Étude et modélisation des transferts hydriques et thermiques au sein des matériaux inorganiques poreux : application aux matériaux du patrimoine bâti ancien, exemple de l’Hypogée des Dunes à Poitiers et de la crypte de l’abbatiale de Saint-Savin-sur-Gartempe

  • Doctorant : Benoît Merckx
  • Ecole Doctorale : Université de Poitiers, École nationale supérieure d'ingénieurs de Poitiers (ENSIP)
  • Pôle(s) scientifique(s) : Pierre

Sujet et description

Financement : Thèse CIFRE, DRAC Poitou-Charente et ANRT

Les monuments historiques sont soumis à de nombreuses altérations : l'eau en est le principal vecteur, car elle favorise des réactions physiques, chimiques ou encore biologiques, notamment dans les sites confinés ou souterrains.

Confrontée à la difficulté de recueillir des données fiables sur la teneur en eau effective des matériaux, cette thèse a permis de développer une méthode de mesure et d'étude du transfert de l’eau, de manière à la quantifier et à identifier son origine. Dans le cadre de la conservation et de la réhabilitation des bâtis anciens, les matériaux utilisés pour leur construction doivent être caractérisés vis-à-vis de leurs propriétés de transferts thermiques et hydriques. La première étape du travail de recherche a concerné la mise au point d'un capteur de conductivité thermique et de teneur en eau des matériaux inorganiques poreux (pierres, bétons, enduits) constitutifs des monuments. Les méthodes d’investigation doivent rester non intrusives. Dans cet objectif, la voie suivie a été d'adapter la mesure de conductivité thermique par une méthode simplifiée du fil chaud, précédemment développée pour les fluides corrosifs, aux pierres de taille utilisées dans le bâti ancien. Afin de transférer cette technologie des fluides vers les solides, plusieurs étapes ont respectivement été effectuées : des mesures avec le fil intégré, des mesures de surface, une estimation de l'influence de la rugosité de la surface et l’utilisation de la méthode pour l'estimation de la teneur en eau des matériaux tests. La seconde étape de la recherche a consisté en deux suivis microclimatiques effectués sur deux sites historiques : l'Hypogée des Dunes et l'abbatiale de Saint-Savin-sur-Gartempe. Il a fallu évaluer l'impact des travaux effectués sur les conditions climatiques dans l'hypogée et déterminer l’influence des variations climatiques sur la formation d'un voile biologique dans la crypte de Saint-Savin-sur-Gartempe. Pour ce faire, l'analyse corrélative fut appliquée au traitement des données climatiques. À terme, cette méthode a été de nature à venir compléter le panel des techniques existantes permettant de mesurer une teneur en eau des matériaux.

Direction : Patrick DUDOIGNON (IC2MP)

Co-direction : Jean-Didier MERTZ (LRMH)

Partenaires : -

Collaborations : ENSIP Laboratoire IC2MP (Patrick DUDOIGNON), ERM (Jean-Claude PARNEIX), Institut Pprime de l’Université de Poitiers (Jean-Philippe GARNIER), DRAC-CRMH Poitou-Charentes (Jean-Pierre CRÉMIER)

Encadrement : -

Durée : Septembre 2010-novembre 2013

Date de soutenance : 22 novembre 2013