Valorisation des COproduits agricoles du LIn pour une Bioéconomie des territoires résiliente : Réduire la fissuration des enduits avec des fIbres végétales
Acronyme : COLIBRI (GRAINE 2023)
Programme : GRAINE (Phase 2) - Production, valorisation des biomasses et préservation des écosystèmes 
Mots-clés : Economie circulaire / Déchets / Sols / Agriculture / Forêt / Urbanisme / Bâtiment
Contexte : Dans le contexte socio-économique et environnemental actuel, le secteur de la construction doit s’adapter en développant des matériaux durables. Les matériaux biosourcés (incorporant des éléments issus de matières végétales) répondent à ces attentes : préservation des ressources naturelles, valorisation des co-produits, réduction de la consommation de matières premières, recyclabilité. Appliqués en couches minces sur les façades, les enduits sont sensibles aux conditions hygrothermiques sévères et des fissures sont susceptibles d’apparaître. Ceci remet en cause leur durabilité. Pour pallier cette pathologie, l’addition de fibres en polypropylène est une solution pour réduire la sensibilité à la fissuration. Le projet COLIBRI propose de mener des travaux dédiés au remplacement de ces fibres par des fibres végétales de lin en adoptant une approche systémique de leur utilisation dans les enduits. Lors du défibrage de la paille de lin pour le textile, des coproduits sont générés (fibres courtes, anas de lin et poussières) pour lesquels il faut développer des nouveaux débouchés. Le projet COLIBRI souhaite démontrer la pertinence d’une solution végétale utilisant un coproduit agricole en remplacement d’une solution synthétique. Ceci permettra de répondre aux attentes sociétales et réglementaires, de développer une nouvelle filière (revenus, emplois), de réduire l’impact environnemental du secteur de la construction et de placer notre pays en tant que leader dans un domaine novateur.
Description : Le projet COLIBRI de valorisation d'un coproduit du lin dans les enduits se compose de 4 actions complémentaires à mener. LOT 1 - « Sélectionner et valoriser » - La filière lin cherche à valoriser une partie de production non conforme pour l’industrie du textile. Le projet COLIBRI vise à identifier la ressource la plus à même de convenir à une application de génie civil et la rendre adéquate pour une incorporation dans les enduits Les fibres de lin ont des propriétés remarquables et constituent une solution de renfort très performante. Une diversification des marchés pour la fibre de lin est un des enjeux majeurs pour une filière très dépendante des prix mondialisés de l’industrie textile avec un besoin de rémunération attractive pour pérenniser l’activité. Ce projet vise à produire des fibres techniques pour mortiers à partir des coproduits du lin afin d’améliorer la reproductibilité et la résilience de la culture de lin textile. Il s’agit dans ce lot d’identifier et quantifier la ressource puis de la transformer efficacement et de la caractériser. Le responsable de ce lot est Teillage Vandecandelaere. Les comités de suivis seront pilotés par Hector Cuadrado. Les partenaires associés sont le Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC) et les Chaux de Saint-Astier (SA). Teillage Vandecandelaere mettra à disposition des tâches du projet 2 ingénieurs R&D pour un total de 8,5 mois équivalent temps plein (ETP) ainsi que du personnel technique plaine et usine de teillage pour un total de 3 mois ETP. Tâche 1.1 - Quantifier et qualifier la ressource L’objectif de cette tâche est le sourcing des coproduits de lin pouvant être utilisés dans les enduits pour limiter leur fissuration. Ce sourcing va analyser quantitativement et qualitativement les gisements des coproduits liés à la culture et à la transformation du lin textile. En effet, la culture du lin textile n’exploite que les pailles de lin leur permettant d’être teillées. Certaines pailles comme celles qui se retrouvent dans les contours des parcelles pour l’accès des engins agricoles, ou des pailles ayant une longueur insuffisante pour les enrouler correctement dans des balles, sont souvent abandonnées sur les champs avec le risque de feu liée à une post-fermentation de la paille de lin. D’autres coproduits que peuvent être un gisement intéressant en fibres sont les coproduits de teillage : ces coproduits ont l’avantage d’être produits dans des usines de teillage