Terre crue, réflexions relatives aux essais

Terre crue,
réflexions relatives aux essais
Pascal Maillard, Catherine Poirier, Ludovic Legendre, Loïc Vincent
LIMOGES (87)
CLAMART (92)
18 Novembre 2010, Limoges
Les objectifs :
Etablir des protocoles d’essai
Se baser sur ceux existants : NF XP P 13-901, NF EN 12571, …
Définir de nouveaux protocoles
Définir des protocoles communs
Entre les laboratoires et les centres techniques
Pour des produits similaires (ex: briques extrudées)
Définir une classification
En fonction des résultats d’essais obtenus
En fonction de l’application (extérieur/intérieur, porteur ou
non, salon, salle de bain,…)
18 Novembre 2010, Limoges
Les essais demandés au CTMNC
Majorité des demandes pour des briques extrudées
Résistance mécanique
Conductivité thermique
Variations dimensionnelles en fonction de la température et de
l’humidité
Inertie/régulation thermique
Inertie/régulation hydrique
Résistance à l’eau
Et aussi des questions sur :
La qualité de l’air intérieur
La qualité sanitaire
L’acoustique
La caractérisation des enduits
18 Novembre 2010, Limoges
Les essais en cours
Résistance mécanique
Variations dimensionnelles en fonction de la température et de
l’humidité
Conductivité thermique
Analyses : chimiques, granulométriques, diffraction RX
Essais réalisés sur des briques extrudées
18 Novembre 2010, Limoges
Résistance à la compression
Compression sèche T=105°C
(essais en cours)
Compression humide T = 20°C H=80% (essais en cours)
Brique entière
Essais réalisés sur notre site de Clamart (92)
Compression sèche T=105°C
Compression humide T = 20°C H=80%
Essais réalisés sur notre site de Limoges (87)
Brique coupée (1/8)
1ers essais réalisés sans rectification surfacique
Limiter le contact avec l’eau
Eviter le dégagement de poussière en cas de rectification
18 Novembre 2010, Limoges
Nos premiers résultats
Essai de compression sur brique entière
Référence
Charge à la
rupture
sèche (N)
Surface de
l’échantillon
(mm2)
R sec
(MPa)
Brique 1
199080
25200
7,9
Brique 2
675960
25800
26,2
Brique 3
Brique 4
En cours
285360
Brique 5
Brique 6
24600
11,6
En cours
273700
23700
11,5
Quelle classification adoptée ?
18 Novembre 2010, Limoges
Nos premiers résultats
Essai de compression sur brique coupée (1/8)
Référence
Charge à la
rupture
sèche (N)
Charge à la
rupture
humide (N)
Surface de
l’échantillon
(mm2)
R sec
(MPa)
R humide
(MPa)
% humidité
8 jours
(20°C - 80%H)
Brique 1
12600
3800
2780
4,5
1,3
3,2
Brique 2
35200
9000
2860
12,3
3,1
5,2
Brique 3
> 45000*
11400
5820
> 7,7 *
2,0
3,2
Brique 4
38600
6200
2800
13,8
2,2
4,1
Brique 5
> 45000*
38600
9600
> 4,6 *
4,0
3,5
Brique 6
En cours
* Charge à la rupture > 45 000 N (limite du capteur)
Quelle classification adoptée ?
18 Novembre 2010, Limoges
Variations dimensionnelles et
variation de masse
Brique entière
Brique coupée (1/8)
1er essai :
Condition sèche
T=105°C
Condition humide T = 20°C H=80% (essais en cours)
Essais réalisés sur notre site de Limoges (87)
Prochains essais avec plusieurs paliers de T (°C) et H (%)
Mesure au réglet/pied à coulisse peu précise et peu reproductible
Quelle classification adoptée ?
18 Novembre 2010, Limoges
Essai en développement :
Enceinte climatique
(T°C et H% variable)
Brique
Capteur de
déplacement
(laser)
Capteur de force
Objectifs :
Obtenir des données précises sans avoir à manipuler la brique
Caractériser la sorption hygroscopique (NF EN 12571) et le retrait/gonflement
Caractériser le déphasage hydrique
Envisager des essais moins long, des cycles expérimentaux (1 jour, 1 semaine)
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La conductivité thermique (λ) (essais en cours)
pastille
∅ 50 mm
Ep : 10 mm
1 – Réception de la brique
2 – Découpe + carottage 3 – Rectification surface
pas de rectification à l’eau
Simulation et calculs
4 – Mesure de conductivité thermique
(méthode fluxmétrique)
5 – Mesure de résistance thermique
Il faut connaître/maîtriser l’humidité de l’échantillon lors de l’essai
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Nos premiers résultats
Méthode fluxmétrique (plaque froide 20°C – plaque chaude 40°C)
Sens de pose
Sens du "mur"
Comparaison des sens
parallèle et perpendiculaire
à l’extrusion
Référence
λ (W.mK) *
λ (W.mK) *
Brique 1
0,60
0,63
Brique 2
0,78
0,72
Brique 3
En cours
En cours
Brique 4
1,21
0,72
Brique 5
En cours
En cours
Brique 6
0,55
0,63
Etalon
λ (W.mK) *
Pyrex
1,10
Vespel
0,37
* Incertitude de la mesure 5%
18 Novembre 2010, Limoges
Les autres notions thermiques
Diffusivité thermique :
"La capacité d'un matériau à transmettre la chaleur d'un point à un
autre"
"La vitesse de réponse du matériau pour transmettre une variation de
température"
D = λ / (ρ C) en [m2/s]
• λ la conductivité thermique [W/m.K]
• ρ la masse volumique [Kg.m3]
• C la chaleur spécifique [J/kg.K]
Effusivité thermique :
"La capacité à échanger de l’énergie thermique avec son
environnement"
"La caractérisation de la sensation de «chaud» ou de «froid» que
donne un matériau "
E = λρC en [J/K/m2/s1/2]
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Analyse granulométrique
Taille des particules :
Inf à 2,5 µm < 2,5 à 40 µm < 40 à 200 µm < 200 µm à 2 mm < sup à 2 mm
Argile
Limon
Sable fin
Sable grossier
Gravier
%
60
50
42,7
40
30
Sable
grossier
20
Argile
Limon
10
3,6
3,7
4,6
3,7
3,4
8,5
Sable fin
6,8
3,8
3
2,1
1
3,8
1,7
1
1
0,9
1
0,9
1
0,8
1
0
<2.5
2.5
3.2
4
5
6.5
8
10
16
25
40
50
63
80
100
125
160
200
250
315
400
500
DIAMETRES EN µm
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Les essais à venir
Inertie Hydrique
Réaliser les essais de sorption hygroscopique
Réaliser les essais de perméabilité à la vapeur d’eau
Définir une classification et des conditions d’utilisation
(chambre, salle de bain,…)
Inertie Thermique
Réaliser des essais avec des paliers de température et de temps
Définir une classification et des conditions d’utilisation
(chambre, salle de bain,…)
Caractériser la brique
Caractériser le mur
Caractériser le bâtiment
Valoriser la terre crue
18 Novembre 2010, Limoges
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Clamart (92)
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