Comportement hygrothermique de parois en béton de chanvre
Résumé
Le comportement hygrothermique des enveloppes de bâtiment influence directement les besoins énergétiques des bâtiments et le confort ressenti par les usagers. Ce confort est associé aux propriétés thermiques de l'enveloppe du bâtiment mais aussi aux propriétés en matière de transfert hydrique. Cette notion de confort est abordée dans cette étude selon deux approches, l'une numérique, l'autre expérimentale. Sur la base de différents travaux de caractérisation des propriétés de transfert thermo-hydrique du matériau béton de chanvre réalisés par le laboratoire nous avons pu mettre en place une modélisation numérique apte à retraduire le comportement d'une paroi exposées à des variations d'ambiance réalistes. Le modèle de transfert développé tient compte des effets d'hystérésis associé aux isothermes de sorptions du béton de chanvre. Afin de valider cette approche, des résultats expérimentaux obtenus sur une paroi instrumentée réalisée à partir de blocs préfabriqués de béton de chanvre sont exploités. Le béton de chanvre testé présente une faible conductivité (0,1 W.m-1.K-1) et une forte perméabilité à la vapeur d'eau (2,5.E-11 kg.m-1.s-1.Pa-1). L'étude expérimentale est réalisée à l'échelle de la paroi grâce à un équipement composé de deux chambres climatiques adjacentes de 2,35 m de profondeur, 2,78 m de large et 2,40 m de haut. Elles sont régulées en température et en hygrométrie. Les murs et plafond sont composés de panneaux sandwich polyuréthane de 60 mm d'épaisseur (U = 0,40 W.m-2.K-1) et le sol est en béton peint. L'une des chambres reproduit le climat intérieur des bâtiments tandis que l'autre simule des conditions climatiques extérieures. L'étude du comportement hygrothermique est réalisée, dans un premier temps, sur paroi non-enduite, puis, sur paroi enduite. Ce choix a été fait pour identifier la contribution de chaque composant de la paroi à son comportement hygrothermique. La température et l'humidité relative sont mesurées en plusieurs points au cœur des blocs de béton de chanvre dans la partie courante du mur et au droit de l'ossature bois. Les cinétiques de température et de pression de vapeur ainsi que les profils extraits à différents instants sont ainsi identifiés. La confrontation des résultats du modèle avec les mesures expérimentales confirme l'importance de la prise en compte des effets d'hystérésis sur le stockage de l'humidité dans le matériau. De plus, cette capacité apparaît modifiée par la température, ce qui renforce le caractère couplé du comportement du matériau. En toute rigueur, l'état hydrique du béton de chanvre est donc, en condition normale d'usage, indéfini et éloignés des états limites de sorption ou de désorption.