Conception de parois biosourcés imprimées en 3D à comportement thermique amélioré

Le/la stagiaire conduira ses travaux au sein du laboratoire LTDS dans l’équipe « Géomateriaux et Constructions Durables » sur le site de Saint-Etienne. L’équipe « Géomateriaux et Constructions Durables » mène des recherches sur les géomateriaux et les ouvrages de Génie Civil. Elle s’investit dans plusieurs enjeux sociétaux forts, s’inscrivant dans un cadre de développement durable : la sécurité des biens et des personnes, l’amélioration des systèmes d’infrastructure de transport, l’optimisation de l’utilisation des ressources non renouvelables ou encore, l’amélioration et la conservation du patrimoine bâti.

Contexte
Ces dernières années, le monde de la construction est entré dans une phase de transformation grâce à l’émergence de nouvelles technologies innovantes pour le secteur du bâtiment comme le BIM, la réalité augmentée et l’impression 3D appliquée aux éléments de structure et aux bâtiments. En raison des avantages apportés, cette dernière technologie suscite l’intérêt des acteurs (entreprises et laboratoires de recherche…) du domaine de la construction.
Dans l’optique d’inscrire cette technologie émergente dans une démarche de développement durable, ce travail de stage se propose de développer des applications d’impression 3D de matériaux biosourcés. En effet, si la mobilisation du procédé 3D dans la construction constitue en soi une démarche aussi innovante que scientifiquement porteuse, la substitution, du béton généralement mobilisé par des matériaux biosourcés et le recours à des fibres végétales et/ou faible impact carbone est de nature à en renforcer l’intérêt scientifique et les retombées afférentes.
Objectif et
Ce stage vise à mettre en place une approche et une méthodologie de conception d’enveloppes de bâtiment biosourcées offrant une performance thermique améliorée via une optimisation de sa géométrie. Une modélisation phénoménologique couplée à des outils numériques d’optimisation sera mobilisée.
Méthodologie
- Réalisation d’une étude bibliographique sera réalisée notamment en lien avec les approches d’optimisation géométrique ou topologique appliquées dans le domaine de la construction 3D particulièrement dans le domaine de la construction.
- Modélisation phénoménologique des transferts couplés de chaleur et de masse dans les enveloppes de bâtiment en adaptant cette approche aux spécificités des parois imprimées en 3D
- Mise en place d’une approche d’optimisation géométrique en couplant le modèle phénoménologique avec un outil d’optimisation en identifiant des critères adaptés à cette étude.
- Analyse de la réponse hygrothermique des géométries retenues et validation de l’approche développée.

Étudiant en Master 2 ou en 5ᵉ année d’École d’Ingénieur, spécialisé en science des matériaux ou en génie civil. Vous disposez d’un réel intérêt pour la modélisation numérique et souhaitez développer vos compétences dans ce domaine. Une expérience ou une bonne maîtrise de l’environnement COMSOL Multiphysics constitue un atout apprécié.