avec un flux de matière constant tout le long de l’année. Un autre avantage est la facilité pour avoir une traçabilité de ces coproduits à partir des fibres longues extraites. L'inconvénient réside dans la difficulté à transformer ces coproduits dans des fibres anti fissuration performantes. Un suivi spécifique des pailles de lin et des coproduits non valorisables dans le textile sera réalisé afin d’évaluer leur qualité et estimer les quantités potentiellement disponibles. Les paramètres d’influence de culture (climat et localisation), de rouissage et de défibrage seront également enregistrés. Tâche 1.2 - Valoriser en fibres pour enduits A partir des matières identifiées lors de la tâche précédente, l’objectif de la tâche 1.2 est de les valoriser pour un usage dans les enduits de mur. Un cahier de charges sera défini avec les Chaux de Saint-Astier (SA) et le Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC), basé sur des essais préliminaires, pour définir les caractéristiques à optimiser. TVDC va préparer des fibres courtes avec des longueurs comprises entre 5 et 15 mm provenant de 5 sources de coproduits provenant de la sélection de la tâche précédente. La transformation des coproduits en fibres utilisables sera réalisée avec les équipements de laboratoire et de production de l’entreprise. Les matières seront transformées par des procédés divers qui seront testés lors de cette tâche à partir de l'expérience et l’expertise de TVDC dans la transformation de la fibre de lin. Des prestations extérieures seront réalisées si les moyens propres ne permettent pas d’obtenir un résultat satisfaisant. Tâche 1.3 - Caractériser les fibres Les fibres fabriquées par TVDC à partir des coproduits et des pailles de lin secondaires seront caractérisées afin d’évaluer ses propriétés. Les paramètres qui seront analysés sont : caractéristiques géométriques (longueur, diamètre et élongation), propriétés mécaniques (module d’élasticité et limite élastique en traction), taux d’impuretés (poussière, anas). Une étude de variabilité de ces propriétés sera également réalisée afin d’évaluer l’acceptabilité du produit. LOT 2 - « Comprendre et valider » - C’est le cœur de ce projet pour arriver à valoriser le coproduit sélectionné. Cette action vise la compréhension des phénomènes scientifiques fondamentaux menant à la réduction de la fissuration. Il s’agira de caractériser par des essais de laboratoire le comportement du produit pour définir les critères limites d’incorporation menant à des bénéfices significatifs. Ce travail sera complété par la quantification de niveau 3 de l’impact environnemental de la solution végétale (lin) Pour valoriser au mieux les coproduits potentiels issus du lot 1, il faut démontrer leur capacité à diminuer la sensibilité des enduits à la fissuration avec une comparaison stricte aux fibres polypropylène. Ce lot se base sur de la recherche fondamentale pour une meilleure compréhension des phénomènes scientifiques menant à la réduction de la fissuration. Il s’agira de caractériser par des essais de laboratoire le comportement à l’état frais et pendant la prise pour définir d’une part les critères limites sur les fibres et d’autre part les critères d’incorporation menant à des bénéfices significatifs. Il s'agira ensuite développer des tests en environnement représentatif pour valider la solution pressentie avant le passage à l’échelle 1. Le responsable de ce lot est le Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC). Les comités de suivis seront pilotés par Vincent Sabathier. Les partenaires associés sont le Teillage Vandecandelaere (TVDC) et les Chaux de Saint-Astier (SA). Pour ce lot, il sera nécessaire de recruter une personne en contrat postdoctoral de 24 mois et une personne en convention de stage de niveau master pour 5 mois. Tâche 2.1 - Modes d’action des fibres Comme présenté dans la partie état de l’art, il est clair que les fibres végétales sont un candidat légitime au remplacement des fibres de polypropylène. Si leur effet sur la diminution de sensibilité à la fissuration est visible, il est essentiel d’apporter des réponses phénoménologiques sur les modes d’actions des fibres sur le composite final. Le double objectif visé est l’apport en connaissances nouvelles et la pertinence des choix impactant les autres actions et lots. En se basant sur les essais de caractérisation