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Les travaux de recherche de la thématique OPTIMISTHE (Optimisation des propriétés thermiques des matériaux et inspection des structures par thermographie) concernent deux aspects :

  • Le développement et la caractérisation de matériaux innovants pour le domaine du bâtiment ;
  • La mise au point de méthodes de diagnostic in-situ pour les bâtiments et les infrastructures de génie civil.

Les travaux de la thématique sont à la fois des travaux expérimentaux et des travaux de modélisation et de simulation numérique.

Optimisation des propriétés thermiques des matériaux

Ce premier axe de recherche a pour vocation à tester en laboratoire de nouvelles solutions pour la mise au point de matériaux à propriétés thermiques spécifiques ayant une application dans le domaine de la construction. Par ailleurs, les matériaux mis au point sont ensuite testés à l’échelle d’une paroi afin de tester leurs performances en situation réelle.

Les matériaux considérés principalement sont les suivants :

  • Les matériaux de construction et d’isolation incluant des ressources bio-sourcées renouvelables : le but est ici d’inclure dans des matériaux de construction classiques (gypse, béton…) des matériaux naturels (fibres végétales essentiellement) issus de ressources renouvelables actuellement pas ou peu valorisées (bois de palmier dattier, Posidonia Oceanica…) ou de plantes à faible impact environnemental (fibres de lin par exemple).
  • Les matériaux de construction incluant des matériaux à changement de phase (MCP) permettant un stockage temporaire d’énergie. L’une des applications de ces matériaux vise à améliorer le confort des bâtiments en limitant les consommations de chauffage et/ou de climatisation grâce au stockage temporaire d’énergie par chaleur latente. La deuxième application concerne le maintien d’une température de surface positive des chaussées en conditions hivernales, ce qui permettrait de limiter le recours à l’usage de solutions salines qui ont un coût important et un impact environnemental élevé. Différentes solutions (type et conditionnement des MCP) sont testées en fonction des applications visées. Un volet important de cet axe de recherche concerne l’intensification des transferts de chaleur dans ces matériaux, nécessaire à l’optimisation du phénomène de stockage/déstockage d’énergie.

Inspection des structures par thermographie

Ce deuxième axe de recherche concerne l’utilisation de la thermographie infrarouge comme outil de diagnostic quantitatif. Deux applications sont visées :

  • Le diagnostic de l’isolation thermique de parois de bâtiments : ce thème est actuellement traité dans le cadre du projet ANR RESBATI qui vise à la mise au point d’un appareil de mesure de la résistance thermique de parois de bâtiments. Cet appareil doit pouvoir être utilisé pour du diagnostic de bâtiments existants, de l’auto-contrôle sur chantiers et un diagnostic à la réception de travaux (neuf ou rénovation).Ce projet est réalisé en collaboration avec le CSTB, le LNE, l’IFSTTAR, le CEREMA, THEMACS Ingénierie et l’AFNOR. En parallèle, des travaux de recherche visant à développer des méthodes de détection et de quantification des déperditions énergétiques par les ponts thermiques (irrégularités notamment liées aux systèmes de fixation d’isolants thermiques) ont été entrepris en collaboration Saint-Gobain Recherche.
  • Le monitoring des infrastructures routières : ces travaux concernent la mise au point de méthodes de détection précoce de défauts non émergents dans les revêtements de chaussées d’une part et le suivi thermique « thermal mapping » d’itinéraires routiers afin de localiser les zones où le risque d’occurrence de verglas en conditions hivernales est le plus élevé, ce qui permet de réaliser un salage mieux ciblé des routes. Ces travaux de recherche sont menés en collaboration avec le CEREMA, l’IFSTTAR et THEMACS Ingénierie.

Ces travaux nécessitent de nombreuses caractérisations des propriétés optiques des matériaux (émissivité, albedo notamment). Des dispositifs de mesure de terrain sont développés afin de pouvoir étudier ces propriétés in-situ.

Moyens Matériels

La thématique OPTIMISTHE s’appuie sur deux plateformes expérimentales :

  • La plateforme PROTHERM qui constitue un regroupement de différents appareillages de laboratoire permettant de déterminer les propriétés thermophysiques (conductivité et diffusivité thermique, émissivité, facteur de réflexion solaire) des matériaux étudiés dans le cadre de projets de recherche, et d’effectuer des études d’analyse thermique (mesures de Cp et de température de transition de phase par DSC, analyse thermogravimétrique avec analyse des composés de dégradation par spectrométrie IR, mesures de viscosité et de module de cisaillement, mesures de permittivité diélectrique). La plateforme regroupe à la fois des dispositifs commerciaux et des bancs de mesure développés en interne au laboratoire.
  • La plateforme PANISSE, qui est un immeuble d’habitation occupé, instrumenté lors d’une opération de rénovation en 2011. Cet immeuble est utilisé pour le test de méthodes de diagnostic de l’isolation de parois de bâtiments en conditions réelles. Le bâtiment va notamment servir dans le cadre du projet ANR RESBATI. La plateforme PANISSE a été labellisée « Service d’observation » de l’OSU EFLUVE. Elle est co-pilotée par le CERTES et la société THEMACS Ingénierie.

Membres de la Thématique OPTIMISTHE

  • Abderrahim BOUDENNE, Maître de Conférences HDR, Section CNU 62
  • Yves CANDAU, Professeur, Section CNU 60
  • Nawal CHENNOUF, Doctorante
  • Nicolas DUJARDIN, Maître de Conférences, Section CNU 33
  • Moussa ELIDI, Doctorant
  • Vincent FEUILLET, Maître de Conférences, Section CNU 62
  • Magali FOIS, Maître de Conférences, Section CNU 62
  • Adrien FRANÇOIS, Doctorant
  • Thanh-Tung HA, Doctorant
  • Ons HAMDAOUI, ATER
  • Laurent IBOS, Maître de Conférences HDR, Section CNU 63, coordinateur de la thématique
  • Mustapha KARKRI, Maître de Conférences HDR, Section CNU 62
  • Manel KRAÏEM, Doctorante
  • Mohamed LARBI YOUCEF, Chargé de Recherche
  • Atef MAZIOUD, Maître de Conférences, Section CNU 62
  • Thibault PERIN, Ingénieur d’Etude UPEC, analyse thermique, maintenance de la plateforme PROTHERM
  • Thouraya SALEM, ATER

La thématique OPTIMISTHE accueille par ailleurs régulièrement des doctorants ainsi que des professeurs invités d’universités étrangères.

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