Effet des conditions de cure sur les liants LC3 dans un contexte de changement climatique

Présentation de CY Cergy Paris Université (unité d’accueil) :

CY Cergy Paris Université :

Née le 1ᵉʳ janvier 2020 de la fusion de l’Université de Cergy-Pontoise et de l’école d’ingénieurs EISTI, CY Cergy Paris Université est une université pluridisciplinaire de l’ouest francilien qui accueille près de 26 000 étudiants et compte 27 laboratoires de recherche. Avec l’ESSEC et le CNRS, elle porte CY Initiative, lauréate de l’I-SITE.

Laboratoire de Mécanique et Matériaux du Génie Civil (L2MGC) :

Le L2MGC est l’unité de recherche de CY Cergy Paris Université consacrée aux matériaux et aux structures du génie civil. Ses travaux s’organisent en quatre départements : rhéologie et formulation ; mécanique des matériaux et des structures (dont les matériaux à faible impact environnemental et le recyclage des bétons) ; auscultation et diagnostic (durabilité, pathologies) ; comportement thermo-hydro-chémo-mécanique des matériaux.

Présentation de NeoCem :

Fondée en 2021, NeoCem produit une argile calcinée flash, NeoFlash, à partir d’argiles recyclées, notamment issues des déblais du Grand Paris Express. Utilisée comme pouzzolane en substitution partielle du clinker, elle réduit l’empreinte carbone des ciments et des bétons. Sa première unité industrielle, à Saint-Maximin (Oise), produit depuis 2025.

Contexte

La production du clinker, principal constituant du ciment Portland, est à l’origine de l’essentiel des émissions de CO₂ de l’industrie cimentaire, qui représente à elle seule de l’ordre de 7 à 8 % des émissions anthropiques mondiales. Réduire la teneur en clinker des liants est donc un levier majeur de décarbonation des bétons. Les liants bas carbone actuels reposent largement sur des matériaux cimentaires de substitution (laitiers de haut fourneau, cendres volantes), dont la disponibilité diminue avec la fermeture des centrales à charbon et l’évolution de la sidérurgie, et reste loin de couvrir les besoins. Le secteur se tourne donc vers des ressources abondantes et largement réparties : les argiles calcinées et le calcaire.

C’est le principe des liants LC3 (Limestone Calcined Clay Cement), qui associent clinker, argile calcinée, calcaire et gypse et peuvent réduire les émissions de CO₂ jusqu’à environ 40 % par rapport à un ciment Portland. Leur chimie et leur réactivité diffèrent toutefois de celles des ciments usuels. Ces liants peuvent donc répondre différemment aux pratiques de mise en œuvre sur chantier, en particulier à la cure.

Le changement climatique rend cette question d’autant plus actuelle : des vagues de chaleur plus fréquentes et plus intenses et des épisodes de pluie plus marqués modifient les conditions de température et d’humidité que subissent les bétons au jeune âge, alors que les pratiques de cure actuelles ont été établies pour des ciments Portland.

Objectifs

Ce stage vise à étudier l’effet des conditions de cure sur le développement des propriétés des liants LC3, par rapport à un ciment de référence, afin de proposer des pratiques de mise en œuvre adaptées.

Travail envisagé

• Étude bibliographique ;
• Formulation des liants LC3 et caractérisation à l’état frais ;
• Conception de scénarios de cure ;
• Évaluation des performances chimiques, physico-chimiques et mécaniques pour les différents scénarios, à l’aide de techniques de caractérisation telles que la MEB, l’ATG, la spectroscopie Raman et la DRX.

Diffusion des résultats scientifiques :

Les résultats obtenus au cours de ce stage feront l’objet d’une diffusion scientifique, notamment à travers la rédaction d’un article dans une revue internationale à comité de lecture (rang A), à identifier.

Nous recherchons un(e) candidat(e) inscrit(e) en Master 2, en dernière année de cycle ingénieur ou dans une formation équivalente en génie civil ou en science des matériaux, intéressé(e) par la physico-chimie des matériaux cimentaires et par les solutions innovantes visant à réduire l’empreinte carbone du secteur du BTP. Une aptitude marquée pour l’expérimentation et la planification des essais est essentielle, ainsi que de la rigueur et un bon esprit d’équipe. Une première expérience en caractérisation des matériaux et une bonne capacité à lire la littérature scientifique en anglais seront appréciées.