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A l’heure actuelle, les technologies d’impression 3D commencent à se démocratiser
dans notre société. L’un des domaines où ce procédé se développe de manière continue
est celui de la construction. Déjà de nombreux projets ont été réalisés grâce à l’impression
3D, notamment l’impression 3D des matériaux cimentaires. Cette technologie de rupture
permet de faire de grandes économies de matière et pourrait, grâce à sa démocratisation,
permettre de réduire considérablement les coûts des chantiers de construction.
D'un autre côté, le milieu de la construction utilise toujours plus de ressources et de
matières premières. Face aux enjeux environnementaux actuels, il est nécessaire d'agir
pour préserver celles-ci. Encore aujourd'hui, l’exploitation des ressources et des
matériaux reste sur un modèle "linéaire" (Extraction - Fabrication - Utilisation - Mise en
décharge). Les pratiques tendent pourtant à évoluer vers des boucles d'économies
circulaires où les matériaux issus des décharges sont mis à profit.
On a donc deux problématiques, l'une concernant une technologie en devenir, l'autre
propre à la pérennité de notre planète et de nos ressources. L'objet du travail est la
combinaison de l'impression 3D et de la valorisation de ressources secondaires provenant
du recyclage des déchets de construction et de démolition. Ici, la substitution du ciment
contenu dans les compositions de mortiers imprimables par de la poudre de brique sera
étudiée. Une composition témoin imprimable sera déterminée, puis des substitutions
seront effectuées jusqu’à 35% en masse.
L’étude a été réalisée dans un premier temps sur des mortiers coulés. A l’état frais,
des essais de temps de prise et d’étalement ont été réalisés, cela dans le but de caractériser
la rhéologie du mortier. En effet, celui-ci doit être suffisamment fluide pour être mis en
oeuvre dans l’imprimante, mais suffisamment ferme pour tenir en place une fois imprimé.
A l’état durci, des mesures de flexion/compression et d’absorption par immersion ont
également été menées.
Les essais montrent que l’incorporation des fines de briques ne modifie que très
légèrement le comportement rhéologique du mortier, celui-ci ayant tendance à devenir
plus maniable. Le temps de prise est faiblement impacté, devenant plus important lorsque
le taux de substitution augmente.
A l’état durci, cette substitution tend à diminuer de manière importante les
résistances en flexion/compression. Néanmoins, le mortier présente des performances de
base élevées et cette diminution ne met pas en péril la solidité du matériau imprimé.
L’absorption d’eau augmente lorsque le taux de substitution augmente. Cela veut dire que
l’intégration des fines implique une plus grande porosité du matériau.
Tous les essais permettant de déterminer si le mortier dispose des caractéristiques
rhéologiques pour être imprimable n’ont pas été réalisés. On peut néanmoins estimer que,
si la composition témoin respecte les critères d’imprimabilité, l’ajout de fines de briques,
au vu des résultats mentionnés, pourrait être possible.

Ingénierie, informatique & technologie > Science des matériaux & ingénierie

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Participation au développement d'une nouvelle génération de matériaux pour anodes de batteries Na-ion : préparation de matériaux composites à base de carbone dur et
d’oxydes de titane, mise en oeuvre dans des électrodes de batteries et caractérisation physique (DRX, MEB, etc.) et électrochimique.

batterie --- électrochimie --- na-ion --- Li-ion --- Carbone --- Titane --- Matériaux --- Ingénierie, informatique & technologie > Science des matériaux & ingénierie

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"Timber, steel, and concrete are common engineering materials used in structural design. Material choice depends upon the type of structure, availability of material, and the preference of the designer. The design practices the code requirements of each material are very different. In this updated edition, the elemental designs of individual components of each material are presented, together with theory of structures essential for the design. Numerous examples of complete structural designs have been included. A comprehensive database comprising materials properties, section properties, specifications, and design aids, has been included to make this essential reading." [Publisher]

Structural design. --- Building materials. --- Constructions --- Calcul --- Matériaux. --- Matériaux.

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Matériaux --- Science des matériaux --- Materials science --- Study and teaching (Higher) --- Étude et enseignement (supérieur) --- Étude et enseignement (supérieur) --- Science des matériaux

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La rénovation des logements existants est une excellente opportunité de réduire l’impact environnemental du secteur de la construction. Pour mener des campagnes de rénovation à large échelle dans le futur, il est impératif de les élaborer en amont, dès aujourd’hui, afin qu’elles soient réellement durables.

Dans cette étude, l’analyse du cycle de vie (ACV) et le coût du cycle de vie (CCV) permettent de déterminer les matériaux et techniques de rénovation les plus pertinents du point de vue environnemental et financier. Cette approche se base sur la méthodologie MMG développée dans le cadre de l’outil belge TOTEM. Les résultats environnementaux sont exprimés en valeur monétaire grâce à la monétisation.

Le cas d’étude de ce travail est une maison quatre façades unifamiliale datant de 1960, peu performante, et représentative du stock bâti belge. Des entretiens avec des producteurs de matériaux écologiques wallons et des entrepreneurs en construction ont permis de dégager plusieurs pistes de rénovation. Les différentes parties de l’enveloppe du bâtiment sont étudiées de façon indépendante, puis les résultats sont assemblés pour construire trois scénarios de rénovation de l’ensemble du bâtiment.

Les résultats mettent en évidence que l’impact des matériaux sur le bilan environnemental après rénovation varie de 30 à 45%. Les économies environnementales sont d’environ 80% pour tous les scénarios par rapport à la situation existante. Elles sont si conséquentes qu’elles relativisent l’importance du choix des matériaux. Le critère le plus déterminant est le coût des travaux. L’investissement semble peu rentable du point de vue économique. Au final, ce qui importe le plus est de rénover coûte que coûte, pour faire baisser l’impact environnemental de l’énergie opérationnelle, indépendamment de la technique utilisée pour cela.

Néanmoins, les résultats montrent qu’il est possible de rénover à bas coût tout en réduisant l’impact environnemental. Une configuration idéale est atteinte avec : une post-isolation des murs creux avec des fibres de laine de verre et un panneau de polystyrène enduit en façade, une insufflation d’ouate de cellulose en toiture et l’installation de châssis bois double vitrage.

Analyse du cycle de vie --- Coût du cycle de vie --- Rénovation énergétique --- Matériaux régénératifs --- Ingénierie, informatique & technologie > Architecture --- Ingénierie, informatique & technologie > Science des matériaux & ingénierie