Le parc de bâti ancien représente un potentiel d’économies d’énergie avéré. Cependant, sa diversité et certaines caractéristiques des matériaux d’enveloppe gênent la mise en place de stratégies de réhabilitation efficaces. Parmi ce patrimoine, les maisons individuelles en pierre calcaire présentent des problématiques spécifiques vis-à-vis de la réhabilitation. Le tuffeau, plus spécifiquement, est une pierre calcaire à forte porosité dont la particularité est la facilité avec laquelle il se gorge d’eau. Ses propriétés hygrothermiques sont alors impactées et le matériau se dégrade. Par ailleurs, ce bâti bénéficie de températures intérieures confortables en été et de qualités architecturales certaines. Il s’agit là de contraintes à considérer lors de la réhabilitation énergétique de ces bâtiments. Les solutions proposées doivent donc répondre à des objectifs parfois divergents. Pour le patrimoine en tuffeau, quatre critères sont apparus indispensables : les besoins de chauffage, le confort hygrothermique intérieur, le risque de dégradation du matériau et l’investissement financier. Dans ce contexte, l’objectif est de développer une démarche d’aide à la décision multicritère de stratégie de réhabilitation pérenne des bâtiments en tuffeau. Cette démarche a vocation à s’adapter à tous types de bâtiments en tuffeau et à considérer l’ensemble de ses spécificités. Un panel d’actions de réhabilitation portant sur les éléments d’enveloppe est identifié et testé sur le bâtiment considéré. La mise en place du processus a nécessité l’utilisation d’un outil de modélisation traduisant la réalité du comportement énergétique de ces bâtiments. L’outil EnergyPlus avec l’algorithme de transfert de masse et de chaleur HaMT a été mis en place et vérifié avec des mesures expérimentales. L’ensemble des résultats des stratégies de réhabilitation sont alors agrégées dans une méthode d’analyse multicritère. L'incertitude de l'évaluation des stratégies de réhabilitation est intégrée à la méthode (ELECTRE III) pour que les recommandations soient réalisées avec un degré de confiance satisfaisant. L’application de cette démarche à deux cas de bâtiments en tuffeau a mis en évidence l’adaptabilité de la démarche à des bâtiments de typologie et de complexité variables. Elle permet par ailleurs de fournir des recommandations robustes sur les travaux les plus pertinents à mener / The old buildings stock represents a true potential for energy savings. However, its diversity and some characteristics of its envelop materials interfere with the setting of effective retrofitting strategies. Among this heritage, individual limestone dwellings present specific issues concerning retrofitting. Tuffeau, particularly, is a high porosity limestone which specificity is propensity to fill up with water. Its hygrothermal properties are then affected and it quickly deteriorates.Furthermore, this kind of building offers comfortable indoor summer temperatures and undeniable architectural qualities. Those factors have to be considered during the energetic retrofitting of those dwellings. Consequently, the solutions proposed have sometimes to meet divergent goals. Concerning limestone heritage, four criteria appeared as indispensable: the heating needs, the indoor hygrothermal comfort, the material deterioration risk, and the financial investment. In thiscontext, the goal is to develop a multicriteria decision aiding method of old limestone buildings retrofitting strategies. This method has a potential to adapt to every type of limestone buildings and to consider those specificities as a whole. A panel of retrofitting actions concerning the envelop elements is identified and then tested on the concerned building. The process implementation required the use of a modeling tool to translate the reality of those buildings behaviour. The tool EnergyPlus with its mass and heat transfer algorithm HaMT was implemented and validated with experimental measures. The uncertainty of the retrofitting strategies results are thenintegrated to the method (ELECTRE III) so that the recommendation can be performed with an acceptable level of confidence.The application of this process to two cases of limestone buildings emphasized the adaptability of this method to very different buildings in term of typology and complexity. It also allows providing with robust recommendations on which retrofitting work has to be performed.