des mortiers existants, il sera procédé à une analyse prenant en compte des résultats présentés ci-après. Effet des fibres sur l’hydratation des liants et sur le temps de prise (calorimétrie isotherme et essai Vicat EN-196-3) : en fonction du type de ressource et de ses propriétés chimiques, voir dans quelle proportion l’ajout de fibres modifie ces caractéristiques. Modification de la consistance et de la teneur en air des mortiers (étalement EN-1015-3 et teneur en air EN-459-2) : pouvoir relier ensuite une modification de ces propriétés à une réduction de la fissuration. Effet des fibres sur le retrait plastique (essai de retrait linéaire B-3329) : en fonction des fibres, rôle joué sur la modification de la cinétique et de la valeur finale du retrait plastique qui est un paramètre prépondérant sur les conséquences d’un retrait empêché (enduit sur support). Présence de fibres et évaporation en conditions sévères : mesurer la cinématique de perte en eau lorsque les mortiers sont soumis à une température élevée et une humidité relative faible pour évaluer l’impact de la présence des fibres par rapport à la référence. Au sein du LMDC, l’expérience acquise lors des travaux précédents (thèse et stages) et la présence de matériel déjà fonctionnel permettront d’initier ces expérimentations dès le début du projet. Des lots de fibres déjà disponibles serons utilisés afin de pouvoir alimenter les critères de choix pour la valorisation prévue au lot 1. En se dotant de matériel complémentaire, principalement pour caractériser le retrait, et en coordonnant cette tâche avec les informations issues des autres lots, le LMDC affinera sa compréhension des phénomènes tout au long du projet et serons plus pertinents sur les critères clés de performance. Cette tâche donnera lieu à une publication dans une revue scientifique de rang A. Tâche 2.2 - Critères limites sur les fibres Cette action est destinée à établir des critères seuils (morphologique, mécanique, physique, chimique) pour la fibre végétale qui permettent son utilisation dans les applications visées. Ces critères sur la fibre permettront d’optimiser l’approvisionnement du coproduit en prenant en compte la variabilité et l’incertitude inhérentes à l’agriculture. L’objectif est de savoir jusqu’à quel niveau de tolérance on peut aller dans l’hétérogénéité du produit sans dégrader les performances d’usage. En effet, des limites très strictes sur la longueur, le diamètre, la composition chimique impliquent nécessairement une diminution des gisements potentiels et un processus de transformation plus lourd et coûteux. La volonté de reproduire un produit identique au polypropylène mènerait à une solution irréaliste et économiquement non viable. Voilà pourquoi l’établissement de critères limites sur la fibre de lin est primordial. En s’appuyant sur la bibliographie et les travaux antérieurs menés au laboratoire, sont déjà ciblées des limites dimensionnelles inférieures à 20 mm ainsi qu’une qualité de base variable et sans prétraitement. Pour affiner les résultats, il s'agira de travailler sur les attendus et les variables définis ci-dessous en utilisant les essais et les résultats des actions 2.1 et 2.3. Attendus : l’ajout de fibres ne doit pas pénaliser la mise en œuvre au-delà de ce qui est observé avec l’ajout de polypropylène par une consistance ou un temps de prise dégradés le bénéfice sur la fissuration doit être équivalent à la solution conventionnelle avec un dosage économiquement viable Variables : la longueur visée des fibres de lin et l’hétérogénéité de longueur réelle l’origine du produit brut et la composition chimique qui en résulte le niveau de transformation disponible dans le lot 1 Dès les essais préliminaires avec le matériel et les matières disponibles, les travaux de l’axe 1 sur la sélection et la transformation de la matière première seront alimentés. Les actions coordonnées de ces deux axes permettront d’aboutir non seulement à un produit final efficace mais aussi cohérent avec les coproduits disponibles et compétitif économiquement. Tâche 2.3 - Critères de performance équivalente Pour démontrer la capacité d’une solution nouvelle à remplacer une solution actuelle, il faut établir des essais, des références et des critères permettant de dire si la solution produit des résultats équivalents ou non. En prenant en compte les limites