Emplois

Mesure des propriétés mécaniques et environnementales de géopolymères fortement chargés

Stage M2
Ce sujet est proposé dans le contexte de travaux de recherche au sein de l’Ecole et du laboratoire Navier autour de la fabrication numérique et de la construction durable. Dans un contexte mondial et local d’épuisement des ressources, l’utilisation de nouveaux process (fabrication additive par exemple) et de nouveaux matériaux moins impactant, plus locaux, et en tout premier lieu ceux issus du sous-sol, est vu comme un chemin devant impérativement être suivi. Les géopolymères obtenus par exemple par la polycondensation en milieu alcalin, de chaines de Metakaolin, sont de bons candidats. Le laboratoire a démarré des travaux sur ces matériaux (une thèse soutenue, projets industriels en cours) et le sujet s'inscrit dans les expérimentations en cours, et sur des matériaux fortement chargés. L'aspect concernant la mesure de l’impact environnemental (Analyse de Cycle de Vie) sera également particulièrement regardé.

Modélisation numérique du comportement des matériaux cimentaires depuis le jeune-âge jusqu’à l’état durci : application au contrôle de l’impression 3D du béton

Thèses - 3 ans
L’impression 3D béton et la construction robotisée sont actuellement en plein développement et le laboratoire Navier en s’appuyant sur la plateforme technologique Build’In de l’Ecole des Ponts, a démarré de nombreuses recherches sur cette thématique, concernant les matériaux d’impression, les stratégies constructives adaptées et le process en lui-même. L’optimisation de ce procédé de construction en temps réel, ainsi que l’analyse de la sureté et les performances des structures fabriquées à l’aide de cette technique reste un enjeu majeur et un sujet très actuel de recherche. Ceci nécessite une boucle numérique efficace, fiable, et prédictive, intégrant simulation numérique et métrologie afin de permettre la maîtrise du comportement du matériau lors de son pompage, de son extrusion et sa mise en forme en couches successives, soumis alors aux contraintes de gravité et aux conditions environnementales. Le présent travail s’intéresse à la modélisation de cette dernière étape

Expérimentations échelle:1 et simulations du concept d’impression 3D fibres longues Flow-Based Pultrusion

Thèses - 3 ans
Le laboratoire Navier développe des recherches sur l’impression 3D béton. Le sujet proposé ici se concentre sur l’impression 3D de béton à fibres longues qui est une innovation Navier. On qualifie ces bétons d'anisotropes pour les différencier des bétons fibrés traditionnels, pouvant être considérés comme isotropes car obtenus par malaxage. L’impression 3D et les robots permettent de produire des bétons avec un taux de fibre bien plus important que dans les bétons fibrés actuels et l’objectif est ici d’obtenir des bétons structurels dont la résistance et la raideur sont fortement impactées par le fibrage. Des aspects modélisations et expérimentations état frais et durcis restent à réaliser et font l'objet du travail de thèse proposé.

Rheology and Microstructure of unsaturated wet granular materials

Thèses - 3 ans
This project addresses the rheology of unsaturated granular materials, in a generic framework, using model materials. These model systems will first be slightly polydisperse assemblies of macroscopic spherical grains (with diameters between 0.1 and 1 mm), mixed with (mostly) non-volatile, wetting, Newtonian liquids. In a second step, we will study complex shaped grains, a wider polydispersity of grains, and non-Newtonian liquids.
Thus, within a multi-scale approach, our goal is to establish the fundamentals of the capillary and/or viscous phenomena involved in these materials.

Modélisation environnementale et caractérisation physique des matériaux et des éléments de structures de la déconstruction en vue de leur recyclage dans une économie circulaire

Thèses - 3 ans
L’objet de la thèse proposée est d’étudier l’intérêt et la faisabilité de réutiliser des matériaux ou éléments de structures issus de la démolition de bâtiments ou d’ouvrages d’art dans des constructions neuves.

Ce sujet sera abordé parallèlement sur deux aspects :
- la caractérisation des propriétés physiques de matériaux et d’éléments de structure issus de chantiers de déconstruction pour évaluer leur performance résiduelle ;
- l’analyse de cycle de vie de leur réutilisation potentielle, afin de définir des indicateurs de potentiels de réemploi et de recyclabilité.

Matériaux de Pickering pour le génie civil

Thèses - 3 ans
L'objectif de cette thèse expérimentale est d'étudier les propriétés rhéologiques et la stabilité de mousses de Pickering pour lesquels des particules solides biosourcées et plus respectueuses de l’environnement remplacent les agents tensioactifs, issus de l’industrie pétrochimique. De tels systèmes permettent de créer des matériaux très poreux et très légers qui possèdent entre autres d’intéressantes propriétés d’isolation thermique, ce qui pourrait permettre leur utilisation dans le domaine de la construction et de l’habitat.

Comportement quasi-statique de poudres cohésives : expériences et simulations numériques.

Thèses - 3 ans
Les matériaux constitués de grains solides interagissant par des contacts adhésifs se rencontrent dans différents domaines d’application (dont le génie civil, les industries agro-alimentaires et pharmaceutiques). On propose d’en étudier les propriétés à partir d’un modèle générique de poudre, assemblage de grains sphériques dont les contacts peuvent transmettre une traction, dont il sera possible de relier les comportements macroscopiques à leurs origines micromécaniques, à l’échelle des grains et des contacts. De tels systèmes ont été étudiés expérimentalement et par la simulation numérique de type « éléments discrets » (DEM) sous deux aspects : la compression isotrope ou œdométrique, avec l’effondrement des structures initialement lâches ; et le cisaillement maintenu (l’ « état critique » au sens de la géomécanique, ou les écoulements inertiels). Entre ces deux situations extrêmes, l’évolution quasi-statique, telle qu’étudiée en mécanique des sols, du matériau granulaire cohésif, avec sa grande variété de microstructures possibles, du fait de la stabilisation de structureslâches, reste peu connue.

Mise en place d’une procédure de mesure de coefficient de diffusion translationnelle en phase liquide par RMN bas champ.

Stage M1 - 3 mois
Ce stage de trois mois consiste donc à réaliser des premières mesures de coefficient de diffusion translationnelle sur des échantillons connus de différentes viscosités dans des conditions contrôlées grâce à une procédure standard et automatisée déjà en place. L’objectif est de pouvoir mieux appréhender divers aspects de cette méthode comme la reproductibilité, les incertitudes de mesure, la sensibilité aux conditions expérimentales (température, quantité de matière, viscosité…) ou aux paramètres de la séquence standard mis en jeu pour cette mesure, ou encore l’influence des paramètres de la séquence sur le temps de la mesure. Grâce au travail fourni par le ou la stagiaire, la plate-forme IRM/RMN du laboratoire Navier pourra ensuite proposer non seulement des mesures de coefficient de diffusion translationnelle mais aussi un cadre scientifique plus rigoureux fondé sur des données de terrain ainsi qu’une utilisation de cette séquence facilitée par une fiche technique, réalisée par le ou la stagiaire, adaptée aux besoins du laboratoire.