The gradual development of government policies for ecological transition in the modern construction sector leads researchers to explore new alternative and low environmental impact materials with a particular focus on bio-sourced materials. In this perspective, the mechanical, thermal insulation, and the sound absorption performances of a spent coffee grounds/potato starch bio-based composite were analyzed for potential application in buildings. Based on thermal conductivity and diffusivity tests, the coffee grounds waste biocomposite was characterized as an insulating material comparable with conventional thermal insulation materials of plant origin. Acoustical tests revealed absorption coefficients in the same range as other conventional materials used in building acoustical comfort. This bio-sourced material presented a sufficient compressive mechanical behavior for non-load-bearing structures and a sufficient mechanical capacity to be shaped into building bricks. Mechanical, thermal, and acoustic performances depend on the moisture environment. The groundwork was laid for an initial reflection on how this composite would behave in two opposite climates: the continental climate of Reims in France and the tropical climate of Belém in Brazil.

One possible approach to reducing the environmental impacts associated with the building sector is the development and use of bio-based building materials. The objective of this study is to determine the water properties of bio-based insulation materials, derived from winegrowing co-products, which promote energy efficiency. The water performance of these new bio-based materials is based on the measurement of the moisture buffer value, the sorption isotherm, and the water vapor permeability. Four by-products are analyzed: stalks, grape pomace, crushed stalks, and skins; they are combined with a potato starch binder. The performance of these composites is compared to two other bio-based composites (hemp/starch and beet pulp/starch). The stalk/starch composite can be classified as a hygroscopic and breathable material with excellent moisture retention capacity.

Lors de l’élaboration du champagne, les grappes de raisin sont pressées. A l’issue de cette étape, elles sont transformées en marc de raisin ou aignes (appellation en région champagne). Ce résidu est composé principalement de rafles, peaux et pépins. Il est envoyé en distillerie afin d’y extraire le jus restant pour y élaborer le marc de champagne. Après cette étape, le marc de raisin est peu ou en partie valorisé, laissant des quantités importantes de biomasse en compostage. L'objectif de ce projet de thèse a été de valoriser les aignes en les utilisant comme constituant de base pour mettre au point un nouvel agromatériau capable de remplacer les matériaux classiques d'isolation des bâtiments (laine de verre, laine de roche, polystyrène, ...). Cela fait partie d’une nouvelle approche pour réduire les impacts environnementaux associés au secteur du bâtiment, en y incorporant de la matière biosourcée. De plus, la valorisation des marcs de raisins peut s’inscrire dans une démarche d’économie circulaire et locale permettant de créer de la valeur ajoutée pour le secteur agricole et les territoires. Quatre sous-produits sont étudiés ; les aignes, les rafles, les rafles broyées et les peaux ; ils sont associés à un liant à base d’amidon de pomme de terre. Notre motivation était de concevoir un matériau 100% biosourcés et issu de ressources locales. Une étude des propriétés physico-chimiques des matières premières a été faite. Par la suite, le comportement mécanique des agrocomposites a été étudié par compression et flexion trois points, ainsi que le comportement thermique et acoustique. La performance hydrique de ces nouveaux matériaux est basée sur la mesure de la valeur du tampon d'humidité, de l'isotherme de sorption et de la perméabilité à la vapeur d'eau. Les rafles entières et les broyées ont été choisies pour optimiser les propriétés thermiques et acoustiques en faisant varier la proportion d’amidon. Ces agrocomposites à base de rafles broyées ou de rafles avec 10% d’amidon permettraient de proposer une solution alternative aux matériaux actuels au vu des diverses propriétés déterminées : une conductivité thermique inférieure à 0,065 W(m.K) et une valeur de MBV rentrant dans la classe d’excellent régulateur hydrique selon la classification du projet NordTest. De tels matériaux permettent de réduire la consommation d'énergie des bâtiments, réduisant ainsi les émissions de CO2, tout en offrant une bonne isolation thermique, hygrothermique et acoustique. Une étude sur la durabilité des agrocomposites est aussi présentée via trois essais différents (immersion dans l’eau, résistance à l’humidité et réaction au feu).