morphologiques des fibres définies à la tâche précédente, le bénéfice sur la sensibilité à la fissuration sera quantifié ici. Essais : Fissuration linéaire sur moule avec surélévations (adaptation ASTM C1579-13), essai disponible qui a déjà servi de support aux travaux antérieurs, répétable et fiable, pouvant être utilisé en conditions sévères ou contrôlées. Fissuration en maillage sur support brique, disponible et expérimenté au laboratoire avec des résultats représentatifs, pouvant être utilisé en conditions sévères ou contrôlées. Moyens : Tunnel de mise en conditions environnementales sévères (température de 35 °C, humidité relative inférieure à 40 %, vent de 1 m/s), fonctionnel au laboratoire Outils de mesures de la fissuration par fissuromètre optique ou par analyse d’image utilisés actuellement et fonctionnels Investissement : système permettant une modulation des conditions environnementales, système de capture d’image automatisé à haute résolution, système de suivi de fissuration par méthode acoustique pour corrélation avec l’analyse d’image. Référence : Enduit simple non renforcé (application non recommandé) Renforcement par trame synthétique (préconisation en vigueur) Ajout de fibres polypropylène (alternative historique) ou cellulose (alternative émergente) Variables : Type de fibres végétales disponibles pour les études préliminaires Type de fibres de lin disponibles après travaux liés au lot 1 (coordination avec TVDC) Formulation du liant utilisé pour l’enduit (coordination avec SA) Critères : Valeur du CRR (Cracking Reduction Ratio) caractérisant la diminution de la fissuration par rapport à la référence à minima équivalent à la solution en polypropylène Capacité et limites de la solution fibrée à concurrencer la solution par trame Pour réaliser ce travail correctement, il est important de reboucler régulièrement entre les fibres disponibles, les essais à l’état frais et le bénéfice sur le risque de fissuration afin d’avoir un produit final efficace. C’est pourquoi ces 3 tâches s’imbriquent entre elles sur les trimestres 2 à 9. Tâche 2.4 - Recommandations pour le passage à l’échelle 1 En l'état des connaissances des porteurs, il n’existe pas d’étude montrant les différences entre des essais menés en laboratoire et le passage à des supports et des conditions d’application proches de l’échelle 1. Ce thème sera étudié afin de proposer des recommandations pour être représentatifs de la réalité sur les travaux de l’axe 4 et assurer la validité de la solution envisagée. La réalisation d’éléments de tests à l’échelle 1 demande beaucoup plus de préparation, de temps, de matériaux et de moyens matériels et humains que les essais en laboratoire. Il faut donc éviter de lancer des essais dont les résultats ne seront pas exploitables. En se basant sur les moyens développés à la tâche 2.3, l’expérience acquise et les résultats obtenus, le projet COLIBRI pourra tester des supports de plus grande taille et les matériaux utilisés ensuite (fibre de bois rigide, bloc de chanvre…). Deuxième point, la présence de singularité qui sont également à l’origine de la fissuration (angle de menuiserie, jonction de supports) seront étudiés. Grâce à ce travail, le nombre de tests du lot 4 pourra être limité en validant les dosages et les épaisseurs les plus représentatifs pour une bonne comparaison. Il est aussi souhaité d'éviter les doublons en analysant les résultats de cette tâche et en définissant les formulations et les supports clés de référence. LOT 3 - « Évaluer » - Il s’agira d’évaluer la performance environnementale de la solution retenue en appliquant la méthodologie d’analyse de cycle de vie : quantification de l’impact de la solution alternative (lin) en comparaison à la référence (polypropylène). Les impacts des matériaux enduit+lin et enduit+polypropylène seront comparés. Le projet s’inscrivant dans un objectif d’écoconception, et donc d’aide au choix, une approche orientée ACV conséquentielle sera appliquée Le lot 3 s’attachera à évaluer les impacts environnementaux à la fois de la fibre de lin et de la solution enduit+fibre proposée au lot 2. Pour cela une collecte de données sera effectuée auprès des membres du projet ainsi que d’autres sources. La performance environnementale de la solution retenue sera quantifiée en appliquant la méthodologie d’ACV (quantification de niveaux 3 à 5 de la méthode