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Développement de mousses d’isolation acoustique

ABG-101457 Master internship 6 months de 550€ à 1600€ selon compétences et diplômes
2021-11-29
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Laboratoire Navier - Université Gustave Eiffel - Site de Marne-la-Vallée
Champs-sur-Marne Ile-de-France France
  • Physics
  • Materials science
  • Engineering sciences
mousse, acoustique, mécanique, polymères, matériaux
2022-01-28

Employer organisation

Le personnel du laboratoire Navier (environ 170 personnes) se répartit sur trois bâtiments voisins de la Cité Descartes (Marne-la-Vallée) : les bâtiments Carnot et Coriolis de l’ENPC situés avenue Blaise Pascal (site Pascal), et le bâtiment Bienvenüe de l’Université Gustave Eiffel situé juste en face du bâtiment Carnot. Par ailleurs, le laboratoire dispose d’un appareil IRM qui est situé dans les bâtiments de l’Université Paris-Est Marne-la-Vallée (UPEM) dans le bâtiment Alexandra David Neel.
Associant étroitement la production de connaissances et la formation en mécanique appliquée à divers domaines, le Laboratoire Navier est impliqué dans de nombreuses collaborations nationales et internationales avec des établissements publics et privés. Il est membre de la Fédération Francilienne de Mécanique (fédération de recherche CNRS FR2609) et porte avec ses partenaires de l’Université Paris-Est (UPE) le Laboratoire d’Excellence (Labex) « Modélisation et Expérimentation Multi-Echelle des Matériaux pour la Construction Durable » (MMCD).

Le stage se déroulera au sein de l'équipe Rhéophysique et Milieux Poreux du laboratoire.

Description

La microstructure des mousses solides à cellules ouvertes est héritée des mousses liquides qui les ont précédées dans la phase de production : les pores sont connectés par des gorges dont la taille dépend à la fois de la taille des pores et de la densité. Depuis plusieurs années, nous étudions les propriétés fonctionnelles des mousses monodiperses à cellules ouvertes à base de ciment, géopolymère, élastomère, hydrogel, ... La monodispersité est apparue comme un élément clé pour comprendre pleinement ces propriétés. Par exemple, nous avons montré comment l'absorption acoustique est déterminée par la microstructure de la mousse.

Pour améliorer encore ces propriétés, il s'avère nécessaire d'introduire/combiner d'autres ingrédients pour optimiser la microstructure de base. Il est proposé de déposer du matériau élastique dans la porosité de la mousse solide, sous forme de membranes au niveau des passages entre les pores (voir figure), ce qui pourrait permettre de mettre en œuvre des phénomènes de résonance mécanique locale. Selon une première modélisation de cet effet, il est attendu de trouver des régimes de résonance qui permettent une très forte absorption des ondes sonores. Ce type de régime semble avoir été observé dans les mousses souples ; nous proposons ici de développer des matériaux plus résistants mécaniquement grâce au squelette rigide de la mousse qui accueille les membranes souples.

La méthodologie peut être décrite comme suit : (1) Production de mousses solides à cellules ouvertes et monodisperses. Celles-ci seront constituées d’une matrice géopolymère et des échantillons seront préparés selon la méthode développée au laboratoire Navier (brevet WO 2019 122678A1, EP3728159, voir également la référence [3] ci-dessous). (2) Production de mousse liquide de polymère et écoulement de cette mousse à travers la mousse solide hôte. À ce stade, des Matériaux à Changement de Phase peuvent être ajoutés à la mousse de polymère afin d'augmenter l'inertie thermique du système. (3) Déclenchement de la transition sol-gel pour la mousse liquide de polymère dans la mousse solide hôte. (4) Des mesures acoustiques seront effectuées à l'aide d'un tube à impédance acoustique afin de mettre en évidence les plages de fréquences où l'absorption acoustique est significativement améliorée. Des mesures locales seront également effectuées à l'aide d'une caméra rapide et d'un vibromètre laser. (5) Le dépôt des membranes sera caractérisé par microscopie optique. (6) Une étude paramétrique sera réalisée en fonction du module élastique des membranes, de la taille des pores, de la taille des gorges entre pores, de la concentration en MCP et de la température, par rapport à la température de transition de phase du MCP.

Profile

Actuellement inscrit en Master 2 Recherche.

(1) Goût prononcé pour les expériences. (2) Connaissances de base requises en physique/mécanique. (3) Des connaissances en acoustique seront bienvenues mais elles ne sont pas indispensables.

Starting date

2022-02-01
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