Philippe Coussot

Philippe Coussot est ingénieur général des ponts, des eaux et forêts et effectue ses recherches au laboratoire Navier (CNRS/ENPC/Université Gustave Eiffel). Il a débuté ses recherches par une thèse soutenue en 1992 sur la rhéologie des laves torrentielles (coulées de boue dans les torrents de montagne), poursuivie par des travaux sur l’hydraulique de ces fluides au Cemagref de Grenoble. Il a ensuite pris en charge en 1996 le projet d’IRM (Imagerie par Résonance Magnétique) appliquée aux matériaux du génie civil et de l’environnement au laboratoire central des ponts et chaussées, continuant en parallèle des recherches sur la rhéologie des fluides complexes, et plus particulièrement les fluides à seuil (pâtes, émulsions, suspensions concentrées, etc). Au sein du laboratoire Navier, il a développé la rhéométrie par IRM appliquée à ces matériaux, permettant ainsi de disposer d’une analyse directe de leur comportement mécanique complexe. Depuis une dizaine d’années, en collaboration avec l’équipe IRM du laboratoire, il développe également des recherches sur les transferts en milieux poreux s’appuyant sur la Relaxométrie RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) et l’IRM. Ces travaux aboutissent notamment à la distinction et la quantification des transferts entre les différents types d’eau au sein de matériaux poreux multi-échelles incluant des nanopores.

Il a notamment reçu la Médaille d’Argent du CNRS en 2015, le prix Weissenberg de l’European Society of Rheology en 2017, et la Medal for Porous Media Research de l’International Society for Porous Media en 2023.

PROJET PHYSBIOMAT

From fiber to wall: physical approach to hygrothermal

De la fibre au mur : approche physique du comportement hygrothermique des matériaux de construction biosourcés

En France environ 12% des matériaux de construction sont biosourcés, autrement dit constitués (dans le cas des isolants) de fibres de bois, de chanvre, de cellulose, de lin, de coton, ou encore de paille, etc., éventuellement enrobés (dans le cas des bétons de chanvre, de l’adobe, du pisé, etc) d'une pâte minérale. Du fait de leur production naturelle, de leur capacité de stockage de CO2, et de leur recyclabilité partielle ou totale, l’utilisation de ces matériaux permet de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre associées à la construction. En outre, ils jouent un rôle de régulateurs de l’humidité ambiante, améliorant la qualité de l’air et le confort de l’habitant, réduisant ainsi les besoins en ventilation et chauffage. Ces qualités sont obtenues par des échanges entre la vapeur d'eau dans l’air et « l'eau liée », c'est-à-dire l'eau absorbée dans la structure solide sous forme d’inclusions liquides nanométriques dans les régions amorphes de la cellulose, combinés à des transferts de chaleur résultant de la transition de phase eau liée - vapeur.

Le projet PHYSBIOMAT a pour but de comprendre et prévoir les transferts d'eau et de chaleur (« comportement hygrothermique ») dans ces matériaux pour améliorer leur conception et optimiser leurs conditions d'utilisation afin de réduire la consommation d’énergie du bâtiment. Pour cela nous décrirons explicitement les processus physiques à l’échelle de la fibre, notamment la dynamique de sorption, la diffusion de l'eau liée et le transport de vapeur, puis nous étendrons cette approche à un empilement de fibres constitutif d’un mur. Les techniques de relaxométrie RMN (Résonance Magnétique Nucléaire) et d’IRM (Imagerie par Résonance Magnétique), permettant de distinguer les différentes phases de l’eau (liée ou libre), de quantifier les transports de cette eau et les transferts thermiques, joueront dans ce projet un rôle essentiel : détermination directe des coefficients de transports et validation des modélisations.