Empreinte Projet). Il s’agira de réaliser dans premier temps une ACV simplifiée et d’augmenter itérativement le niveau de détails en fonction de la disponibilité de données. Les impacts de la solution alternative (lin) seront dans tous les cas comparés à ceux de la solution de référence (polypropylène). Le responsable de ce lot est le Laboratoire Angevin de Recherche en Ingénierie des Systèmes (LARIS). Les comités de suivis seront pilotés par Marie-Lise Pannier. Les partenaires impliqués sont le Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC) et le Teillage Vandecandelaere (TVDC). Le LARIS recrutera pour le lot une personne en contrat postdoctoral ou un ingénieur pour une durée de 10 mois. Le profil du candidat devra présenter des compétences en ACV. Tâche 3.1 - Collecte de données L’objectif de cette première tâche est de collecter des données sur le matériau lin, sur la solution développée, ainsi que de définir le cadre méthodologique pour la réalisation des ACV. Cette étape est primordiale pour s’assurer de la fiabilité et de la représentativité des ACV qui seront menées. Pour la collecte d’information sur le matériau lin, il s’agira de lister les données déjà disponibles dans les bases de données environnementales globale telle qu’Ecoinvent, ou spécifique telle qu’Agribalyse (plus associées à la graine de lin), en termes par exemple d’irrigation, de récolte du produit ou encore de transformation après récolte. Ces données serviront de base à l’analyse mais devront être complétées par des données plus précises et plus adaptées au contexte de l’étude. Pour cela, des échanges réguliers avec les partenaires du projet, en particulier TVDC seront mis en place, et les résultats du lot 1 (tâches 1.1 et 1.2) seront exploités. Concernant la collecte sur la fabrication d’enduit, des échanges réguliers avec le LMDC permettront de suivre les avancées sur le développement d'échantillons d’enduit à base de fibres de lin. Les procédés nécessaires à la mise en forme du matériau lin et à son intégration dans les enduits seront inventoriés et communiqués entre partenaires, de même que les consommations (d’énergie et d’eau) et les émissions de substances (dans l'air, l’eau et les sols) associées. Pour assurer la comparaison entre la solution de référence et la solution alternative, des données seront aussi collectées sur le polypropylène via les bases de données environnementales, et auprès de SA sur sa mise en œuvre actuelle dans les enduits. Une mise à jour de l’état de l’art scientifique et technique sur les ACV des matériaux biosourcés utilisés dans des produits de bâtiment sera également menée. Il s’agira notamment d’identifier les méthodes de prise en compte du carbone biogénique et les scénarios de fin de vie envisagés pour ce type de produits. Puis, les indicateurs environnementaux seront définis, en se basant sur l’approche Empreinte Projet. La tâche 3.1 débutera au T4 et se terminera au T9. La collecte d’informations auprès des partenaires sera principalement menée par les deux chercheuses permanentes du LARIS, tandis que le post-doctorant recruté sur le projet travaillera sur la définition du cadre méthodologique. Tâche 3.2 - ACV simplifiée L’objectif de la tâche 3.2 est de réaliser une première ACV simplifiée du matériau lin et de la solution enduit+lin. Les étapes de la réalisation de l’ACV seront suivies en se référant au cadre méthodologique du niveau 3 de l’Empreinte Projet. À cette étape, des données génériques sur le lin, l’enduit et le polypropylène seront utilisées dans les ACV en première approche. Au gré de la mise à disposition des données spécifiques (tâche 3.1), certaines hypothèses pourront être affinées. Toutefois, une attention particulière sera portée, dès le début de cette tâche, aux choix d’allocation des impacts des co-produits que sont les fibres de lin, à la prise en compte du carbone biogénique, et à la définition de scénarios de fin de vie réalistes. Les ACV simplifiées de la solution de référence (polypropylène) et de la solution proposée (lin) avec ces différentes alternatives de fin de vie seront comparées. Cela permettra d’identifier, pour les différentes thématiques environnementales, les solutions ayant le plus d’impact sur l’environnement. Ces premières ACV pourront être réalisées avec l’outil d’ACV Simapro, dans l’objectif de synthétiser le maximum de données