Vulnérabilité du bâti en terre vis-à-vis des conditions hydriques – VBATCH

Notre analyse est principalement expérimentale. Elle s'intéresse à l'étude des couplages hydro-mécaniques dans la terre crue de construction par le biais de différents essais mécaniques simple (résistance à la compression) comme plus complexes (triaxial, boite de cisaillement). A l'échelle des éléments structuraux comme des potelets et des murets, nous cherchons également à caractériser la capacité portante et la rigidité de la structure, sous différents états hydriques.
Nous recherchons également des méthodes prospectives électriques, issues de la géophysique, afin d'instrumenter la terre pour mieux comprendre la structure 3D de la matière, notamment les profils de teneur en eau, afin de diagnostiquer le matériau.

Les premiers résultats nous permis :
- de quantifier l'effet de l'état hydrique, appliqué sous forme d'humidité relative uniforme équilibré sous phase vapeur sur la capacité mécanique, ceci à l'échelle matériau et élément de structure pisé (potelet).
- Nous avons également caractérisé la cinétique de montée en résistance durant un séchage classique à conditions climatiques ambiante.
- enfin, sous remontée capillaire, nous sommes capables, par méthode d'auscultation résistive, de repérer un front interne de capillarité et de suivre sa cinétique.

La suite de notre projet permettra d'expérimenter ces effets couplés à l'échelle d'un muret. Egalement, nous comptons développer l'auscultation à cette échelle, dans des cas de séchage et de remontée capillaire.

* Abdulsamad, F., Revil, A., Prime, N., Gnonnoue, P. Y., Schmutz, M., & Plé, O. (2020). Complex conductivity of rammed earth. Engineering Geology, 273, 105697.
* Hydro-mechanical coupling on rammed earth material: drying experiment at structural scale, soumis à International Conference on Biobased Construction Materials 2021.

Dans le contexte actuel de réduction nécessaire des dépenses en énergie et en matières premières, les recherches portent de plus en plus sur des modes constructifs à la fois durables et fiables en terme de stabilité. Ce projet, VBATCH, s’intéresse au problème crucial de la vulnérabilité vis-à-vis des conditions hydriques d’un matériau de construction à faible impact environnemental : la terre crue. Il sera développé à l’interface entre l’approche énergétique et l’approche mécanique souvent adoptées pour ce matériau de construction avec pour objectif l’étude des effets hydriques sur le comportement mécanique et la stabilité du bâti. Le projet se basera sur 3 étapes : l’analyse expérimentale à l’échelle matériau pour un problème hydro-mécanique uniforme, l’analyse expérimentale à l’échelle structurelle pour un problème hydro-mécanique aux limites et la modélisation numérique, calée à partir de l’expérimentation à l’échelle matériau et validée à partir de l’expérimentation à l’échelle structure. Une solution d’auscultation géophysique non destructive de certaines caractéristiques hydriques, dont la teneur en eau, sera recherchée dans l’optique d’obtenir un outil puissant non seulement dans le cadre du projet, mais aussi auprès des professionnels pour le contrôle et le diagnostic du bâti existant.
Le projet présente 4 originalités fortes : l’adaptation des concepts de la mécanique des sols non saturés pour l’expérience et la modélisation, l’analyse expérimentale jusqu’à l’échelle d’un élément de structure, la recherche des effets de l’histoire hydrique en plus des effets de l’état hydrique et l’adaptation des méthodes d’auscultation géophysique pour l’analyse non destructive et continue des teneurs en eau dans le bâti. Le projet bénéficiera de compétences pluri-disciplinaires mises en commun dans un objectif unique et précis. Cette pluridisciplinarité sera rendue possible de par l’expérience en comportement hydro-mécanique des sols de la porteur du projet (Noémie Prime) et de par l’expérience complémentaire des autres membres permanents du projet (Olivier Plé, André Revil, Anne Cécile Grillet, David Cloet).