Les recherches menées par l’équipe Matériaux bio-sourcés et composites à base de fibres végétales, Matériaux numériques concernent toutes les activités qui s’intéressent à l’introduction du végétal dans les matériaux de construction de la mécanique et du génie civil. Le niveau d’investigation se situe à plusieurs échelles :

1. caractérisation de la microstructure à l’aide de divers microscopie et tomographie
2. caractérisation géométrique, physico chimique et mécanique à l’échelle du grain ou de la fibre
3. interaction avec les liants cimentaires et/ou polymère
4. comportement multi physique à l’échelle de l’élément de la structure en mécanique et en génie civil

Activités scientifiques

Le thème est organisé selon les activités scientifiques suivantes :

• Mise en œuvre et caractérisation du comportement des matériaux bio-sources
  

  • Caractérisation multi échelles de bio sourcés

    • Matériaux de construction à base de granulats d’origine végétale (Chènevotte, Moelle de tournesol, tournesol broyé, copeaux de bois…)
    • Mise en œuvre et caractérisation du comportement des matériaux bio-sources à base de fibres de tournesol pour l'isolation thermique et phonique des bâtiments

  • Liants adaptés aux matériaux bio-sourcés

    • Elaboration d’un liant cimentaire à base de matériaux locaux (ponce/chaux)
    • Elaboration d’une biocolle à base de chitosane

  • Formulation et mise en œuvre de composites bio-sourcés

    • Mise en œuvre et caractérisation du comportement des matériaux bio-sources à base de fibres de lin
    • Mise au point de bétons de végétaux à performances mécaniques améliorées pour le bâtiment
  • Caractérisation expérimentale des matériaux

   

• Actions Matériaux Numériques

  • Homogénéisation numérique multi-échelle
  • Modélisation aléatoire de la microstructure

Plaquette de présentation

Le thème scientifique est constitué de 8 permanents, et 3 doctorants dont les travaux sont en cours :

Permanents

• S. Amziane (PR, Polytech, Référent scientifique)
• A. Béakou (PR, IFMA)
• J.F. Destrebecq (PR, UFR Science UBP)
• M. Grédiac (PR, UFR Science UBP)
• E. Toussaint (PR, Polytech)
• K. Charlet (MCF, IFMA)
• C. Mattrand (MCF, IFMA)

Doctorants

• Husam Wadi

• Titre provisoire : Comportement des ossatures en bois remplies de béton de chanvre

  Début de thèse : Inscription de décembre 2015 à Clermont-Ferrand 2 (UBP), dans le cadre de École doctorale sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)

  Soutenance prévue en : Novembre 2018

• Guillaume Delanoy

• Titre provisoire : Durabilité des bétons de Végétaux

  Début de thèse : Inscription de décembre 2015 à Clermont-Ferrand 2 (UBP), dans le cadre de École doctorale sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)

  Soutenance prévue le 17 octobre 2018

• Joseph Sheridan

• Titre provisoire :

  Début de thèse : Inscription de décembre 2015 à l’université Queens University of Belfast

  Soutenance prévue en : Novembre 2018

Thèses soutenues

• Richard Ntenga : Modélisation multi-échelle et caractérisation de l’anisotropie élastique de fibres végétales pour le renforcement de matériaux composites, thèse soutenue le 04 juillet 2007.
• Agnès Roudier : Analyse multi-échelle du comportement hygro-mécanique des fibres de lin, thèse soutenue le 04 avril 2012.
• Fabien Béténé Ebanda : Etude des propriétés mécaniques et thermiques du plâtre renforcé de fibres végétales tropicales, thèse soutenue le 30 novembre 2012.
• Florence Saulnier : Influence de traitements physico-chimiques des renforts sur le comportement mécanique des composantes à base de co-produits de bois, thèse soutenue le 12 décembre 2013.
• Vincent Nozahic : Valorisation du tournesol et de la ponce dans les matériaux de construction, thèse soutenue le 19 septembre 2012.
• Shengnan Sun : Modélisation et caractérisation mécanique d’un composite bio-sourcé par mesure de champs cinématiques sans contact, soutenance le 14 avril 2014
• César Niyigena : Variabilité des performances des bétons de chanvre en fonction des caractéristiques de la chènevotte produite en Auvergne, soutenue en juin 2016
  
• Anh Vu Nguyen : Matériaux composites à renfort végétal pour l’allègement de pièces mobiles de systèmes robotiques, soutenue en 2015

Collaborations sur les 5 dernières années

Locales

• Institut de Chimie de Clermont-Ferrand, UMR 6296 UBP/CNRS/ENSCCF
• C-BIOSENSS, EA 4676 UDA
•  Plateau technique de microscopie, INRA de Clermont-Ferrand-Theix

Nationales

• PRISME, UPRES 4229, Université d’Orléans
• LAUM, UMR 6613 CNRS / Université du Maine
• GEMH Limoges
• IRSTEA Montpellier
• ENSAM Cluny
• IUT Rennes
• Université Bretagne Sud (Lorient)
• IFSTTAR
• INSA Toulouse
• Université de Toulouse
• IRSTEA Clermont-Ferrand

Internationales

• Université de Douala, Cameroun
• Université Catholique de Louvain, Belgique
• Queens University of Belfast (Irlande du Nord)
• University of Bath (Royaume Unis)
• Université d’Annaba (Algérie)

Contrats sur les 5 dernières années

• Projet « Composite à base de bois auvergnat (COMBAT) », financement de la Région d’Auvergne dans le cadre du programme « Nouveau Chercheur » (2010-2013)
• Matériaux et Procédés de Substitution (MaProSu) du CNRS (2009)
• ANR DEMETHER (2011-2014)
• Validation de deux formulations de bétons Liant Vicat /Chanvre (Mécanique et Thermique), Entreprise, VICAT
• Caractérisation du comportement mécanique et thermique des bétons de chanvre (Ciment naturel / Chanvre d’auvergne), Entreprise, VICAT.
• Caractérisation en vue de certification du chanvre d’Auvergne (2010 à 2014), CIVAM Auvergne
• 2009-2012 AGROBETON I: Conception d’un Eco matériau pour le génie civil à base de fibres végétales et de Liants Locaux – Projet multipartenaire (Laboratoire Magma et Volcan, VetagroSup Clermont Ferrand, FFB Auvergne, FRCIVAM) Financement, FEDER/Région Auvergne, FFB: 120 K euros
• AGROBETON II : Variabilité des performances des bétons de chanvre en fonction des caractéristiques de la chènevotte produite en Auvergne – Projet Multipartenaire (Institut Pascal, FR CIVAM), Financement, FEDER/Région Auvergne : 115 K euros
• 2013-2015 –projet ECOGRAFI Plateforme à vocation recherche sur l’ECO – valorisation des matériaux GRAnulaires et Fibreux (Financement Région, Département, Ville : 840 K€)

Moyens expérimentaux et/ou de calcul

• Microtomographe SKYSCAN 1174 avec cellule de traction compression 440 N, résolution spatiale 6 à 30 µm
• Machines de traction, de flexion, de fatigue, de fluage, équipées de cellules de charge de différentes capacités
• MEB de table PHENOM, FEI
• Procédés de mise en œuvre des composites
• Matlab, ABAQUS, ANSYS
• Microscope optique
• 2 caméras CCD SENSICAM à capteur 12 bits refroidi 1040 x 1376 pixels
• Caméra CCD PCO 2000 à capteur 14 bits refroidi 2048 x 2048 pixels
• Caméra thermique CEDIP Jade 3 240 x 360 pixels