pour une mise à disposition des données sur les fibres de lin ou sur la nouvelle solution enduit+lin dans une base de données environnementale. La tâche 3.2 sera réalisée du T6 au T7, principalement par le post-doctorant, et en lien avec les chercheuses du LARIS, TVDC et SA. Tâche 3.3 - ACV détaillée L’objectif de cette troisième tâche est d’améliorer la qualité et la représentativité des ACV menées à la tâche 3.2. Il s’agira d’aller vers des ACV correspondant au niveau 4, voire au niveau 5 (selon la disponibilité des données) de la méthodologie Empreinte Projet. Pour cela, partant des données disponibles dans les bases de données environnementales, certains flux seront modifiés pour mieux correspondre aux techniques de récoltes et de mise en œuvre employées dans le projet (ajustement des procédés, des consommations d’eau et d’électricité, des mix de production d’électricité, des transports, …). Ces ACV détaillées seront réalisées pour les deux solutions d’enduit. Le projet COLIBRI explorera l’opportunité de la réalisation d’ACV dynamique conséquentielle et stochastique sur la modélisation environnementale des enduits. Pour cela, il sera cherché à appliquer au présent cas d’étude l’approche d’ACV dynamique pour les matériaux de construction en bois [Cordier2022]. En premier lieu, l’approche conséquentielle projet [Roux2016] sera suivie, puis étendrons cette approche selon les ressources disponibles (temps, données). Des analyses de sensibilité seront menées afin de comprendre les facteurs incertains ayant le plus d’influence dans la modélisation environnementale. Des ACV stochastiques comparatives seront également réalisées, en utilisant un échantillonnage dépendant [Pannier2023] pour déterminer si les incertitudes peuvent changer le classement des solutions. Pour ces développements avancés, l’utilisation de l’outil open-source d’ACV Brightway (avec ses modules lca-algebraic et Temporalis) sera privilégiée pour sa flexibilité d’utilisation. C’est à cette troisième tâche que le post-doctorant recruté sur le projet consacrera la plus grande partie de son temps (T 7, 8 et 9). Il sera accompagné par les deux permanentes du LARIS dans ces missions. Cette tâche, dans laquelle réside les principaux verrous scientifiques du lot 3, fera l’objet d’une publication dans une revue indexée. LOT 4 - « Démontrer et partager » - Il s'agira de tester et démontrer la pertinence de la solution dans un environnement représentatif des conditions réelles. Ceci nécessitera de définir les modalités de transposition des essais de caractérisation réalisés en laboratoire vers un support adéquat à l’échelle 1 puis de réaliser l’outil démonstration. En fin de projet, une journée de restitution sera organisée, dans laquelle les partenaires locaux (collectivités, fédération bâtiment, chambre d’agriculture) seront impliqués ou invités Le lot 4 consiste à tester les solutions développées lors des essais du lot 2 en conditions réelles. Ce changement d’échelle est essentiel pour s’assurer de la pérennité de la solution dans le temps, d’étudier l’utilisation de ce matériau en conditions réelles de chantier et sur des grandes surfaces. L’objectif est d’aboutir à la rédaction de recommandations pour l’utilisation de fibres de lin dans les enduits. Un livrable essentiel de ce projet prévu dans ce lot est la réalisation d’un démonstrateur grandeur nature des solutions les plus pertinentes. Il servira d’outil de tests sur ainsi que d’outil de promotion de la solution végétale. Enfin, les objectifs et les résultats de ce projet seront portés à connaissance lors d’une journée de restitution. Le responsable de ce lot est Chaux de Saint-Astier (SA). Les comités de suivis seront pilotés par Bernard Salesses. Le partenaire associé est le Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions (LMDC). Pour ce lot, un ingénieur de recherche sera mis à disposition pour un total de 7 mois ETP ainsi qu’un technicien spécialiste des enduits pour un total de 5 mois ETP. Tâche 4.1 - Changement d’échelle et conditions d’applications Une fois les essais du lot 2 réalisés, des essais grandeur nature sont entrepris. Ce changement d’échelle consiste à travailler à l’échelle de la paroi, sur des surfaces de 4 m². Les mêmes formules d'enduits que celle étudiée au lot 2 seront utilisées. L’objectif est de valider les formules les plus pertinentes sur