La RE2020 pousse les acteurs du BTP à réduire l’empreinte carbone des matériaux de construction. Bétons recyclés ou biosourcés, briques de terre crue, isolants en fibres végétales : ces matériaux sont en première ligne.
Mais leur développement actuel pose une question technique concrète aux responsables R&D : comment caractériser ces matériaux de construction bas carbone alors que leurs propriétés ne correspondent pas pleinement aux normes et essais existants ?
La difficulté n’est pas seulement réglementaire. Ces éco-matériaux ont des propriétés physiques, mécaniques et hydriques que les essais classiques ne mesurent pas ou pas de manière adaptée, ce qui peut rendre les résultats inexploitables pour une certification. Choisir les bons essais, dans le bon ordre, avec les bons paramètres : c’est là que se joue la qualité du dossier technique.
Cet article présente les essais incontournables pour chaque famille d’éco-matériaux, les points de vigilance spécifiques et les bonnes pratiques pour organiser la collaboration entre R&D industrielle, laboratoire de recherche et organisme certificateur.
Avant de choisir un protocole d’essais, il faut identifier la famille de matériau concernée et l’usage prévu. Ces deux paramètres déterminent les propriétés à mesurer et les méthodes appropriées.
Ces matériaux combinent une matrice cimentaire avec des granulats d’origine végétale. Leur comportement mécanique est atypique : plus déformable que le béton ordinaire, sensible à l’humidité, avec une carbonatation progressive, qui est à la fois un mécanisme de vieillissement et un paramètre clé pour quantifier le CO₂ absorbé sur le cycle de vie du matériau.
L’intégration de granulats issus de la démolition introduit une variabilité des intrants qui n’existe pas avec des granulats naturels. Les risques spécifiques incluent la réaction sulfatique interne (RSI) et une résistance mécanique plus hétérogène qu’il faut documenter rigoureusement.
La terre crue régule naturellement l’humidité ambiante, ce qui en fait un matériau très intéressant pour le confort intérieur. Mais cette propriété hygroscopique la rend aussi vulnérable à l’eau en excès. Sa caractérisation nécessite des essais spécifiques que les normes béton ne couvrent pas : résistance à l’érosion, cycles humidification/séchage, régulation hygrothermique.
C’est la famille la plus hétérogène : la nature et la composition des déchets intégrés varient d’un lot à l’autre, ce qui complique la reproductibilité des essais. Les questions de lixiviation (relargage de substances dans l’environnement), de comportement au feu et de vieillissement sont souvent prioritaires pour ces matériaux.
La résistance mécanique est le premier critère évalué pour tout matériau de construction. Mais pour les éco-matériaux, le choix du protocole d’essai est lui-même une décision technique qui impacte les résultats obtenus.
Pour un béton ordinaire, piloter l’essai en force ou en déplacement donne des résultats comparables. Pour un béton de bois ou un matériau composite, ce n’est pas le cas. Le pilotage en déplacement permet de suivre la façon dont le matériau se déforme, ce qui est précieux pour évaluer sa tolérance aux dommages.
Ce paramètre, doit être choisi explicitement en fonction des propriétés attendues du matériau et de son usage structurel ou non structurel.
Ces trois propriétés constituent le socle de la caractérisation mécanique. Pour les matériaux innovants, les essais doivent être adaptés à chaque matrice (cimentaire, terre, composite) et à différentes échéances pour documenter l’évolution des propriétés dans le temps. Pour la terre crue, les essais de résistance à la compression doivent être complétés par des essais de résistance à l’érosion.
Pour qu’un dossier de certification soit recevable par le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment), les équipements d’essai (presses, capteurs de déplacement) doivent être étalonnés par un organisme reconnu, comme le CERIB (Centre d’Etudes et de Recherches de l’Industrie du Béton). Cette traçabilité garantit que les résultats sont opposables et reproductibles.
Exemple : dans le cadre de notre collaboration avec la société Néolithe (qui a développé un béton à base de 30% de granulats issus du recyclage), nous avons fait étalonner les presses et les capteurs de déplacement par le CERIB avant toute campagne d’essais. Cette précaution, prise dès le démarrage du projet, a permis de produire un dossier ETPM recevable sans avoir à recommencer des séries de mesures.
Un matériau peut afficher d’excellentes propriétés mécaniques à l’état neuf et se dégrader rapidement en conditions réelles. La caractérisation de la durabilité est donc aussi importante que celle des performances initiales.
La réaction sulfatique interne (RSI) est le risque principal des bétons intégrant des granulats recyclés : certains granulats contiennent des sulfates qui peuvent réagir avec la matrice cimentaire et provoquer des gonflements destructeurs. Sa détection nécessite des essais spécifiques sur des échantillons conservés en conditions d’humidité contrôlée sur plusieurs mois avec des suivis de variations dimensionnelles, des propriétés mécaniques et microstructurales au cours du temps.
