Yann Boland-Msadek

Titre de la thèse : Incorporation de composés organiques biosourcés à changement de phase solide/liquide dans des matrices minérales cimentaires comme système de régulation dynamique en rénovation thermique des bâtiment

À l'heure où les questions énergétiques sont de plus en plus sensibles et où la réglementation thermique appelle à une plus grande prise en compte du confort intérieur, les matériaux à changement de phase (MCP) suscitent l'intérêt croissant des professionnels du bâtiment. Sur le principe de l’absorption de chaleur, lors du passage de l'état solide à liquide, et d’une émission de chaleur dans le sens inverse, les MCP introduits dans des murs, permettent de maintenir une température agréable à l’intérieur d’une habitation sur une durée plus importante. Toutefois les MCP actuels sont des cires de paraffines, donc des produits pétrosourcés.
Le sujet de thèse à comme objectif de synthétiser des MCP biosourcés (MCP-B) à partir de matière première biosourcée locale (par exemple d'huile de colza) ayant une température de fusion proche de 24°C (afin de maintenir une température confortable dans un habitat). De tels composés sont accessibles via les acides gras présents dans l’huile de colza (entre autres). Divers procédés d’émulsification de ces MCP-B dans des suspensions de ciment bas carbone (i.e. géopolymères) ont été élaborés (Variables de Procédé : température, agitation, fraction de MCP incorporé ; Variables de Formulation : tensioactifs, agents d’enrobage, ratio MCP/Eau,..). Le géopolymère a été préféré au ciment Portland traditionnel qui, lui, génère trop de CO2 lors de sa fabrication. Enfin, les propriétés thermiques (pour caractériser l'impact des MCP-B dans le géopolymère), structurelles (DRX, RMN, ..), puis thermophysiques (diffusivité, conductivité thermique, ..) ainsi que leur résistances mécaniques & au feu ont été évaluées pour étudier la viabilité d'un tel composite pour diverses applications (peintures, revêtement solide, mur, ..).

 Mots-clés : Incorporation - Matériau à changement de phase - Composé organique biosourcé - Thermorégulation - Bâtiment - Géopolymère - Liant - "Ciment bas carbone"