Optimisation et valorisation des propriétés mécaniques et thermiques des bétons biosourcés

Les activités de recherche du L2MGC (Laboratoire de mécanique et Matériaux du Génie Civil) s’inscrivent dans le domaine des matériaux et structures du Génie Civil en distinguant quatre pôles thématiques : Rhéologie, Comportement thermo-hydro-chémo-mécanique des matériaux, Durabilité et auscultation, Mécanique des matériaux et des structures. Très complémentaires, les quatre pôles permettent d'aborder l'ensemble des propriétés des matériaux et de relier ces propriétés au comportement des structures et des ouvrages. Les études sont essentiellement expérimentales mais des modélisations sont aussi développées et complètent utilement les expérimentations.
 
Le laboratoire mène des recherches sur des problématiques posées par la construction, l’aménagement durable, la sécurité des ouvrages et des infrastructures, la protection des ressources naturelles, notamment les ressources en granulats, mais également par la valorisation de nouvelles ressources comme les déchets, les végétaux par exemple. Ces problématiques correspondent à des priorités nationales et internationales (Grenelle de l’environnement, sommets de la terre, …) avec des enjeux sociétaux forts. Les membres du laboratoire mènent une activité de recherche produisant du savoir au service du développement économique.
 
En menant une activité de recherche et de veille en partenariat avec le secteur socio-économique (entreprises, grands groupes, fédérations professionnelles, gestionnaires des infrastructures et de patrimoines, collectivités territoriales, ...), le laboratoire contribue à l’évolution des connaissances scientifiques, à l’innovation technologique et au transfert des résultats de la recherche vers l’industrie. Il met l’expertise de ses membres et son équipement scientifique au service des acteurs socio-économiques. Le Laboratoire est notamment membre de l’IREX (Institut de Recherche Expérimentale) qui coordonne les projets nationaux. Les membres du laboratoire se positionnent volontairement dans une démarche proactive pour la recherche des financements, tout en préservant la cohérence thématique des travaux.

Nos actions scientifiques se concrétisent également au sein de la fédération Institut des Matériaux. Le L2MGC est aussi fortement impliqué dans la dynamique du labex PATRIMA à travers plusieurs projets de recherche et également celle de la fondation de l’UCP via les chaires CMI et EQVD. La stratégie en termes de formation par la recherche se concrétise à travers la mise en place de masters indifférenciés et du projet de CMI de Génie Civil. Le laboratoire s’inscrit pleinement dans la synergie proposée par l’Université.

En confrontant les enjeux environnementales, l’intervention de la matière naturelle dans le béton présente une méthode effective qui permet de réduire l’émission CO₂ pendant la construction.

Le « béton de chanvre » est un mélange d’un liant et de chènevotte (la paille du chanvre). Ce type de béton, utilisé en construction neuve ainsi qu’en rénovation, a été découvert depuis presque 36 ans. Il présente un excellent impact écologique, économique grâce à la capacité à absorber d’une grande quantité de CO2 des chanvres.

De plus, le béton de chanvre dont la conductivité thermique est plus faible qu’aux bétons traditionnels permet à ce type de béton d’être utilisé pour faire des structures isolantes dans le domaine de bâtiment.

Néanmoins, la mise en œuvre de ce béton est assez difficile à cause de faible ouvrabilité due à un coefficient d’absorption important des chanvres. Ce dernier demande aussi de faire des formulations dont le rapport E/C est important pour compenser la perte de l’ouvrabilité et par conséquence cela entraine une diminution de la résistance à long terme. C’est la raison pour laquelle il est souvent utilisé pour fabriquer des éléments non porteurs dans le domaine de construction.

Dans ce contexte, ce stage porte sur l’optimisions du béton. L’objectif du projet consiste à fournir une base scientifique (études expérimentales et étude de la simulation numérique) permettant d’optimiser à la fois ses propriétés à l’état frais (ouvrabilité) et à l’état durci (conductivité thermique, résistance en compression au jeune âge et à long terme).

Ce stage sera réalisé suivant deux étapes :

1: Effectuer des études expérimentales permettant de mettre en évidence l’effet des paramètres de formulation (volume de pâte, E/C, % volumique des chanvres, superplastifiant, etc.) sur le comportement des bétons à l’état frais et leurs performances thermique et mécanique.

2: En se basant sur les la base expérimentale, proposer un modèle empirique permettant de prédire les performance mécanique et thermique à partir de la formulation de béton.

Candidat de formation Master 2 recherche Génie Civil ou Mécanique avec de solides notions de matériaux cimentaires. Une démarche scientifique, un goût pour le travail en équipe et l’aptitude à la synthèse sont indispensables pour ce stage. Une première expérience en stage (ouvrier, technicien, etc…) dans le domaine du Bâtiment est souhaitée.
Une ouverture d’esprit aux différents métiers est indispensable (bureau d’études, études de prix et méthodes, thermique).