Valorisation des cendres de biomasse dans les matériaux cimentaires

LGCgE est un laboratoire composé d’équipes de chercheurs de plusieurs établissements de la région Hauts de France, le Laboratoire de Génie Civil et géo-Environnement propose des recherches pluridisciplinaires pour répondre aux problématiques posées par la construction, l’aménagement durable, la sécurité des ouvrages et des infrastructures, la gestion rationnelle de l’énergie, la protection des ressources naturelles, la gestion des sites contaminés et la biodiversité.

Les recherches de l'équipe ER 3 – Matériaux béton et composites concernent le développement et l’utilisation d’outils expérimentaux et numériques pour la formulation et la caractérisation des matériaux. Les travaux reposent sur une forte pluridisciplinarité et concernent principalement les sciences des matériaux du génie civil.

Contexte

La biomasse représente près de 35 % de la production d’énergie renouvelable en France avec une production annuelle estimée à plus de 245 000 tonnes de cendres. Aujourd’hui, environ 70 % de ces cendres sont valorisées en agriculture comme fertilisant tandis que 30 % sont enfouies, une solution coûteuse et non durable.  La présence de métaux lourds et la variabilité de composition limitent toutefois leur usage agronomique et ouvrent la voie à d’autres pistes de valorisation. Une voie de valorisation intéressante serait d’intégrer ces cendres en tant que substitut cimentaire ou granulaire dans les bétons. Ces substitutions pourraient permettre de réduire l’empreinte carbone des matériaux tout en favorisant la gestion durable des coproduits issus de la filière biomasse.

Programme de travail

L’objectif de ce stage est de caractériser les propriétés des cendres de biomasse et d’évaluer leurs possibilités de valorisation dans les matériaux cimentaires. Les différentes étapes de ce stage sont les suivantes :

• Réaliser un état de l’art sur les méthodes de valorisation des cendres de biomasse dans les matériaux de construction.
• Développer une classification physico-chimique des cendres selon leur origine et leur procédé de combustion.
• Réaliser une campagne expérimentale de formulation et de fabrication de mortiers intégrant différents taux de cendres.
• Caractériser les propriétés physiques et mécaniques des mortiers obtenus.
• Quantifier le potentiel impact sanitaire des cendres de biomasse.
• Synthétiser les résultats sous la forme d’un rapport écrit, d’un article et d’une présentation orale.

Ce stage se déroulera dans l’équipe de recherche « Matériaux Béton et Composites » du laboratoire LGCgE sur le site de l’IUT de Béthune pour une durée de 5 mois. Ce sujet de stage est proposé dans le cadre du projet CPER MANIFEST VALOBIOC (VALOrisation des cendres de BIOmasse dans les matériaux Cimentaires). Des déplacements seront à prévoir entre Béthune et Dunkerque pour les analyses chimiques.

Dernière année de Master (M2) ou d’école d’ingénieur, en génie civil ou sciences des matériaux.Intérêt pour l’expérimentation, curiosité scientifique, rigueur et autonomie.Bonne communication (orale et écrite) en français, capacité d’analyse et restitution lors de réunion.Les missions du poste incluent des spécificités non-compatibles pour les personnes à mobilité réduite.