduction de l'impact environnemental de l'industrie du bâtiment. La fibre de chanvre, une ressource végétale locale et annuelle, est particulièrement adaptée aux applications d'isolation. L’étude porte sur l’étude d’un isolant (INNOFIB) à base de fibre de chanvre à l’échelle bâtiment. La performance hygrothermique est étudiée à travers un suivi expérimental avant / après rénovation du comble d'une maison habitée, durant 18 mois. La température (T), l'humidité relative (HR) et le flux de chaleur sont enregistrés. Le couplage de la T et de l’HR avec la mesure du flux de chaleur permet l'évaluation in situ de la conductivité thermique de l'isolant et l’observation de l’impact des phénomènes d’adsorption-désorption sur le flux de chaleur. Ces résultats confirment la valeur ajoutée du couplage hygrothermique au sein du matériau biosourcé sur le flux de chaleur et donc la conductivité thermique apparente. Pour compléter l’étude, une modélisation WUFI® est réalisée. La réponse numérique des parois avant / après est validée en reproduisant les conditions du démonstrateur. L’isolant INNOFIB est créé dans la bibliothèque matériaux avec les paramètres hygriques identifiés selon la méthode inverse développée au LGCGM. L’étude numérique du comble selon les deux configurations est réalisée sur une année type avec le climat de Bordeaux et selon une sollicitation sinusoïdale créée à partir des données climatiques mesurées. Le déphasage, l’amortissement, les déperditions, les apports thermiques ainsi que le bilan énergétique du plafond sont calculés et comparés avant / après. Les résultats montrent que l’isolation développée est performante.