Anahita Mirani * Réinterprétation et revalorisation de l’enveloppe porteuse en pierre à faible impact environnemental
8 décembre 2025 thèse GSA - ED ISMME
Cycle - Année
Soutenance de thèse
Lundi 8 décembre 2025
14h00
École d’architecture Paris-Malaquais – PSL
14 rue Bonaparte – Paris VIe
Amphithéâtre d’Honneur, École des Beaux-Arts, 14 Rue Bonaparte, 75006 Paris
Entrée libre dans la limite des places disponibles
Ou suivre la soutenance en visioconférence
Laboratoire de recherche : GSA – Ecole d’architecture Paris-Malaquais – PSL
École doctorale : Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique (ISMME), École des Mines Paris–PSL, Université PSL
Directeur de thèse : Professeur Robert Le Roy (GSA, ENSA Paris-Malaquais – PSL)
Co-encadrante : Roberta Zarcone (GSA, ENSA Paris-Malaquais – PSL)
COMPOSITION DU JURY :
- Cyril DOUTHE (École nationale des ponts et chaussées), Rapporteur
- Stéphane MOREL (Université de Bordeaux), Rapporteur
- Marine BAGNERIS (ENSA Marseille), Examinatrice
- Léda DIMITRIADI (ENSA Paris-Val de Seine), Examinatrice
- Yazid MADI (MINES ParisTech), Examinateur
RÉSUMÉ DE LA THÈSE :
Cette recherche étudie les potentialités de la pierre pour les enveloppes en mobilisant ses propriétés constructives et environnementales dans une perspective de renouvellement de l’imaginaire architectural. Dans la continuité des travaux de GSA sur les maçonneries, la recherche étudie des morphologies constructives selon le principe des structures autobloquantes appliquée cette fois aux parois verticales. Une des clés de la tenue mécanique de ces structures étant la maîtrise du confinement, l’hypothèse de la recherche est de matérialiser ce dernier par un collage structural.
Le travail explore ainsi une nouvelle technologie constructive intégrant un adhésif, ici à base de polyuréthane recyclé (par l’entreprise POLYCHEM Solutions Co). Plusieurs questions apparaissent donc dans la recherche : quels systèmes innovants de construction d’enveloppes en pierre sont réalisables dans le cadre des hypothèses posées ? Quelle est l’efficacité du collage structural en fonction de la nature de la pierre et de la morphologie ? Quelle est l’impact environnemental de cette technologie ?
Pour répondre aux questions précédentes, cette thèse en architecture propose une approche multi disciplinaires mobilisant l’architecture, la morphologie structurale, la science des matériaux et des structures, les sciences de l’environnement.
La première partie du mémoire est consacré à un état de l’art sur les enveloppes en pierre et sur les systèmes autobloquants. Dans la deuxième partie, plusieurs campagnes expérimentales de caractérisation des matériaux sont réalisées. Elles portent successivement sur l’adhésif polyuréthane recyclé, sur la pierre calcaire retenue et sur les assemblages pierre–adhésif. Cette étape a permis d’évaluer l’influence du taux de recyclage sur le comportement mécanique de l’adhésif, d’identifier les combinaisons pierre–adhésif les plus adaptées aux systèmes autobloquants et de guider l’optimisation des formulations. Les résultats obtenus ont orienté le choix des formulations et des typologies autobloquantes, en établissant un lien entre les performances mesurées et les exigences constructives et environnementales.
Une analyse morphologique a été mené sur différentes topologies de systèmes autobloquants, en considérant l’influence de la géométrie des interfaces sur les procédés de fabrication. En parallèle, une analyse du cycle de vie a été menée afin d’évaluer l’impact de la géométrie des interfaces sur les performances environnementales pour différentes topologies autobloquantes.
Le comportement mécanique a ensuite été simulé par éléments finis sous divers scénarios de chargement. Ces analyses permettent d’évaluer à la fois le potentiel porteur des enveloppes autobloquantes et l’effet de la géométrie des interfaces sur la performance mécanique globale.
Sur la base de l’ensemble des résultats obtenus, une méthode intégrée de conception et de fabrication des enveloppes autobloquantes en pierre a été élaborée afin de prendre en compte à la fois le comportement mécanique, la réduction des déchets et l’évaluation de l’impact environnemental du procédé. Un cas d’étude et une phase de prototypage ont permis de confronter données expérimentales, simulations numériques et analyses environnementales à une réalisation concrète, validant la cohérence et l’efficacité de l’approche proposée.
Mots-clés : Structure en pierre, Système autobloquant, Analyse du cycle de vie, Nouveaux matériaux, processus informé