La carbonatation est un phénomène naturel par lequel le CO₂ atmosphérique se fixe dans la matrice cimentaire. Pour les bétons biosourcés, ce mécanisme peut être doublement intéressant : il contribue au bilan carbone positif du matériau (CO₂ absorbé et stocké) et il modifie les propriétés mécaniques dans le temps. Sa quantification est indispensable pour alimenter les FDES conformes à la RE2020.
Le comportement de la terre crue face à l’humidité est à la fois sa qualité principale et son point de vulnérabilité. Les essais de cycles humidification/séchage documentent sa résistance au vieillissement hydrique. Les courbes de sorption/désorption de l’humidité (mesurées par DVS, Dynamic Vapour Sorption) caractérisent sa capacité à réguler l’hygrométrie ambiante, un argument clé pour le confort des occupants.
La RE2020 impose aux projets de construction de justifier l’impact environnemental des matériaux utilisés, via les Fiches de Déclaration Environnementale et Sanitaire (FDES). Ces fiches s’appuient directement sur les données de durabilité produites lors de la caractérisation.
Il est donc stratégique d’intégrer dès la conception du protocole d’essais les mesures qui alimenteront la FDES : carbonatation pour les matériaux cimentaires, analyse du cycle de vie des fibres végétales, quantification des émissions lors de la fabrication. Cette approche évite d’avoir à compléter le dossier a posteriori avec des essais supplémentaires.
La caractérisation d’un éco-matériau, à la fois sur ses propriétés techniques mais aussi environnementales, facilite la conformité des projets de construction dans lesquels ce matériau est intégré, ce qui devient un argument commercial de premier plan face aux prescripteurs.
La qualité d’un dossier de certification dépend autant de l’organisation du projet que de la rigueur des essais. Il est important de :
✔️ Co-construire le protocole d’essais avec le CSTB dès le démarrage. Chaque famille de matériau nécessite une discussion préalable sur les essais pertinents et les seuils attendus.
✔️ Prévoir des réunions tripartites régulières (industriel, CAPACITÉS, expert évaluateur) pour valider chaque étape et détecter tôt les écarts entre résultats obtenus et exigences du dossier.
✔️ Documenter systématiquement les conditions d’essai, les paramètres de pilotage, les étalonnages et les éventuelles adaptations de protocole. Cette traçabilité est indispensable pour la recevabilité du dossier ETPM.
✔️ Anticiper les livrables complémentaires : FDES, rapports d’essais, procès-verbaux d’étalonnage. Les préparer en parallèle des essais réduit les délais en fin de projet.
En savoir plus sur la certification des matériaux innovants du BTP en l’absence de norme.
Un programme d’essais pour un éco-matériau innovant doit être défini selon l’usage visé, les performances attendues et les exigences du futur dossier technique. Il est recommandé d’impliquer l’évaluateur dès la conception du protocole pour sélectionner les essais pertinents, garantir la traçabilité des mesures et éviter les essais non exploitables.
La RE2020 n’impose pas de protocoles d’essais spécifiques, mais elle exige que les matériaux soient documentés via des FDES conformes à la norme EN 15804+A2. Ces fiches nécessitent des données de durabilité fiables : taux de carbonatation, analyse du cycle de vie, données d’émissions. Ce sont précisément ces données que la caractérisation doit produire.
La durabilité d’un matériau bas carbone s’évalue à travers des essais spécifiques selon sa nature : carbonatation et réaction sulfatique interne pour les bétons recyclés, cycles humidification-séchage pour la terre crue, ou vieillissement accéléré pour les composites biosourcés. Ces essais permettent d’anticiper les risques de dégradation et de sécuriser l’usage du matériau dans le temps.
CAPACITÉS ne dispose pas d’accréditation spécifique pour les essais normalisés sur les matériaux de construction. En revanche, nous travaillons en collaboration directe avec des experts du CSTB qui valident les protocoles et les résultats au fil du projet. L’étalonnage de nos équipements par des organismes reconnus, comme le CERIB, garantit la traçabilité des mesures. Ce modèle, mise en place pour plusieurs collaborations, produit des dossiers recevables.
Pour aller plus loin, téléchargez notre livre blanc sur les matériaux de construction issus des déchets du BTP.
Ce site utilise des cookies et vous donne le contrôle sur ce que vous souhaitez activer
Tous les trimestres dans votre boîte mail : des ressources scientifiques, les succès de nos clients et les prochaines occasions de nous rencontrer.
