Sujet de Thèse : Impression 3D de géopolymères à faible impact environnemental

Sujet de Thèse : Impression 3D de géopolymères à faible impact environnemental

En co-tutellle, Ecole des Ponts parisTech / ETS quebec

La filière de la construction est confrontée à un impératif de productivité et de réduction de son impact environnemental sans précédent. Pour y parvenir il y a urgence à développer des alternatives aux matériaux existants et de structurer la filière de la construction autour du numérique, de la maquette numérique aux outils de production automatisés et robotisés.
En effet 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 la polycondensation en milieu alcalin, par exemple de chaines de metakaolin (argiles), sont très tolérant à l’addition de forts taux charges, charges pouvant être des granulats mais également des argiles brutes. Les laboratoires partenaires ont démarré des travaux sur ces matériaux et le sujet s’inscrit donc dans la volonté de pousser l’effort plus loin. En particulier en intégrant intimement la dimension constructive dans la réflexion matériau, process et application, il semble possible d’explorer de nouvelles solutions globales efficientes et soutenables.
Le sujet se concentrera sur les possibilités qu’offrent l’impression 3D de géopolymères à faibles impacts environnementaux pour la construction. Une démarche ACV globale intégrant matériau et process, accompagnera les réflexions et orientera les travaux. Le doctorant devra formuler des géopolymères de type mortiers maigres à base de charges issus de “ressources locales” et de l’économie circulaire. L’optimisation de la formulation sera basée sur des plans d’expériences et des algorithmes d’optimisation.
L’imprimabilité de tels mortiers sera ensuite étudiée et les adaptations des formulations réalisées. Un prototype/démonstrateur de système constructif devra valider la solution d’impression.

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