Philippe POULLAIN

Mathématiques, topographie, transferts thermiques, thermodynamique, électricité, hydraulique, équipement technique

Ecoconstruction

Mon travail consiste à caractériser les méthodes de construction en terre crue afin de déterminer leurs propriétés mécaniques et hygrothermiques, leur durabilité... Les matériaux étudiés sont réalisés à partir de différentes terres renforcées par différentes fibres végétales (thèses Armel Laibi et Junior Tchiotsop). Une attention particulière est portée à la variabilité des propriétés en lien avec la variabilité des matériaux premiers. Par ailleurs, l’étude des propriétés hygrothermiques se fait de l’échelle du matériau jusqu’à l’échelle de la paroi (chambre biclimatique). Ces études sont complétées par une étude du patrimoine en terre crue sur la presqu’ı̂le guérandaise, notamment pour déterminer les raisons de l’utilisation de la terre sur la partie orientale de la région uniquement. Je travaille également dans le cadre de la thèse de Marie-Hélène AZAM sur la réduction de modèle pour la simulation énergétique à l’échelle de la ville ou du quartier.

Fabrication additive grande dimension

Dans le domaine de la fabrication additive grande dimension, je m’intéresse à la construction des bâtiments par impression 3D (technologie Batiprint3D^TM brevetée – coffrage en mousse de polyuréthane + béton autoplaçant). Cette technologie a été utilisée pour la  construction du démonstrateur Yhnova^TM, projet phare de l’Université de Nantes ces deux dernières années. Je travaille au développement de solutions d’impression 3D à base de matériaux biosourcés. Je participe également au groupe de travail Robotique et Chantier regroupant universitaires et industriels, qui a pour objectif l’automatisation dans la construction. Par ailleurs, des collaborations avec des industriels ou maı̂tres d’ouvrage publics ou privés, devraient déboucher prochainement sur de nouveaux projets de construction. La collaboration fructueuse avec les chercheurs du LS2N Benoît Furet et Sébastien Garnier a débouché sur la création de la start-up .

Encadrement de thèse

• Inès Othmen – Étude des matériaux d’isolation compatibles avec la pierre de tuffeau : application à la réhabilitation du bâti ancien et/ou historique – Direction Pierre Mounanga
• Bach Quoc Tien – Influence du remplacement du ciment par des cendres volantes à faible teneur en calcium sur la cinétique de prose de pâtes de ciment au jeune âge – Direction Pierre Mounanga
• Armel Laibi – Comportement hygro-thermo-mécanique de matériaux structuraux pour la construction associant des fibres de kénaf à des terres argileuses – Direction Moussa Gomina et Dominique Souhounloué
• Marie-Hélène Azam – Application de la réduction de modèle pour la simulation thermique à l’échelle de la ville – Direction Marjorie Musy
• Junior Chancel Tchiotsop – Étude de la variabilité des propriétés mécaniques et thermo-hydriques des terres crues - Influence de la présence des fibres et des différents procédés de mise en œuvre – Direction Stéphanie Bonnet
• Yameng Ji – Large-scale 3D printing with low environmental impact materials – Direction Nordine Leklou
• Yassine Belarbi – Ageing and weathering effects on raw earth composites – Direction Stéphanie Bonnet
• Théo Poupard – Engineering model for the hygrothermal simulations of raw earth buildings – Direction Stéphanie Bonnet
• Ali El Hage – Topological optimisation of 3D printing structures – Direction Nordine Leklou
• Abdeslam Skoudarli – Wood panels made by additive manufacturing – Direction Nordine Leklou et Régis Pommier

