Matériaux de construction innovants : caractérisation d’un gisement de tuffeau et formulations dans une perspective de valorisation environnementale et industrielle

Missions

Le/la doctorant.e aura pour mission de conduire une recherche doctorale ambitieuse dans le domaine du génie civil et de la science des matériaux, à l’interface entre innovation, durabilité et économie circulaire, à travers la valorisation d’un gisement de tuffeau résiduel issu du projet « 1000 camions ».

Cette thèse CIFRE est portée par OREAS (RGV GROUPE), acteur engagé dans le bâtiment durable. L’encadrement scientifique sera assuré au sein du laboratoire Gabriel Lamé (LaMé) de l’Université d’Orléans, spécialisé dans les matériaux du patrimoine et les matériaux biosourcés.

Le projet s'inscrit dans une perspective de structuration d’une filière de réemploi local de matériaux minéraux, à travers la transformation de déchets de tuffeau en matériaux innovants pour la construction, la rénovation et la restauration de patrimoine.

Contexte

Le tuffeau est une pierre calcaire siliceuse tendre, très poreuse, utilisée dans le val de Loire comme matériau de construction, notamment dans les châteaux de la Loire.  Si sa valorisation traditionnelle est bien connue, sa reconversion en matériaux innovants pour le secteur du bâtiment (mortiers, enduits, briques, mobilier) constitue un levier majeur de transition environnementale et de valorisation territoriale.

À partir d’un gisement de 10 000 mètres cubes de tuffeau, issu de l’éboulement volontaire d’un coteau à Parnay (49), le projet « 1000 camions » vise à structurer une activité économique à l’échelle du Val de Loire. Ce territoire abrite des volumes importants de tuffeau résiduel, issus d’éboulements ou d’anciennes carrières, actuellement considérés comme des déchets sans filière de valorisation et générant des coûts de gestion élevés.

L’objectif du projet est de proposer une solution innovante et durable, à forte valeur ajoutée économique et environnementale, par la collecte, le traitement et la transformation de ces gisements en produits du bâtiment adaptés à la fois aux exigences contemporaines et à la restauration du patrimoine bâti (par exemple : enduits, mortiers, éléments modulaires).

La méthodologie employée s’appuie sur les enseignements du projet RESPECT réalisé au sein du laboratoire LaMé, qui a permis de développer des formulations d’enduits et mortiers esthétiques à base de résidus de tuffeau et d’un liant pouvant être réalisé à partir de coquilles d’œuf calcinées, ayant abouti à un chantier pilote réalisé avec succès en 2024.

Objectif de la thèse

Cette thèse s’inscrit dans une stratégie globale de valorisation d’un gisement de tuffeau, en lien avec le projet industriel porté par OREAS. Elle a pour objectif d’étudier le potentiel de ce matériau en tant que ressource pour la formulation de produits du bâtiment innovants.

De manière transversale, chaque étape de la recherche devra faire l’objet :

• de l’identification des facteursclés de succès pour un passage à l’échelle industrielle,
• de livrables, dont il faudra prévoir une version vulgarisée.

Informations sur le Consortium

La thèse CIFRE s’inscrit dans le cadre du projet « 1000 camions »,

porté par les entreprises suivantes :

• OREAS (RGV GROUPE) : acteur de l’immobilier durable à l’initiative du projet ;
• ERB : Entreprise générale de construction spécialisée en innovation dans le bâtiment ;
• ENTRE LOIRE ET COTEAUX : Cabinet d’experts géologues du tuffeau ;
• TROGIM : Ancien exploitant de carrières de tuffeau ;
• ATP / ACTS : Entreprise de terrassement et confortement de cavités ;
• ETIENNE COTTENCEAU : Artisan expert en restauration du patrimoine bâti.

En parallèle, le laboratoire Gabriel Lamé (LaMé) de l’Université d’Orléans, reconnu pour ses travaux sur les matériaux du patrimoine et les matériaux biosourcés, sera le laboratoire impliqué dans cette thèse CIFRE. Les thèmes principaux du LaMé portent sur la caractérisation mécanique des matériaux et des structures en vue de leur modélisation. Les verrous scientifiques abordés sont souvent couplés à d’autres disciplines physiques (thermique, chimie, hygrométrie…) et peuvent utiliser des approches microscopiques et/ou macroscopiques.

Localisation

Principale : Laboratoire LaMé : Orléans (45)

Déplacements a minima mensuels sur Parnay (49) pour les points d’avancement avec l’équipe projet et les expérimentations sur site

Porteur de la thèse

OREAS

Le LaMé regroupe des enseignants-chercheurs en mécanique d’écoles d’ingénieurs et d’IUT des universités d’Orléans (UO) et de Tours (UT) ainsi que de l’INSA Centre Val de Loire (INSA CVL) et est ainsi localisé sur 5 campus : Blois, Bourges, Chartres, Orléans et Tours. Les thèmes principaux du LaMé portent sur la caractérisation mécanique des matériaux et des structures en vue de leur modélisation. Les verrous scientifiques abordés sont souvent couplés à d’autres physiques (thermique, chimie, hygrométrie…) et peuvent mettre en avant des approches et compréhensions microscopiques, macroscopiques ou couplées.

Le laboratoire est structuré en 4 équipes : Comportement Mécanique des Matériaux et Procédés ; Dynamique et Vibrations des Structures ; Caractérisation et Modélisation Multi-échelles, Multi-physiques ; Dégradation, Fatigue et Vulnérabibilité

Profil ouvert, de préférence ingénieur, avec connaissances souhaitées en caractérisation des matériaux, formulation de matériaux hydrauliques et analyse de cycle de vie.

Une familiarité avec les techniques spécifiques du projet est appréciée, mais non requise : un accompagnement adapté permettra au doctorant ou à la/au doctorant.e de monter en compétences tout au long de la thèse.

Permis B indispensable.