Chaux-Chanvre-Argile : un Matériau Environnemental – 2CHARME

Ce programme vise à étudier la faisabilité, sans cuisson, de matériaux bio-composites à base de fibres végétales (chanvre), de phyllosilicates et d'un liant à base de chaux présentant des propriétés adaptées à des applications de matériaux de structure dans le domaine du bâtiment. Nous proposons un projet sur une durée de 3 ans s'attelant à l'étude physico-chimique des phénomènes de transfert aux interfaces fibres cellulosiques / phyllosilicate / chaux. Aved cette recherche, nous désirons :· développer notre compréhension des mécanismes régissant les échanges ioniques aux interfaces afin d'optimiser les interactions entre constituants,· maîtriser la rhéologie et la texturation des pâtes obtenues, et de ce fait contrôler la mise en forme du matériau final,· favoriser le développement d'une famille de matériaux de structure présentant des propriétés de caractère composite optimisées, · caractériser les propriétés d'usage de ces matériaux, en particulier mécanique, leur comportement dans des conditions de vieillissement climatique accéléré et participer à la qualification des ces produits.Des matériaux alliant les fibres végétales et le ciment, l'argile et le ciment ainsi que les fibres naturelles et la chaux sont déjà développés et commercialisés. Toutefois l'association des 3 produits argile, liant et fibre est chimiquement peu caractérisée. L'originalité de ce projet tient dans l'association d'une matrice minérale à base phyllosilicatée avec des fibres végétales. Un des défis de cette approche est la maîtrise du caractère antagoniste de ces matériaux (aspect hydrophile/hydrophobe et capteurs d'ions notamment). Ces caractères antagonistes sont principalement dus à des propriétés de surface et d'interface incompatibles. La mise en œuvre de ce type de matériau, par pressage ou par extrusion est également problématique puisqu'elle est subordonnée à l'obtention de mélanges homogènes. Toutefois, cette association doit permettre d'élaborer des matériaux de construction pour application de structure à base d'argile sans étape de cuisson. De plus, le contrôle de l'adhérence fibre/matrice doit permettre d'optimiser les propriétés mécaniques associée à une diminution de la masse volumique du matériau. Pour mener à bien ce projet, nous avons associé des partenaires académiques ayant des compétences complémentaires : deux laboratoires spécialistes de la chimie des polysaccharides et de la caractérisation structurale des fibres cellulosiques, un laboratoire travaillant sur la préparation et la caractérisation de matériaux minéraux à base d'argile ou de liant ainsi qu'une équipe maîtrisant les modifications physiques des fibres végétales. Notre projet rassemble également des partenaires industriels en amont de la recherche proposée. Il s'agit d'une entreprise participant à la mise au point de liants et enduits à base de chaux et d'un fabricant de matériaux de construction à base d'argile. ...