L'objectif de cette thèse est de développer de nouveaux matériaux isolants bio-sourcés pour le bâtiment qui contribuent à réduire leurs impacts environnementaux. Les matériaux développés doivent avoir une faible énergie grise et une faible empreinte carbone. Ils doivent également contribuer à réduire les besoins énergétiques des bâtiments tout en assurant un confort hygrothermique élevé des utilisateurs. Tout d'abord, des matières premières d'origine agricole (chènevottes, anas de lin, paille de blé, paille de colza et rafles de maïs) sont caractérisées d'un point de vue chimique, physique, hygrothermique et mécanique, dans la perspective de développer des composites bio-sourcés destinés à l’isolation des bâtiments. Leur composition chimique se révèle intéressante pour le développement d'un liant vert. Une étude visant à évaluer cette aptitude est donc réalisée. A l'issue de cette dernière, deux liants correspondants à des extractions réalisées sur les rafles de maïs et sur les fines de lin sont retenus. D'autres liants provenant de l’industrie sont également sélectionnés pour la confection de composites. Puis des composites sont fabriqués pour étudier l'influence des granulats, du liant, de la granulométrie des granulats, de la réalisation d'un pré-traitement alcalins des granulats et de la pression de compaction appliquée lors de la mise en œuvre des composites sur leurs performances hygrothermiques ainsi que leurs propriétés mécaniques. Enfin, la résistance à l'immersion accidentelle et à l'humidité ainsi que la réaction au feu des formulations les plus prometteuses sont étudiées. / The aim of this thesis is to develop new bio-based building insulating materials which contribute to reduce their environmental impacts. The developed materials shall have low embodied energy and low carbon footprint. They shall contribute to reduce energy needs of buildings and to ensure high hygrothermal comfort of users. First, raw materials from agricultural resources (hemp shiv, flax shiv, wheat straw, rape straw and corn cobs) are characterized from a chemical, physical, hygrothermal and mechanical point of view, with a aim of developing bio-based composites for the thermal insulation of buildings. Their chemical composition is interesting for the development of green binder. A study to assess this ability is carried out. At the end of the study, two binders corresponding to extractions performed on corn cobs and flax fines are developped. Other binders from industry are also selected for composite production. Then, composites are produced to study the influence of aggregates, binder, granulometry of aggregates, alkaline pre-treatment of aggregates and compaction pressure applied during the processing of composites on their hygrothermal performances and mechanical properties. Finally, the resistance to accidental immersion and humidity and the reaction to fire of the most promising formulations are studied.

Ce travail de recherche doctorale interroge les modes de construction et l'accessibilité financière à l'habitat. Il est centré sur une recherche prospective de nouveaux modes de production d'un habitat économique qui valorisent les ressources du territoire, en l'occurrence celui de la Saône-et-Loire, et privilégient un développement local. À une époque où les enjeux d'attractivité d'un territoire sont autant liés à l'emploi qu'à la qualité de vie que l'on peut y trouver, la question de l'habitat est majeure. Le développement d'un habitat attractif, économiquement accessible et qui favorise les filières locales, en plus de réduire l'empreinte écologique du secteur de la construction, participerait au développement économique du territoire. Ceci oblige à explorer de nouvelles solutions, notamment en termes de modes de production et d'utilisation des ressources locales. Dans un premier temps, l'analyse des enjeux, potentiels et freins du territoire s'est fondée sur des enquêtes de terrain menées auprès d'acteurs et d'entreprises locales, croisées avec des références extérieures. Au regard de cette phase exploratoire, la deuxième étape s'est fondée sur une réflexion prospective. Il s'agissait de comprendre et éclairer les possibles, de faire émerger des pistes pour d'autres formes et d'autres modes de production de l'habitat. Ces pistes se traduisent en propositions de principes organisationnels, architecturaux et constructifs. En termes de valorisation, plusieurs étapes de ce travail ont fait l'objet d'expositions et de conférences dont l'objectif était double. Il s'agissait, d'une part, de communiquer avec les acteurs locaux sur l'avancement de la recherche et de diffuser auprès du grand public des exemples de réalisations architecturales remettant en question la conception traditionnelle de l'habitat, tout en valorisant les ressources locales, et, d'autre part, d'amorcer une discussion, un débat avec les acteurs locaux afin d'affiner l'analyse et les propositions avancées en intégrant leurs apports à la réflexion, dans une démarche itérative.

Ce travail de recherche doctorale interroge les modes de construction et l'accessibilité financière à l'habitat. Il est centré sur une recherche prospective de nouveaux modes de production d'un habitat économique qui valorisent les ressources du territoire, en l'occurrence celui de la Saône-et-Loire, et privilégient un développement local. À une époque où les enjeux d'attractivité d'un territoire sont autant liés à l'emploi qu'à la qualité de vie que l'on peut y trouver, la question de l'habitat est majeure. Le développement d'un habitat attractif, économiquement accessible et qui favorise les filières locales, en plus de réduire l'empreinte écologique du secteur de la construction, participerait au développement économique du territoire. Ceci oblige à explorer de nouvelles solutions, notamment en termes de modes de production et d'utilisation des ressources locales. Dans un premier temps, l'analyse des enjeux, potentiels et freins du territoire s'est fondée sur des enquêtes de terrain menées auprès d'acteurs et d'entreprises locales, croisées avec des références extérieures. Au regard de cette phase exploratoire, la deuxième étape s'est fondée sur une réflexion prospective. Il s'agissait de comprendre et éclairer les possibles, de faire émerger des pistes pour d'autres formes et d'autres modes de production de l'habitat. Ces pistes se traduisent en propositions de principes organisationnels, architecturaux et constructifs. En termes de valorisation, plusieurs étapes de ce travail ont fait l'objet d'expositions et de conférences dont l'objectif était double. Il s'agissait, d'une part, de communiquer avec les acteurs locaux sur l'avancement de la recherche et de diffuser auprès du grand public des exemples de réalisations architecturales remettant en question la conception traditionnelle de l'habitat, tout en valorisant les ressources locales, et, d'autre part, d'amorcer une discussion, un débat avec les acteurs locaux afin d'affiner l'analyse et les propositions avancées en intégrant leurs apports à la réflexion, dans une démarche itérative. / This PhD research is questioning construction modes and financial accessibility to housing. It focuses on a prospective research for new production modes for low-cost housing that are valorising territorial resources of Saône-et-Loire and giving priority to a local development. In a time where stakes for territorial attraction are together linked with employment and quality of life, the question of habitat plays a key role. The development of an attractive habitat, economically accessible and favouring the local branches, while reducing the ecological footprint of the construction sector, would contribute to the economical development of the territory. Such a challenge requires an exploration of new solutions in terms of production modes and use of local resources. Firstly, the analysis of the stakes, potentials and brakes of the territory, is based on field enquiries that have been carried out nearby local actors and contractors, and then crossed with outer references. With regard to this exploratory phase, the second step was founded on a prospective reflection. It consisted in understanding and enlightening all possible trends and let emerging paths for developing other kinds and modes of habitat production. These trends are presented in terms of organizational, architectural and construction proposals. In terms of enhancement, several steps of this work were valorised through exhibitions and conferences with a twin objective. On one hand, it consisted in communicating with local actors on the research progresses and to disseminate nearby the great public some examples of architectural achievements that were questioning the traditional design of the habitat, while valorising the local resources, and, secondly, to revive a debate with local stakeholders in order to refine the advanced proposals while integrating their inputs in the reflection, within an iterative approach.