Caractérisation multiphysique avancée des bétons bas carbones par méthodes d’évaluation non destructive

L'IRC de l'ESTP :

Site web : https://www.estp.fr/lirc 

L'Institut de recherche de l'ESTP s’inscrit comme un centre de compétences et de recherche appliquée du secteur du Génie Civil. La thématique de la Constructibilité fédère les actions de recherche de l’Institut. Ce positionnement répond à un enjeu majeur du secteur de la construction, à savoir mobiliser des stratégies nouvelles afin d’optimiser la valeur de l’objet construit et d’anticiper les impacts des évolutions technologiques, écologiques et sociétales. 

La recherche et l’innovation constituent un pilier du rayonnement de l’ESTP. L’Institut de recherche de l’ESTP conforte et enrichit ses expertises scientifiques dans 4 grands domaines d’excellence :

•  Systèmes de construction innovants
• Chantier du futur (smart construction)
• Villes intelligentes et durables (smart city)
• Bâtiments intelligents (smart building) 

Laboratoire DRIVE

Site web : https://drive.ube.fr/

Le laboratoire de recherche DRIVE, pour Département de Recherche en Ingénierie des Véhicules pour l’Environnement, de l’Université de Bourgogne (uB) est situé à Nevers, en Nièvre (58). Composé d’une soixantaine de membres dont une trentaine d’enseignants-chercheurs et une vingtaine de doctorants, il possède des équipements de pointe et développe une recherches à la fois appliquée et fondamentale de haut niveau dans deux grands domaines cadres : les systèmes intelligents et l’optimisation énergétique ainsi que la mécanique des matériaux et des structures. Le laboratoire est constitué de 2 équipes chacune divisée en deux thématiques :

• Mécanique et Acoustique pour les Transports (MAT)
• Durabilité et Structures Composites (DSC) 
• Vibrations et Acoustique des Transports (VAT) 
• Énergie, Mobilité, Intelligence et Environnement (EMIE)
• Mobilité, Énergie, Environnement, Propulsion (MEEP)
• Systèmes Intelligents et Connectés (SIC)

Contexte de l'étude :

La réduction des émissions de carbone dans le secteur de la construction constitue une étape essentielle pour atteindre la neutralité carbone mondiale et soutenir la transition vers des bâtiments durables et résilients. Les secteurs de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction sont responsables de près de 40 % des émissions mondiales de carbone, ce qui souligne l’urgence de mettre en œuvre des stratégies ambitieuses de décarbonation pour limiter le réchauffement climatique. Parmi les principaux contributeurs, la production du ciment et de l’acier représente environ 7 % des émissions annuelles mondiales. À titre d’exemple, la fabrication d’une tonne de ciment Portland génère près de 800 kg de CO₂, avec une consommation énergétique estimée à 4 GJ et nécessite 1,6 tonne de matériaux naturels, ce qui accentue encore son impact environnemental [1].

Dans cette perspective, le développement de bétons bas carbones constitue un levier majeur pour réduire l’empreinte écologique de la construction et promouvoir des infrastructures compatibles avec les exigences de bâtiments responsables. Les méthodes d’évaluation non destructives (END) jouent un rôle essentiel pour assurer la qualité et la durabilité de ces matériaux innovants. Elles permettent de contrôler leur performance et de suivre l’état des infrastructures tout au long de leur cycle de vie, contribuant ainsi à une gestion plus intelligente, durable et résiliente du bâti urbain.

Objectif :

Ce stage expérimental vise à étudier le comportement de matériaux cimentaires sans clinker et à évaluer leurs propriétés mécaniques par des méthodes de contrôle non destructif (CND).
Des éprouvettes de différentes géométries seront soumises à des sollicitations variées (compression et flexion), avec un suivi du comportement à l’aide de techniques telles que l’émission acoustique, la thermographie infrarouge, le radar GPR et les ultrasons, aux fins d’une évaluation plus robuste.

Méthodologie :
Ce projet se déroulera donc selon les étapes suivantes :

1. Revue de la littérature sur les matériaux cimentaires bas carbone et l’usage des techniques CND dans la caractérisation des bétons ;
2. Formulation des mortiers et bétons ;
3. Réaliser des mesures avec la méthode de propagation d’onde ultrasonore et le radar électromagnétique pour déterminer les propriétés physiques et mécaniques des bétons étudiés
4. Établir un protocole expérimental pour les essais mécaniques, en intégrant la technique d'émission acoustique et la thermographie infrarouge
5. Traiter des données (signaux et images) et corréler des résultats de différentes techniques
6. Synthétiser les résultats sous forme d’un rapport, d’un article scientifique et une présentation orale.

• Etudiant en master 2 ou dernière année de cycle ingénieur dans le domaine du Génie Civil ou en Génie des matériaux avec une spécialisation dans le domaine des matériaux de génie civil
• Appétences en programmation numérique et traitement de signaux/images (Matlab et/ou python)
• Motivé pour la recherche scientifique
• Excellentes capacités en communication et en rédaction avec un bon niveau d’anglais

• Capacité de travail en équipe ainsi que l’autonomie