La pierre monumentale subit au fil du temps des mécanismes de dégradation physiques, chimiques et biologiques qui détruisent l’épiderme des monuments et affectent la structure porteuse et sa stabilité. La compréhension des mécanismes de dégradation est nécessaire pour les gestionnaires d’ouvrages surtout que les études menées jusqu’à présent sont souvent incomplètes. Dans cette problématique, une étude de la dégradation de la pierre calcaire de Blaye est réalisée en collaboration avec le projet européen Medachs et la mairie de Blaye. Cette étude est composée de deux parties principales réalisées sur le site et en laboratoire. L’étude in-situ consiste à appareiller une pierre de façon à avoir la température de l’air et à la surface, à l’extérieur et à l’intérieur du bâtiment, et à 3 profondeurs dans la pierre. Un modèle numérique alimentée par les résultats des mesures expérimentales est élaboré pour estimer la valeur de la conductivité thermique du matériau. La pierre est alors découpée en 3 épaisseurs et la conductivité thermique est calculée pour chaque épaisseur en appliquant une méthode d’optimisation (Powell). La variation de la conductivité est directement liée à celle de la porosité et donc de l’état d’altération du matériau. L’étude au laboratoire est réalisée en deux étapes. En premier temps, des éprouvettes du matériau vierge en provenance de la carrière locale sont utilisées pour caractériser l’état initial du matériau. Pour cela, des paramètres physiques (masse volumique, porosités) et des paramètres mécaniques (vitesse ultrasonore et résistance mécanique) sont mesurés et identifiés. En deuxième temps ,nous réalisons des essais de vieillissement accéléré par action des sels et par action des cycles hygrothermiques. Les essais montrent la fragilité du matériau et mettent en évidence une résistance très faible face à la cristallisation de sels. Le travail réalisé, à la fois en laboratoire et in-situ, met en évidence la nécessité de mieux comprendre les mécanismes de dégradation et de mieux connaitre le matériau en particulier au niveau de l’action des sels. On propose de réaliser des essais qui prennent plus en compte les conditions d’exposition de la pierre (température, nature des sels, etc.). / Monumental stone is exposed to alteration caused by physical, chemical and biological mechanisms of degradation. With time, these mechanisms can destruct the monument epidermis and endanger the structure stability. The complex mechanisms of stone degradation are not fully understood. Our scientific knowledge is incomplete. Within the framework of the maintenance of historical monuments, a study of Blaye limestone alteration is realized with the collaboration of the European project Medachs and the town hall of Blaye. Our study can be divided into two major parts : an in-situ study and a laboratory study. The on site study consists on measuring the temperature evolution at the internal and external surface of a chosen stone in the building as well as the temperature evolution at the air in the inside and the outside of the building and at three depths in the stone. A numerical model is built in order to estimate the thermal conductivity of the stone based on the measurements results. The model consists on considering that the stone is composed of three layers characterized with three different values of the thermal conductivity. These values are estimated by using an optimization algorithm (Powell). The thermal conductivity varies with the porosity and thus can be considered as an indicator of the stone damage On the other hand, the laboratory study is realized in two stages. At first, the physical and the mechanical parameters of the original material are estimated by carrying out different measurements (relative density, porosiy, ultrasonic velocity, and compressive resistance). The samples that were used for the measurements were extracted from the local quarry. Then two types of accelerated ageing tests were realized : salt crystallization and hydro-thermal cycles. The results of the tests showed a low resistance of the material especially to salt crystallization. At the end, the results of the in-situ and the laboratory study show the fragility of the material and highlight the need and the importance of a better understanding of the degradation mechanisms. The effect of the environmental conditions should be included in the studies in order to have a clear image about the variation of the material resistance to salt crystallization with the exposure conditions (temperature, type of salts, etc.).

L’utilisation des bétons secs représente de grands volumes de production au Québec. Pour des raisons techniques, économiques et environnementales, l’utilisation d’ajouts cimentaires dans ce type de béton est pratique courante. Le coût et la disponibilité de ces matériaux peuvent toutefois être un obstacle à leur utilisation. Ce projet vise donc à étudier la possibilité d’utiliser des matériaux alternatifs en remplacement partiel du ciment dans les bétons compactés au rouleau et les bétons moulés à sec. Les matériaux à l’étude sont : la poudre de verre, des poussières de pierre calcaire et des poussières de béton concassé. Les bétons compactés au rouleau fabriqués en laboratoire sont représentatifs des mélanges typiques utilisés pour la fabrication de pavages. En fonction de leur maniabilité, ces bétons se divisent en deux catégories distinctes : les bétons compactés au rouleau (BCR) et les bétons compactés à la paveuse (BCP). Les essais réalisés sur ces bétons permettent d’évaluer l’influence de la poudre de verre et des poussières de concassage sur la maniabilité du béton frais, la résistance à la compression, la résistance à la flexion et la pénétration des ions chlore. Les bétons moulés à sec fabriqués en laboratoire sont représentatifs des mélanges utilisés par l’industrie pour la fabrication de pavés. Les essais réalisés sur ces bétons permettent d’évaluer l’influence de la poudre de verre et des poussières de concassage sur la maniabilité du béton frais, l’absorption, la masse volumique, la résistance à la compression et la résistance à la traction. Des blocs de maçonnerie et des pavés ont été fabriqués en usine pour évaluer le potentiel d’utilisation de la poudre de verre en remplacement cimentaire. La masse volumique, l’absorption et la résistance à la compression ont été mesurées en laboratoire sur ces éléments. La résistance à l’écaillage a été mesurée sur les pavés.