Liste des publications

Articles dans des revues internationales

1. Yameng  Ji, Philippe Poullain, Nordine Leklou. The selection and design ofearthen materials for 3d printing. Construction and Building Materials, 404:133114, 2023
2. Tchiotsop Junior, Bonnet Stéphanie, Kiessé Tristan Senga, Issaadi Nabil, and Poullain Philippe. Local and global sensitivity analysis of a coupled heat and moisture transfers model: effect of the variability of cob material properties. Heat and Mass Transfer, 2023
3. Philippe Poullain, Mircea Barnaure, and Stephanie Bonnet. Mechanical properties of cob-earth composites: Variability and focus on the different calculation methods of young’s modulus. Journal of Building Engineering, 72:106622, 2023
4. Assia Aboubakar Mahamat, Nordine Leklou, Ifeyinwa Ijeoma Obianyo, Philippe Poullain, Tido Tiwa Stanislas, Olugbenga Ayeni, Numfor Linda Bih, and Holmer Savastano. Assessment of hygrothermal and mechanical performance of alkali activated borassus fiber reinforced earth-based bio-composite. Journal of Building Engineering, 62:105411, 2022
5. Junior Tchiotsop, Nabil Issaadi, Philippe Poullain, Stéphanie Bonnet, and Rafik Belarbi. Assessment of the natural variability of cob buildings hygric and thermal properties at material scale:  Influence of plants add-ons. Construction and Building Materials, 342:127922, 2022
6. Yassine Elias Belarbi, Mohamed Sawadogo, Philippe Poullain, Nabil Issaadi, Ameur El Amine Hamami, Stéphanie Bonnet, and Rafik Belarbi. Experimental characterization of raw earth properties for modeling their hygrothermal behavior. Buildings, 12(5), 2022
7. Mircea Barnaure, Stephanie Bonnet, and Philippe Poullain. Earth buildings with local materials: Assessing the variability of properties measured using non-destructive methods. Construction and Building 3 Materials,
8. Marie-Hélène Azam, Julien Berger, Sihem Guernouti, Philippe Poullain, and Marjorie Musy. Parametric pgd model used with orthogonal polynomials to assess efficiently the building’s envelope thermal performance. Journal of Building Performance Simulation, 14(2):132–154, 2021
9. Glaydson Simões dos Reis, Bogdan Grigore Cazacliu, Alexis Cothenet, Philippe Poullain, Michaela Wilhelm, Carlos Hoffmann Sampaio, Eder Claudio Lima, Weslei Ambros, and Jean-Michel Torrenti. Fabrication, microstructure, and properties of fired clay bricks using construction and demolition waste sludge as the main additive. Journal of Cleaner Production, 258 :120733, 2020. ISSN 0959-6526.
10. Benoit Furet, Philippe Poullain, and Sébastien Garnier. 3d printing for construction based on a complex wall of polymer-foam and concrete. Additive Manufacturing, 2019.
11. Armel B Laibi, Philippe Poullain, Nordine Leklou, Moussa Gomina, and Dominique KC Sohounhloué. Influence of the kenaf fiber length on the mechanical and thermal properties of compressed earth blocks (ceb). KSCE Journal of Civil Engineering, 22(2) :785–793, 2018.
12. Nathan Benkemoun, Hayder Al Khazraji, Philippe Poullain, Marta Choinska, and Abdelhafid Khelidj. 3-d mesoscale simulation of crack-permeability coupling in the brazilian splitting test. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 42(3) :449–468, 2018.
13. Marie–Hélène Azam, Sihem Guernouti, Marjorie Musy, Julien Berger, Philippe Poullain, and Auline Rodler. A mixed pod–pgd approach to parametric thermal impervious soil modeling : Application to canyon streets. Sustainable Cities and Society, 42 :444–461, 2018.
14. Inès Othmen, Philippe Poullain, and Nordine Leklou. Sensitivity analysis of the transient heat and moisture transfer in a single layer wall. European Journal of Environmental and Civil Engineering, pages 1–19, 2018.
15. B.A. Laibi, M. Gomina, E. Sagbo, M. Agbahoungbata, Ph. Poullain, N. Leklou, and Sohounhloule K. C.D. Physicochemical and mechanical characterization of benin’s kenaf fibers and its effect on the building compressed earth blocks (ceb) mechanical properties. Research Journal of Chemical Sciences, 7(2) :6–15, 2017.
16. H. Al Khazraji M. Choinska A. Khelidj N. Benkemoun, Ph. Poullain. Meso-scale investigation of failure in the tensile splitting test : Size effect and fracture energy analysis. Engineering Fracture Mechanics, 168 :242–259, 2016.
17. Luc Sibille, Franck Lominé, Philippe Poullain, Yacine Sail, and Didier Marot. Internal erosion in granular media : direct numerical simulations and energy interpretation. Hydrological Processes, 29(9) :2149–2163, 2015.
18. Franck Lominé, Luc Scholtes, Luc Sibille, and Philippe Poullain. Modeling of fluid–solid interaction in granular media with coupled lattice boltzmann/discrete element methods : application to piping erosion. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 37(6) :577–596, 2013.
19. M Kismi, Ph. Poullain, and P Mounanga. Transient thermal response of lightweight cementitious composites made with polyurethane foam waste. International Journal of Thermophysics, 33(7) :1239–1258, 2012.
20. Patrick Glouannec, Florence Collet, Christophe Lanos, Pierre Mounanga, Thomas Pierre, Philippe Poullain, Sylvie Pretot, Julien Chamoin, and Atika Zaknoune. Propriétés physiques de bétons de chanvre. Matériaux & Techniques, 99(6) :657–665, 2011.
21. Luc Sibille, Tom Mullin, and Philippe Poullain. The effect of particle shape on the marginal rigidity state in 2d granular media. EPL (Europhysics Letters), 86(4) :44003, 2009.
22. Pierre Mounanga, Wilfried Gbongbon, Philippe Poullain, and Philippe Turcry. Proportioning and characterization of lightweight concrete mixtures made with rigid polyurethane foam wastes. Cement and Concrete Composites, 30 (9) :806–814, 2008.
23. Philippe Poullain, Pierre Mounanga, Guy Bastian, and Roger Coue. Determination of the thermophysical properties of evolutive porous media : application to civil engineering materials. The European Physical Journal-Applied Physics, 33(1) :35–49, 2006.
24. Stéphane Rodts, François Bertrand, Sébastien Jarny, Philippe Poullain, and Pascal Moucheront. Développements récents dans l’application de l’irm à la rhéologie et à la mécanique des fluides. Comptes Rendus Chimie, 7(3-4) : 275–282, 2004.

Brevets internationaux

1. Benoı̂t Furet, Sébastien Garnier, Philippe Poullain, and Nordine Leklou. Wo 2017/191404a1 : Method for constructing a building wall by additive manufacturing, 2017.
2. Benoı̂t Furet, Sébastien Garnier, Elodie Paquet, Philippe Poullain, Alexandre Ambiehl, and Bressac Thomas. Wo 2019/180092 : Construction element, 2019.

Expert Scientifique

• Materials Today : Proceedings (CiteScore : 1.09)
• Metals (CiteScore : 2.41)
• Materials (CiteScore : 3.26)
• International Journal For Numerical Methods in Engineering (CiteScore : 3.31)
• Construction and Building Materials (CiteScore : 5.08)
• Sustainable Cities and Society (CiteScore : 5.22)
• Materials and design (CiteScore : 6.25)
• Additive Manufacturing (CiteScore : 9.62)