Les recherches effectuées au cours de cette thèse s'inscrivent dans le cadre du projet FUI Parex-IT (PARement EXtérieur pour l'Isolation Thermique). Le but de ce projet est de développer un enduit d'isolation thermique par l'extérieur à fort pouvoir isolant pour la réhabilitation. Plus particulièrement, ces travaux concernent la caractérisation mécanique de l'accroche de cet enduit avec son support structurel. Celui-ci est appliqué par projection directe d'une couche de 4 cm d'épaisseur. En considérant un mur enduit, soumis à des sollicitations horizontales telles que le vent ou le séisme, ce type de mise en place implique une transmission d'efforts de la structure vers l'enduit isolant par l'interface entre les deux matériaux. La résistance de cette interface est donc considérée ici comme la zone critique pour une bonne pérennité du complexe. Parallèlement, une étude équivalente a été menée sur un enduit de finition classique, à titre comparatif. Deux échelles ont été prises en compte pour l'étude du comportement de cette interface. Une première à l'échelle locale dont l'objectif est de déterminer un critère de rupture de cette interface. Celle-ci a donc été soumise, expérimentalement, à différents états de contraintes entraînant sa rupture. Cependant, les différences importantes de propriétés mécaniques entre cet enduit et son support sont susceptibles, d'après la bibliographie, de provoquer des concentrations de contraintes du point de vue expérimental. Une analyse numérique a donc été réalisée afin de quantifier les écarts obtenus entre les critères expérimentaux et numériques, pour les deux matériaux testés. A l'échelle d'un mur, l'analyse s'est portée sur une maçonnerie soumise à des sollicitations de cisaillement dans son plan. L'objectif étant tout d'abord d'étudier le comportement d'un mur enduit, et de le comparer à une maçonnerie nue, de référence. Dans un deuxième temps, la pertinence des critères des interfaces support-enduits obtenus à l'échelle locale a été étudiée d'après une étude numérique. Les analyses par corrélation d'images numériques ont, de manière générale, permis de comparer les comportements expérimentaux et numériques pour faciliter la validation des modèles proposés. / This thesis takes part of the FUI project PAREX-IT (PARement EXtérieur pour l'Isolation Thermique). Its main purpose is to develop an efficient insulating coating from the outside, for refurbishment. More particularly, this work investigates the mechanical bond behaviour between this solution and its structural substrate. This thermal insulation is 4 cm thick and pneumatically placed. Considering a coated wall, solicited by wind or seismic loads, this configuration implies a load transfer from the structure to the insulating coating, through the interface between those two materials. The interfacial strength is though considered here as the critical area for a good sustainability of this complex. Meanwhile an equivalent study has been made on a more classical coating, by comparison. Two different scales have been studied. First, a local scale study to determine a failure criterion of this interface, which have been solicited in different states of stresses provoking its failure. However, the important differences of mechanical properties between the tested coatings and the mechanical support can, according to bibliography, provoke stress concentration. A numerical analysis has been conducted to quantify their influence on the parameters of the experimental criterion, for the two tested coatings. At a wall scale, a masonry submitted to shear loads was studied. The objective was to compare the behaviour between a coated wall and an uncoated one, considered as reference. In a second time, a numerical study was performed to confirm the criteria obtained at the local scale. Image correlation has been used to compare the experimental and numerical behaviours to facilitate modelling validation.

La notoriété du plâtre de Paris dépasse les frontières de la France, son utilisation pour le moulage, la sculpture, les décors architecturaux associés aux productions artistiques françaises lui donnèrent ses lettres de noblesse. Le plâtre est avant toute chose un des matériaux les plus utilisé dans la construction francilienne, et l’un des plus visibles. La moitié des bâtiments parisiens et une grande partie du bâti historique d’Île-de-France offrent encore à la vue du passant des façades enduites en plâtre, datant d’entre le XVIIe siècle et le milieu du XXe siècle. Cependant, les enduits de plâtre sont confondus avec des enduits de ciment ou de chaux, sont appelés à tort plâtre-et-chaux et sont parfois recouverts de peintures épaisses qui brouillent leur observation. De ce fait, les enduits, souvent qualifiés d’ouvrages constructifs mineurs, sont peu étudiés et le plâtre reste un matériau encore ignoré malgré un regain d’intérêt de la part des chercheurs sur les matériaux « pauvres » tels que la chaux ou la terre. Les enduits au plâtre ont pourtant une valeur autre qu’historique et technique. L’esthétique de leur riche ornementation qui cisèle les parements d’ombre et de lumière, mais également leurs couleurs et leurs textures, participent pour beaucoup aux ambiances urbaines. Cette étude se propose d’explorer le déclin de l’utilisation du plâtre en façade à travers l’analyse d’un corpus de soixante édifices soit une centaines de façades décrites et intégrées à une base de données et à un Système d’Information Géographique (SIG). Les enduits observés couvrent trois siècles, de l’âge d’or de la pratique au XVIIe siècle jusqu’à la disparition des savoir-faire suite aux grands conflits du XXe siècle, en passant par les changements drastiques dans la fabrication des matériaux lors de la révolution industrielle. La lecture des traités de construction, des journaux, des brevets d’invention et l’étude de devis de maçonnerie et de procès-verbaux d’experts du bâtiment complètent la recherche de terrain par une étude historique. De 1667 aux années 1980, l’usage du plâtre en extérieur est décortiqué à travers l’évolution