Simulation de la réponse du bambou à l’humidité utilisée pour empêcher la croissance de moisissures dans les matériaux de construction

La solution de moisissure simule la réponse du bambou à l'humidité lorsqu'elle est utilisée dans la construction

Le logiciel WUFI de Fraunhofer IBP montre la réponse d’un matériau à l’humidité au fil du temps au moyen d’un film. L’axe des y indique la température et la teneur en humidité, tandis que l’axe des x montre une coupe transversale du composant. Crédit : Fraunhofer-Gesellschaft

En tant que matière première renouvelable à croissance rapide, le bambou est un substitut idéal au bois. Cependant, la sensibilité du bambou à la moisissure dans des conditions humides pose un problème. Les chercheurs de Fraunhofer ont maintenant analysé la réponse du bambou à l’humidité dans des conditions climatiques spécifiques. En utilisant un logiciel de simulation, les propriétaires de bâtiments peuvent planifier et mettre en œuvre des mesures pour empêcher la croissance de moisissures.

À l’ère du changement climatique, le bambou se classe parmi les matériaux de construction les plus prometteurs. Le bambou est une matière première renouvelable à croissance rapide, qui absorbe le CO2, et est économe en ressources et biodégradable. Pour cette raison, l’industrie de la construction choisit de plus en plus de l’utiliser comme substitut du bois, qui se raréfie en raison de l’augmentation des activités de construction à travers le monde.

Cependant, les Bambusoideae (nom scientifique du bambou), qui font partie de la famille des graminées vivaces, posent un problème structurel : au cours de leur durée de vie séculaire, les arbres développent une résistance aux bactéries et moisissures nocives. Cependant, la durée de vie d’une tige de bambou n’est que de 20 ans. En conséquence, il est moins capable de se protéger et est donc vulnérable aux infestations de moisissures.

L’Institut Fraunhofer de physique du bâtiment IBP présente maintenant une solution qui aide à prévoir la réponse du bambou à l’humidité, permettant ainsi de gérer efficacement l’humidité du matériau. “L’objectif est d’empêcher la croissance de moisissures sans utiliser de conservateurs chimiques qui peuvent également nuire à l’homme”, explique le professeur Dr. Hartwig Künzel, responsable de l’hygrothermie chez Fraunhofer IBP.

Tests en laboratoire pour déterminer les propriétés des matériaux

La première étape consistait à déterminer les propriétés matérielles hygrothermiques du bambou sous certaines conditions climatiques. À la suite d’études en Chine, d’autres tests ont été effectués dans l’installation d’essais en plein air de Fraunhofer IBP à Holzkirchen près de Munich, en Allemagne. Ici, les produits en bambou étaient exposés aux intempéries tandis que les conditions climatiques étaient enregistrées en détail par une station météorologique. Une équipe d’experts a ensuite examiné le matériau en laboratoire. Combien d’eau et de vapeur d’eau le bambou a-t-il absorbé ? Quelle quantité a été libérée et comment l’humidité a-t-elle été transportée dans le matériau ? Dans ce dernier cas, le matériau a été examiné à l’aide d’un scanner IRM, qui a révélé comment l’eau absorbée était distribuée et déplacée à l’intérieur du matériau.

La solution de moisissure simule la réponse du bambou à l'humidité lorsqu'elle est utilisée dans la construction

De la même manière que le bois, le bambou peut être utilisé pour fabriquer des panneaux robustes. Crédit : Fraunhofer-Gesellschaft

Logiciel de simulation pour toutes les conditions climatiques

Au cœur technologique du projet se trouvait le logiciel de simulation hygrothermique WUFI. Il utilise une méthode de calcul transitoire qui a été validée dans des expériences à travers le monde. Ce logiciel permet de simuler de manière réaliste les conditions thermiques et d’humidité dans les composants et les bâtiments. En utilisant les propriétés déterminées en laboratoire, le logiciel simule le comportement du bambou lorsqu’il est exposé à des conditions climatiques spécifiques et présente les résultats à l’aide d’un graphique animé qui montre la progression dans le temps. Cela peut être utilisé pour dériver la probabilité que la moisissure se développe. En règle générale, la moisissure commence à présenter un risque pour le bambou dans des conditions ambiantes de 80 pour cent d’humidité atmosphérique relative. Une entreprise de construction qui utilise le bambou pour la construction de bâtiments durables peut utiliser l’analyse du logiciel pour mettre en œuvre des mesures qui fourniront des conditions cadres efficaces, telles que la protection contre l’humidité.

« Le logiciel WUFI fournit des résultats fiables et détaillés sur la réponse du bambou à l’humidité. Cela permet aux entreprises de construction et aux architectes de planifier et de construire des bâtiments écologiquement sûrs et durables en utilisant le bambou comme matériau de construction », explique Künzel. En outre, ces découvertes peuvent également être utilisées pour ouvrir de nouveaux domaines d’application pour différents matériaux fabriqués à partir de bambou.

Les chercheurs ont développé le logiciel de simulation il y a des années. À la lumière de l’augmentation actuelle de la demande de substituts du bois, les chercheurs de Fraunhofer ont désormais également validé le logiciel pour le bambou. « Il existe une variété de versions de WUFI disponibles, en fonction de l’application et des exigences. Nous les concédons également sous licence à des partenaires internationaux », explique Künzel. Le bambou est le mieux adapté comme substitut du bois. C’est un matériau fibreux, léger, qui offre une grande stabilité à long terme, et peut être utilisé pour fabriquer des panneaux (comme des lambris muraux) de la même manière que le bois. Le bambou peut également être utilisé pour les lames de parquet car il est très dur. En raison de sa flexibilité, le bambou est idéal pour la construction dans les zones sismiques.

Domaines de recherche : climat intérieur, génie des structures et biohygrothermie

Les roseaux (Typha) sont un autre substitut écologique du bois que Fraunhofer IBP a étudié dans le passé. Lorsqu’ils sont utilisés pour construire des murs, les roseaux agissent bien comme matériau de construction stable, isolant et durable. L’expertise concernant les matériaux qui peuvent remplacer le bois ne fait qu’une partie de la compétence spécialisée offerte par Fraunhofer IBP. L’institut, avec des sites à Stuttgart et Holzkirchen, possède de nombreuses années d’expertise en physique du bâtiment. Cela inclut, par exemple, l’ingénierie structurelle, le climat intérieur et la biohygrothermie, qui sont tous considérés du point de vue de la durabilité. À titre d’exemple, les scientifiques étudient également la climatisation dans les avions et la gestion de l’humidité dans les emballages. Actuellement, il est prévu un projet d’évaluation des possibilités de transport climatiquement stable de marchandises sensibles.


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Fourni par Fraunhofer-Gesellschaft

Citation: Simulation de la réponse du bambou à l’humidité utilisée pour empêcher la croissance de moisissures dans les matériaux de construction (2021, 1er septembre) récupéré le 1er septembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-09-simulation-bamboo-response-moisture-mold. html

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