Ce projet vise à transformer le secteur de la construction par l’intégration de matériaux agro sourcés, en établissant des passerelles entre agriculture et industrie de la construction. En phase avec les objectifs de la transition énergétique et écologique, il est composé de divers acteurs impliqués dans le développement de solutions durables pour la construction de demain.
Qui sont les professionnels impliqués ?
Biobatec réunit plusieurs partenaires clés, chacun apportant son expertise et ses ressources pour atteindre les objectifs fixés :
- Coordinateur du projet :
- Almatere : une agence de conseil dans les secteurs du BTP et de l’industrie, spécialisée sur les sujets de l’économie circulaire, biosourcé et bas carbone.
- Laboratoires de recherche :
- INSA (MATEIS) : MATEIS à l’INSA Lyon est un laboratoire de Science des Matériaux à l’intersection de champs disciplinaires, principalement en chimie, physique et mécanique. Les matériaux multifonctionnels pour la santé, l’énergie, le transport ou le bâtiment font partie de nos préoccupations actuelles.
- HEPIA (LEMS) : Le Laboratoire d’Essais des Matériaux et Structures (LEMS) est une unité de l’institut du Paysage, d’Architecture, de la Construction et du Territoire (inPACT) de HEPIA, haute école du paysage, de l’ingénierie et d’architecture de Genève faisant partie de la HES SO Genève.
- ENTPE : une école qui forme chaque année environ 200 ingénieurs sur les métiers de l’aménagement durable des territoires, dans les domaines du Génie Civil, du Bâtiment, des Transports, de l’Environnement et de l’Urbanisme.
- UnilaSalle : une institution engagée depuis plus de 30 ans dans une démarche globale au service du développement durable et de la société écologique et sociétale.
- Entreprises du BTP et Coopérative agricole :
- ALKERN : un des leaders français de la préfabrication d’éléments en béton permettant des modes constructifs peu carbonés pour le bâtiment.
- OXYANE : est un Groupe Agricole Coopératif, situé en Rhône-Alpes, qui réunit plus de 7 000 #agriculteurs actifs et près de 1 900 collaborateurs, autour d’une vision commune « Construire une agriculture d’avenir et cultiver l’esprit coopératif ».
- VICAT est une entreprise française créée il y a 170 ans dans la lignée de Louis Vicat, inventeur du ciment artificiel en 1817. Aujourd’hui présent dans 12 pays avec plus de 9900 collaborateurs, le groupe développe une offre performante de matériaux de construction minéraux et biosourcés, ainsi que des services répondant aux besoins des métiers de la construction.
Quels sont les objectifs du projet ?
Celui-ci s’articule autour de deux axes stratégiques majeurs :
- Réduction de l’empreinte carbone : En développant des matériaux de construction à faible impact environnemental, le projet vise à diminuer significativement les émissions de CO2 du secteur.
- Innovation technologique : Biobatec a pour objectif de simplifier la substitution entre granules végétaux et faciliter leurs assemblages dans les systèmes constructifs biosourcés afin d’optimiser et sécuriser le sourcing de matières agricoles locales pour massifier la construction biosourcée.
Quelles sont les avancées et les étapes clés ?
PHASE 1 : La première phase du projet a permis la comparaison de dix ressources végétales disponibles en Région AURA qui pourraient répondre aux enjeux de sourcing local d’une industrie de la construction. Voici les moyens mis en place :
- Réalisation de diagrammes performanciels notamment pour l’anas de lin, la chènevotte (chanvre), le colza, le miscanthus, l’écorce et la moelle de tournesol, le colza, les copaux de bois (agroforesterie). Les fibres invasives ont été écartées pour leur complexité de collecte.
- Mise en perspective avec une analyse des trajectoires des politiques publiques.
- Ces études ont permis de sélectionner les espèces les plus intéressantes localement tant sur l’intérêt technique des particules végétales dans le développement d’agro-bétons que sur les critères économiques, agronomiques et environnementaux de la production agricole.
Quels ont étés les premiers résultats :
- Un groupe de granulats végétaux est similaire aux propriétés, à la densité et à la morphologie de la chènevotte, granulat de référence : Anas de lin, miscanthus, écorce de tournesol.
- La porosité de la moelle, notamment pour le tournesol et sa morphologie pourraient améliorer fortement les performances thermiques du produit final.
- Les granulats de bois ont des performances mécaniques plus intéressantes mais sont les moins pertinents en termes économique et environnemental.
PHASE 2 : Une réflexion novatrice sur les combinaisons végétales a été conduite par l’équipe. L’ensemble des tests nécessaires ont été réalisés avec différents laboratoires expérimentés, et les départements R&D des industriels afin d’organiser les synergies de compétences et comparer les résultats avec comme points clés :
- Établir des protocoles de tests robustes avec une collaboration entre les laboratoires scientifiques ;
- Caractériser les particules végétales utilisées par un laboratoire expert (UniLaSalle) ;
- Comprendre et évaluer les caractéristiques physiques et mécaniques d’un béton biosourcé à base d’un mix de granulats agro-sourcés et d’un liant adapté (Le “BIO-PROMPT”) ;
- Formuler des bétons végétaux en prenant exemple sur les préconisations standards du béton de chanvre (La Chènevotte- issue du défibrage de la tige de chanvre – étant le granulat biosourcé le plus étudié et utilisé,).
- Caractériser les bétons à l’état frais, après cure et après séchage.
Les premiers essais ont été effectués sur des formulations mono-matières (chanvre, miscanthus, colza, tournesol) afin de développer des protocoles de test robustes et standardisés entre les différents laboratoires. Ils se poursuivent afin de déterminer la combinaison végétale la plus adaptée.
Quels ont été les premiers résultats :
- Conclusions sur les monogranulats :
- Le protocole de fabrication des éprouvettes monogranulat (Chanvre, miscanthus, colza, tournesol) est validé avec la formulation Bioprompt
- Au niveau des caractéristiques physiques et mécaniques, les bétons biosourcés monocouches étudiés peuvent être densifiés par un compactage plus important, ou par ajout de liant pour obtenir une meilleure cohésion du matériau. La capacité de compression (0.2MPa minimum après séchage) n’est largement vérifiée que pour le chanvre.
- Sur l’aspect de la conductivité thermique, comme étudiée sur les matériaux préalablement séchés, il semblerait à cette étape que la densité et le σ soient les principaux leviers pour affiner le mix de granulats optimal.
PHASE 3 : Cette troisième étape, en cours se caractérise par 3 missions principales :
- Approfondir les recherches pour améliorer les performances du couple Colza / Miscanthus.
- Définir des protocoles de formulations, de fabrications et de caractérisations rapides particules végétales permettant d’adapter facilement les formulations en fonction des ressources naturelles disponibles sur n’importe quel secteur géographique.
- Mesurer les performances mécanique, acoustique et thermique sur des systèmes constructifs choisis représentatifs (à une échelle représentative de l’isolation thermique du bâtiment). Les tests seront réalisés sur des blocs rectangulaires constitués d’un seul granulat végétal ou mélangeant deux granulats avec divers taux de particules végétales.
En conclusion :
Le projet Biobatec explore un domaine de recherches sur la mixité végétale encore peu documenté, qu’il est nécessaire de faire avancer pour lever les verrous de la massification de la construction biosourcée. Il porte également une réflexion sur une agriculture plus durable en quête de relais de croissance.
Almatere vous propose également de suivre sa page LinkedIn afin de découvrir les acteurs, les raisons de leur engagement et les avancées de cette initiative innovante