une paroi de taille réelle en application chantier. Les critères de réussite sont la fissuration identique des enduits renforcés par des fibres de lin comparativement à des solutions commerciales actuelles. Le support type étudié est un mur en brique dans un premier temps. Pour cette première phase d’essai, une application manuelle de l’enduit sera effectuée. Différentes finitions seront testées car elles ont une influence sur la fissuration (talochée, talochée-épongée, grattée). Le mode d’application est également un point important pour la démocratisation de la solution et il convient de vérifier également que cette solution est mécanisable pour une projection en machine. Des essais comparatifs selon le mode d’applications seront également réalisés. En conditions chantier, la quantité d’eau ajoutée au mortier peut varier et avoir une influence sur le comportement de l’enduit et la résistance à la fissuration. Des essais de robustesse aux valeurs de dosage en eau limite (supérieure et inférieure) seront effectués. Enfin, des essais en faisant varier le type de support et son humidification seront réalisés. En effet, le support est déterminant dans la fissuration des enduits car il influence l’eau présente dans l’enduit. Cet impact est d’autant plus important que le support peut être un matériau biosourcé. Cette tâche s'appuiera sur les résultats du lot 2 et les recommandations définies. Ces essais seront réalisés conformément aux recommandations du DTU 26.1. Tâche 4.2 - Démonstrateur échelle 1 Voir complément en Annexe 2 et 3 Un point fort de ce projet est la réalisation d’un démonstrateur. Les solutions les plus pertinentes issus du travail amont seront appliquées sur des murs intérieurs et extérieurs présentant des supports différents. Ces corps d’épreuves à l’échelle 1 serviront d’outil de tests à court terme et de suivis à long terme ainsi que d’outil de promotion de la solution végétale. Les démonstrateurs seront disposés sur deux sites, Saint-Astier et IUT de Tarbes, et présenteront des caractéristiques variées. Site SA : Mur intérieur en botte de paille de 2 x 2,5 m² Mur extérieur en béton de chanvre projeté 2 x 2 m² Site LMDC : Murs intérieurs de la cellule de démonstration issue du projet Savasco, 4 x 4m², supports terre/paille banchée, terre/tournesol projeté, chaux/tournesol projeté Murs extérieurs de la zone de stockage, 3 x 3 m², murs en béton pouvant accueillir un support d’isolation thermique par l’extérieur en fibre de bois ou béton de chanvre Tâche 4.3 - Journée de restitution Le lot 4 prévoit l’organisation d’une journée de restitution (T10) au sein du pôle Génie Civil Construction Durable de l’IUT de Tarbes (UTTOP) pour démontrer et diffuser la solution végétale auprès des pouvoirs publics, des fédérations et des professionnels. En effet, le projet n’a de sens que si les acteurs de terrains concernés bénéficient d’informations sur la solution et les retombées positives pour eux et leurs partenaires. Il s’agira de présenter le projet dans son ensemble, la solution végétale et de visiter les outils de démonstration à l’échelle 1. Cette tâche sera coordonnée et organisée par Chaux de Saint-Astier et le Laboratoire Matériaux et Durabilité des Constructions. Publics : Acteurs et partenaires du projet / Artisans, constructeurs, revendeurs / Fédération du bâtiment, chambre d’agriculture / Représentants de la région, du département, de la communauté d’agglomération Programme : Présentation du projet, de l’activité de recherche et des résultats / Repas + café - rencontres - échanges / Formation des professionnels, visite des démonstrateurs En parallèle de cette journée phare de clôture de projet, les exploitants liés au lot 1 recevront en fin de projet un échantillon accompagné d’une fiche d’information destinée au grand public. Ceci permettra de les inciter à valoriser ce coproduit et d’activer le “bouche-à-oreille” autour de ce projet. Ce mode de diffusion sera utilisé également sur le long terme chez les acteurs du projet (échantillons en vitrine dans les halls d’accueil des universités…). Enfin, des évènements ponctuels du type Fête de la Science pourront également servir la promotion des résultats du projet. Une restitution des principaux résultats du projet est également envisagée lors d’une journée de regroupement du groupe de recherche sur les matériaux biosourcés (GdR MBS).
