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Centre Scientifique et Technique de la Construction

23/06/2018

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Projets de recherche

CECOMSTRUCT Composites cimentaires renforcés par textile pour un système constructif de haute performance, résistants au feu et soutenables

Du
au

La composition classique de la paroi est sans cesse remise en cause, en raison des exigences de plus en plus sévères en matière d'isolation et d'étanchéité à l’air.

Le projet SBO CeComStruct (SBO = Strategische Basis Onderzoek, recherche stratégique de base), subventionné par Vlaio, a pour but d'étudier un système alternatif de paroi présentant une capacité portante structurelle. Ce concept de paroi innovant se compose de panneaux sandwiches isolants structurels comportant des enveloppes de seulement 2 cm d'épaisseur fabriquées à partir de composites de matrice cimentaire renforcés de textile 3D. Ce projet étudie également la possibilité de remplacer le ciment traditionnel par d’autres matériaux comme des géopolymères ou des laitiers de métallurgie). Cette étude est menée en étroite collaboration avec des partenaires universitaires (la VUB, qui est à l’initiative de ce projet, et la KU Leuven) et le CSTC veille à son applicabilité effective dans le secteur de la construction.

Objectifs

Dans le cadre de ce projet de recherche, le CSTC se concentre principalement, pour ses activités de recherche, sur l’évaluation de la faisabilité du concept de base de la paroi, à savoir des panneaux sandwiches isolants présentant une capacité portante structurelle, fabriqués au moyen d’enveloppes très fines à partir de composites de matrice cimentaire renforcés de textile 3D, pour des immeubles résidentiels de plusieurs niveaux.

À cet égard, le CSTC s’intéresse non seulement à la capacité portante de l’élément de base, mais aussi aux détails, à l’impact éventuel de charges accidentelles sur la capacité portante ainsi qu’aux performances acoustiques. L’impact environnemental est également évalué et optimalisé au travers d’une analyse LCA.

Projet de recherche : CECOMSTRUCT - Composites cimentaires renforcés par textile pour un système constructif de haute performance, résistants au feu et soutenables (CSTC)
CECOMSTRUCT.

Résultats et publications

De larges campagnes d’essais à l’échelle réelle, réalisées au cours des 3 premières années du projet, ont déjà démontré que de tels systèmes de parois légères peuvent supporter, structurellement, jusqu’à 4 niveaux de construction. Des modèles numériques présentent également une bonne concordance avec les résultats obtenus de manière expérimentale.

Malgré le faible poids de ces systèmes de construction, les essais et les simulations démontrent qu’ils peuvent tout de même répondre aux exigences acoustiques des normes relatives aux systèmes de façades en environnement légèrement urbain. Moyennant l’ajout de dispositifs supplémentaires au panneau de base, il est même possible de respecter les exigences acoustiques des normes relatives aux environnements fortement urbains.

Au cours de la dernière année de cette recherche, une attention particulière sera portée aux nœuds constructifs, au travers non seulement d’une analyse de leurs détails, mais aussi d’essais approfondis. On examinera par ailleurs, de manière expérimentale et numérique, comment garantir encore la capacité portante de tels systèmes même après une éventuelle perte d’adhérence entre les enveloppes et l’isolation (p. ex. à la suite d’une charge accidentelle telle qu’un incendie).

J. Vervloet, P. Van Itterbeeck, S. Verbruggen, M. El Kadi, M. De Munck, J. Wastiels, D. Van Hemelrijck, T. Tysmans, “Axial loading of small scale sandwich panels with textile reinforced cementitious faces monitored by DIC”, 2nd International RILEM/COST Conference on Early Age Cracking and Serviceability in Cement-based Materials and Structures (EAC2), 12-14 September 2017, ULB-VUB, Brussels, Belgium

J. Vervloet, P. Van Itterbeeck, S. Verbruggen, M. El Kadi, M. De Munck, J. Wastiels, T. Tysmans, “Buckling behavior of structural insulating sandwich walls with textile reinforced cement faces” The International Conference STRAIN-HARDENING CEMENT- BASED COMPOSITES (SHCC 4) will take place in Dresden, 18-20 September 2017, Germany

J. Vervloet, P. Van Itterbeeck, S. Verbruggen, T. Tysmans, J. Wastiels, D. Van Hemelrijck, M. El Kadi, M. De Munck, “Sandwich panels with Textile Reinforced Cementitious faces as new insulating wall system: a case study.”, Proceedings of the IASS Annual Symposium 2017 “Interfaces: architecture.engineering.science” 25 - 28th September, 2017, Hamburg, Germany

J. Vervloet, P. Van Itterbeeck, B. Murray, S. Verbruggen, M. El Kadi, M. De Munck, J. Wastiels, T. Tysmans, “Design and experimental investigation of textile reinforced cement sandwich panel ends.”, Proc. of the 12th fib International PhD Symposium in Civil Engineering Aug 29 to 31, 2018, Czech Technical University in Prague, Prague, Czech Republic

www.cecomstruct.be

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