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Sujet : Compréhension des interactions « ciment/poudre de verre recyclé » dans des matériaux cimentaires : investigations expérimentales et modélisations probabilistes.

Problématique : Parmi les différents constituants des matériaux cimentaires, le ciment représente la source principale d’impacts sur l’environnement, et d’émissions de gaz à effet de serre en particulier. Par conséquent, la substitution partielle du ciment par des ajouts, des co-produits industriels ou des matériaux issus de déchets inertes telle que la poudre de verre recyclé, conduit à des matériaux cimentaires à faible bilan carbone. Diminuer la quantité de ciment au profit de la poudre de verre recyclé contribue, outre la réduction des impacts sur l’environnement des matériaux cimentaires, à la valorisation d’un matériau issu de déchets inertes. Cette valorisation permet de limiter le recours systématique aux ressources naturelles et de réduire les surfaces dédiées au stockage des déchets. Cependant, le recours à la poudre de verre recyclé reste limité en raison, notamment, de l’absence de cadre normatif régissant son emploi dans les matériaux cimentaires. Cela peut s’expliquer par le manque, dans la littérature scientifique, d’études et de données fiables sur les matériaux incorporant un tel ajout minéral. En effet, il subsiste encore un flou autour du rôle réel de la poudre de verre recyclé dans la modification des propriétés et performances des matériaux cimentaires.

Objectif et démarche : L’objectif de cette étude est d’investiguer, à travers des campagnes de mesures expérimentales combinées à des modélisations déterministes et probabilistes, l’effet de l’incorporation de la poudre de verre recyclé sur certaines propriétés et performances de matériaux cimentaires. Il s’agit d’appréhender les phénomènes physico-chimiques traduisant les interactions entre, d’une part, le ciment, et d’autre part, les différentes natures chimiques, morphologies et réactivités de la poudre de verre recyclé. Quant aux propriétés et performances analysées, il s’agit principalement de la consistance, de l’hydratation, de la microstructure, de la réaction alcali-silice, de la durabilité et des propriétés mécaniques. Les incertitudes associées à ces phénomènes physico-chimiques et celles liées aux propriétés et performances seront caractérisées par des études probabilistes à partir de données expérimentales et de modèles. Par ailleurs, des auscultations à l’échelle microscopique combinées à des modélisations numériques, notamment du développement de la microstructure par une reconstitution tridimensionnelle d’images MEB, permettraient de caractériser les microstructures. Une telle démarche servirait à : (i) réduire les incertitudes épistémiques liées au manque de connaissance des interactions ciment/poudre de verre, (ii) prédire certaines propriétés et performances des matériaux, notamment celles régissant les transferts d’agents agressifs, et (iii) comprendre les mécanismes de transfert d’incertitudes pour le développement de matériaux cimentaires innovants.

Lieu : Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement – LaSIE UMR 7356 CNRS La Rochelle Université.

Durée : 1er octobre 2022 – 30 septembre 2025.

Profil : Candidat(e) titulaire d’un Master 2 et/ou d’un Diplôme d’Ingénieur en Génie Civil.

Compétences : Bonne connaissance des matériaux cimentaires, des outils expérimentaux et de modélisation (python™, COMSOL Multiphysics®, CEMHYD3D). Bonne capacité de travail en équipe et de communication orale et écrite en Français et Anglais.

Candidature : Transmettre par courriel un CV, une lettre de motivation, les relevés de notes ainsi que le mémoire (si soutenu) de la dernière formation (Master 2/Ingénieur), 2 lettres de recommandation et une attestation du niveau d’Anglais (si disponible).

Clôture : 31 mai 2022