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Développement de matériaux composites à matrice minérale pour les chemisages des alvéoles de déchets vitrifiés (projet de stockage Cigéo)

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Urgent, limite de candidature, 15 mars,

 

Proposition de thèse à financement Andra 2017 réservé aux étudiants ressortissants européens

 

Thématique : Développement de matériaux composites à matrice minérale pour les chemisages des alvéoles de déchets vitrifiés (projet de stockage Cigéo) Titre du sujet: « Formulations de composites à base de liants basse température type géopolymère et de différents renforts : réalisation d’une pièce composite par fabrication additive» Cotutelle laboratoire Navier (Paris) et SPCTS (Limoges): Contexte Dans une logique d’optimisation à moyen et long termes de la conception des alvéoles de stockage de déchets vitrifiés (HA) et d’accroissement de la robustesse du stockage, l’utilisation de matériaux alternatifs (« inertes ») aux aciers bas carbone est envisagée permettant de s’affranchir de l’hydrogène. Il pourrait s’agir notamment de géopolymères, matériaux innovants qui ouvrent la voie, en association avec des fibres, à la réalisation de nouveaux composites à matrice non organique. Le travail de thèse, portera dans un premier temps sur l’identification des fibres non organiques et des formulations géopolymères spécifiques qui pourraient permettre d’envisager la fabrication des tubes de chemisages en composites pour les alvéoles de déchets HA, en lien avec les conditions d’environnement en situations de stockage. Dans un second temps une recherche de procédé de fabrication à l’échelle du laboratoire de ces nouveaux composites sera menée et accompagnée par des caractérisations physico-chimique et mécanique des réalisations. Une caractérisation des constituants et notamment des interfaces permettra en particulier de proposer une modélisation du comportement mécanique de ce composite, intégrant les modes d'endommagement. Enfin une étape de changement d’échelle et des tests de fabrication de corps d’épreuve sera initiée. Ce sujet de recherche est résolument lié aux développements récents des technologies de fabrication additive, qui seules permettent d’imaginer un procédé industriel de fibrage dense de pâtes. L’Ecole des Ponts et le laboratoire Navier développent une plateforme expérimentale (Robot&Building) sur ces thèmes de la construction numérique et 3 robots de grandes dimensions (2,5 m) ont été acquis et l’un d’entre eux est destiné, en association avec une extrudeuse, à imprimer du béton pour des expérimentations structurelles. Il s’agit donc d’intégrer dans le programme scientifique du laboratoire lié à la construction numérique, les géopolymères et le fibrage en continu. La compétence qu’a développée  le SPCTS sur la formulation de ces nouveaux matériaux, est ici cruciale et peut permettre d’espérer de mettre au point des associations fibres/matrices optimales, du point de vue rhéologie et procédé pour l’imprégnation et la mise en œuvre, mais également du point de vue de la compatibilité physico-chimique pour le comportement mécanique du composite, pour  la qualité des interfaces, et de la durabilité de l’ensemble. Pour plus de détails, Contact Navier : Jean-François Caron, caron@enpc.fr Contact SPCTS, Sylvie Rossignol, sylvie.rossignol@unilim.fr

Lieu: 
Cotutelle laboratoire Navier (Paris) et SPCTS (Limoges)
Contact: 
Contact Navier : Jean-François Caron, caron@enpc.fr Contact SPCTS, Sylvie Rossignol, sylvie.rossignol@unilim.fr