Objectifs et résultats attendus : Ce projet vise à proposer une solution de valorisation pour le lin non conforme aux débouchés actuels. Il s’agit de mettre en œuvre la filière (collecte, transformation, mise à disponibilité, coût) pour avoir une fibre de lin répondant aux attentes pour les enduits. Ces attentes seront définies par les critères limites issus des résultats des essais de caractérisation. Le bénéfice sur la fissuration doit être équivalent à la solution actuelle. La quantification de l’impact environnemental de la solution proposée fait également partie des résultats attendus. Enfin, l’outil de démonstration à l’échelle 1, les recommandations techniques et la diffusion de la nouvelle solution finaliseront ce travail. De façon plus détaillée par axe : Objectif « Sélectionner et valoriser » - LOT 1 La filière lin nécessite d'identifier une valorisation qualitative pour des biomasses non conformes pour l’industrie du textile. Le projet COLIBRI vise à valoriser 600 tonnes de fibres de lin pour les rendre adéquates avec l'incorporation dans les enduits. Il s’agit donc du développement d’une démarche d'écoconception pour valoriser un coproduit de la culture du lin : comment s’approvisionner et comment transformer en maintenant un coût compétitif ? Livrables attendus pour le lot 1 L 1.1.1. Pailles de lin non valorisées : échantillonnage, gisement et caractéristiques (T3) L 1.1.2. Coproduits de teillage : échantillonnage, gisement et caractéristiques (T3) L 1.2.1. Fibres de lin pour enduits (T5) L 1.3.1. Rapport de caractérisation des fibres et analyse de variabilité (T6) Objectif « Comprendre et valider » - LOT 2 C’est le cœur de ce projet pour arriver à valoriser le coproduit sélectionné. Il s'agit de démontrer sa capacité à diminuer la sensibilité des enduits à la fissuration avec une comparaison stricte aux fibres polypropylène. Cette action vise la compréhension des phénomènes scientifiques fondamentaux menant à la réduction de la fissuration. Il s’agira de caractériser par des essais de laboratoire le comportement à l’état frais et pendant la prise pour définir les critères limites d’incorporation menant à des bénéfices significatifs. Des tests en environnement représentatif pourront ensuite être développés pour valider la solution pressentie avant le passage à l’échelle 1. Livrables attendus pour le lot 2 L 2.0.0. Publication et communication scientifiques (T10) L 2.1.1. Compte-rendu sur les modes d’action des fibres) (T6) L 2.2.1. Critères morphologiques et chimiques limites (T7) L 2.3.1. Critères d’incorporation et de formulation (T9) L 2.4.1. Recommandations pour le passage à l’outil de démonstration du lot 4 (T8) Objectif « Evaluer » - LOT 3 Il s’agira d’évaluer la performance environnementale de la solution retenue en appliquant la méthodologie d’analyse de cycle de vie (quantification de niveau 3 de l’impact environnemental de la solution alternative en lin et comparaison à la référence en polypro). Les impacts des matériaux enduit+lin et enduit+polypro seront également comparés. Le projet s’inscrivant dans un objectif d’écoconception, et donc d’aide au choix, une approche orientée ACV conséquentielle sera appliquée. Le cycle de vie complet de l’enduit sera exploré, incluant l’étape de vie de fin. Les incertitudes affectant la modélisation seront recensées et propagées de manière à fournir une aide au choix robuste. Livrables attendus pour le lot 3 L 3.0.0. Publication et communication scientifiques (T10) L 3.1.1. ICV des fibres de lin, de l’enduit actuel et de la proposition retenue - Empreinte Projet niveau 1 (T7) L 3.2.1. ACV simplifiée du matériau lin et des solutions enduit+lin et enduit actuel - Empreinte Projet niveau 3 (T7) L 3.3.1. ACV détaillée de la solution retenue et comparaison des résultats - Empreinte Projet niveau 4 ou 5 (T9) Objectif « Démontrer et partager » - LOT 4 La pertinence de la solution en conditions réelles se testée et démontrée. Il s’agira de définir les modalités de transposition des essais de caractérisation réalisés en laboratoire vers un support adéquat à l’échelle 1 puis de réaliser l’outil démonstration. Un des objectifs du projet est d’aboutir à des recommandations techniques. Une journée de restitution sera organisée, dans laquelle les partenaires locaux (collectivités, fédération bâtiment, chambre d’agriculture) seront impliqués ou invités. Ceci permettra de lever les verrous psychologiques liés aux habitudes. Livrables attendus pour le lot 4 L 4.1.1. Compte-rendu des essais d’application en condition réelles (T7) L 4.1.2. Recommandations d’utilisation sur chantier (T7) L 4.1.3. Compatibilités (supports) et limites d’utilisation (conditions d’exposition) (T7) L 4.2.1. Outil de démonstration à l’échelle 1 de la solution (T9) L 4.3.1. Journée de restitution du projet, échantillons et fiche “grand public” (T10) L 4.3.2. Présentation des résultats lors d’un évènement du GdR MBS (T10)
Bénéficiaire : UNIVERSITE DE TECHNOLOGIE DE TARBES
Localisation : Tarbes, Occitanie, FRANCE
Début : 01/11/2024 — Durée : 30 mois
Budget total : 504582 € — Aide ADEME : 300000 €
Statut : Suivi du projet