de l’extraction, de la fabrication, de la mise en œuvre du plâtre et de la conception des façades. La thèse explore comment, de matériau incontournable à la construction, le plâtre est peu à peu relégué aux décors intérieurs au fur et à mesure de l’altération de sa qualité et de la disparition des savoir-faire locaux. / Plaster of Paris’ notoriety exceeds France’s national borders, its use in moulding, sculpture, architectural ornaments in French artistic production built its reputation. Beyond plaster for moulding, gypsum plaster is one of the most used materials for building construction in the Paris area, and one the most obvious one. In fact, half of Paris ancient buildings and a large part of historical buildings in the region Ilede-France have facades covered with gypsum-based renders and ornaments. However, gypsum renders are still mistaken with lime or cement renders, people call them gypsum-and-lime renders and most of them are covered by thick layers of recent paints, making their observation difficult. Renders are often qualified as minor items in the construction field and are not studied much, while external gypsum plaster is still mostly ignored even though there is a renewal for this kind of materials thanks to wider studies on the uses of earth and lime. Gypsum renders, though, have historical and technical values, but are also aesthetically pleasing. Their rich ornamentation carves facades with lights and shadows, colors and textures. The skin of the buildings shapes the urban atmosphere.Our study will explore the rise and fall of external gypsum renders through the analysis of sixty buildings and one hundred facades which have been put into a database and a Geographical Information System (GIS). The studied facades have been built and rendered over three centuries, from the golden age of the seventeenth century to the loss of know-how in the second half of the twentieth century. The period of the industrial revolution is carefully analyzed as the industrial sector experienced drastic changes in the process of making plaster. This fieldwork is completed with historical research based upon the readings of construction treatises, newspapers, invention patents, building cost estimates and building experts’ statements from various centuries. The use of external gypsum renders is analyzed from 1667 until 1980, through the evolution of the extraction, production and execution processes as well as building conception. This report expresses how gypsum plaster was an essential material for construction and slowly became a fragile one, only good to use in decoration and internal works, as its legendary good quality deteriorated and local know-how disappeared.

En France, le secteur du bâtiment est le plus grand consommateur d'énergie et représente environ 43% de la consommation totale d'énergie. L'isolation thermique dans le bâtiment est nécessaire afin d'améliorer son efficacité énergétique. Dans certains pays dont la France, la rénovation des bâtiments occupe une place essentielle dans la stratégie de transition énergétique. La stratégie mise en place consiste donc à renforcer l'isolation thermique des enveloppes de bâtiment et ceci en perdant le moins de surface habitable possible. Ceci justifie le fait de développer et de mettre en œuvre à l'avenir des matériaux super isolants comme les aérogels. Les objectifs de cette étude sont d'examiner le comportement thermique des bâtiments et d'étudier l'amélioration possible de leur efficacité énergétique en utilisant un nouvel enduit isolant à base d'aérogels de silice et ainsi que l'énergie solaire. Tout d'abord, la performance thermique et hygrothermique des murs extérieurs est étudiée afin de trouver la meilleure structure de ces murs. Deuxièmement, nous étudions l'évolution du confort thermique et du comportement énergétique des maisons en adoptant le nouvel enduit isolant comme isolation extérieure. Cette évolution a aussi été représentée par un modèle mathématique. On a comparé les résultats obtenus à l'aide de ces modèles avec les mesures expérimentales faites sur une maison récemment construite. Enfin, le potentiel de réduction de la charge de chauffage en adoptant un système actif dans la paroi est analysé. Ce système est proposé pour capter une partie de l'énergie solaire qui tombe sur la façade sud et qui est disponible pendant les journées non nuageuses en hiver, et la transférer vers la façade nord par l'intermédiaire de canalisations d'eau intégrées dans l'enduit isolant objet de l'étude. / In France, the building sector is the largest consumer of energy and accounts for about 43% of the total energy consumption. The building sector offers significant potential for improved energy efficiency through the use of high-performance insulation and energy-efficient systems. For existing buildings, renovation has a high priority in France because these buildings represent a high proportion of energy consumption and they will be present for decades to come. Nowadays, there is a growing interest in the so-called super-insulating materials, such as Aerogels. The objectives of this study are to examine the thermal behavior of buildings and to foster energy efficiency through the use of a newly developed aerogel-based insulating coating as well as the use of renewable energy sources, specifically solar energy. Firstly, the thermal and hygrothermal performance of exterior walls having different layer composition structures are examined. Secondly, the heating energy demand as well as the risk of summer overheating is examined for different construction periods and under different climates. Also, a mathematical model is built and compared to experimental measurement of a recently built full-scale house. Finally, the potential to decrease the heating load by adopting a closed wall loop system is scrutinized. The latter is a proposed system to capture some of the solar energy falling on the south facade available during non-cloudy winter days and transfer it to the north facade through water pipes embedded in the aerogel-based coating.