Développement de nouveaux matériaux biosourcés pour améliorer la capacité de stockage d'énergie et le couplage thermo-hygro-mécanique des bâtiments durables

Le développement de nouveaux bâtiments utilisant des matériaux biosourcés semble être une alternative intéressante pour favoriser le confort hygrothermique, réduire les émissions de CO₂ et être cohérent avec les objectifs de développement durable. Les matériaux biosourcés suscitent depuis longtemps un vif intérêt en raison de leur capacité de stockage d'énergie thermique et ont été utilisés pour la construction au cours des dernières décennies. Cependant, leurs applications sont encore limitées en raison notamment des difficultés pour stocker ou libérer l’énergie aux bons moments. Par conséquent, le développement de composites biosourcés utilisant des matériaux à faibles émissions de carbone tels que des matériaux biosourcés et locaux a un intérêt particulier : respect de l’environnement, faible coût, disponibilité.

En plus, dans la littérature, il existe un manque de connaissances sur l'évaluation de la capacité de stockage d'énergie, des propriétés de couplage thermo-hygro-mécanique et de la consommation énergétique des composites biosourcés lorsqu'ils sont utilisés comme matériaux de construction durables. De plus, les propriétés de durabilité du matériau dans toutes les conditions d’utilisation ainsi que les aspects dimensionnels en fonction du climat n’ont pas été entièrement étudiés. L'ajustement de la densité, de l'orientation et du ratio des matériaux biosourcés dans les composites biosourcés pour obtenir les propriétés de compromis n’est pas suffisamment étudié en détail. Pour pallier le manque de connaissances dans la littérature, ce projet propose une approche multidisciplinaire pour développer et optimiser les propriétés de compromis des composites biosourcés qui peuvent être utilisés pour améliorer le confort et les propriétés du couplage thermo-hygro-mécanique ainsi que la réduction de la consommation énergétique du bâtiment durable à faible émission de carbone.

Dans ce projet, les propriétés hygrothermiques de matériaux seront mesurées incluant la conductivité thermique, la courbe d'sorption isotherme, la perméabilité à la vapeur d'eau et l'effet tampon. De plus, l’influence de microstructure, proportions et orientations des composants sur les propriétés hygrothermiques de matériaux sera également étudiée en détail. Le confort hygrothermique et la déformation/retrait des matériaux aux dimensions de paroi et de pièce seront évalués à travers les capteurs hygrothermiques et déformation correspondants. Finalement, les propriétés optimales du matériau à l'échelle du matériau seront utilisées pour des simulations afin d'évaluer la consommation énergétique de la pièce dans différentes conditions climatiques.

Le projet doctoral se déroulera au sein du laboratoire LERMaB à l’IUT de Longwy, 186 Rue de Lorraine, 54400 Cosnes-et-Romain.

● Formation initiale : Master ou diplôme d'ingénieur en Génie Civil, Sciences des Matériaux, Énergétique ou domaines connexes.

● Compétences techniques : transfert de chaleur et d'humidité, instrumentation scientifique, exxpérimentation et simulation numérique.

● Qualités personnelles : Rigueur, autonomie, esprit d'innovation, aptitude au travail en équipe et en environnement interdisciplinaire.

● Une expérience en caracterisation de performances hygrothermiques de matériaux biosourcés serait un plus.

● Une très bonne niveau de l'anglais est indispensable.