Comportement mécanique, fissuration et durabilité des composites cimentaires renforcés par des fibres végétales // Mechanical behavior, cracking, and durability of plant-fiber reinforced cementitious composites

Ce projet doctoral vise à approfondir la compréhension du comportement mécanique et de la durabilité à moyen et long terme des composites cimentaires renforcés de fibres végétales. Dans un contexte où les fibres synthétiques et minérales présentent un coût économique et environnemental élevé, les fibres biosourcées (lin, chanvre, sisal, jute…) apparaissent comme une alternative prometteuse pour limiter la fissuration, améliorer la ténacité et la résistance aux chocs des mortiers et bétons. Cependant, leur fort pouvoir d'absorption d'eau, leur dispersion parfois hétérogène et leur sensibilité à l'environnement alcalin du ciment posent des défis, encore peu explorés dans la littérature pour les applications structurelles.
Adossé au projet ANR BIOFIB, ce projet de thèse s'appuie sur un état de l'art, le développement d'essais mécaniques spécifiques (flexion, propagation de fissures, corrélation d'images), l'étude de l'interface fibre/matrice via micro-tomographie et l'évaluation du vieillissement accéléré des composites. L'objectif est de mieux caractériser l'adhésion fibre/matrice et l'évolution des propriétés mécaniques dans le temps.
Les résultats attendus sont l'élaboration de recommandations pour l'usage des fibres végétales dans les matériaux cimentaires et le développement de méthodes expérimentales transposables à d'autres matériaux fibrés. À terme, cette recherche contribuera à un usage plus large et maîtrisé des fibres biosourcées dans le secteur de la construction, avec des bénéfices techniques, environnementaux et socio-économiques.
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This doctoral project aims to deepen our understanding of the mechanical behavior and medium- and long-term durability of plant fiber-reinforced cementitious composites. In a context where synthetic and mineral fibers present a high economic and environmental cost, bio-based fibers (flax, hemp, sisal, jute, etc.) appear as a promising alternative for limiting cracking and improving the toughness and impact resistance of mortars and concretes. However, their high water absorption capacity, sometimes heterogeneous dispersion, and sensitivity to the alkaline environment of cement pose challenges that are still relatively unexplored in the literature for structural applications. Supported by the ANR BIOFIB project, this thesis project is based on a review of the state of the art, the development of specific mechanical tests (flexure, crack propagation, image correlation), the study of the fiber/matrix interface using micro-tomography, and the evaluation of accelerated aging of the composites. The objective is to better characterize fiber/matrix adhesion and the evolution of mechanical properties over time.
The expected results include the development of recommendations for the use of plant fibers in cementitious materials and the development of experimental methods applicable to other fibrous materials. Ultimately, this research will contribute to a wider and more controlled use of bio-based fibers in the construction sector, with technical, environmental, and socio-economic benefits.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Other public funding

ANR Financement d'Agences de financement de la recherche

Université d'Artois

585 Sciences, Technologie, Santé

Le-a candidat-e devra avoir être titulaire d'un Master 2 ou d'un diplôme d'ingénieur en génie civil ou science des matériaux. Les compétences suivantes sont recherchées : - Goût prononcé pour l'expérimentation en laboratoire ; - Faire preuve d'une bonne capacité d'analyse et de synthèse, être autonome et force de proposition ; - Capacité d'organisation du travail et de gestion des priorités pour respecter des délais ; - Capacité à s'organiser et gérer ses priorités pour respecter des délais ; - Rigueur dans le travail et la rédaction ; - Une expérience dans le domaine des matériaux de construction biosourcés sera fortement appréciée ; - Maitrise de la langue française à l'oral comme à l'écrit (expression et rédaction), niveau C1 minimum ; - Niveau d'anglais requis : aptitude à parler la langue avec assurance et de manière compréhensible (niveau B2 minimum).
The candidate must hold a Master's degree or an engineering degree in civil engineering or materials science. The following skills are required: - - A strong interest in laboratory experimentation; - - Demonstrate good analytical and synthesis skills, be autonomous and proactive; - - Ability to organize work and manage priorities to meet deadlines; - - Ability to organize and manage priorities to meet deadlines; - - Rigorous work and writing skills; - - Experience in the field of bio-based construction materials will be highly appreciated; - - Fluency in French, both oral and written (expression and writing), minimum level C1; - - English level required: ability to speak the language confidently and understandably (minimum level B2).