Offre de thèse : Valorisation de composites fibre de verre dans une nouvelle formulation béton

Intitulé du doctorat : Valorisation de composites fibre de verre dans une nouvelle formulation béton

Doctorat de l’ED ENGSYS (Sciences de l’ingénierie et des systèmes) de l’université de Lille, mention Mécanique, génie civil ; énergétique, matériaux

Laboratoire d’accueil : IMT Nord Europe, Centre de recherche, d’enseignement et d’innovation Matériaux et Procédés (CERI MP) – Site de Douai

Responsable hiérarchique : Prof. Mahfoud Benzerzour

Responsable fonctionnel : Prof. Mylène Lagardère

Nature de l’emploi : Contrat doctoral

Lieu de travail : Centre de recherche de IMT Nord Europe, Douai

Contexte :

Ecole sous tutelle du ministère en charge de l’économie et des finances, et école de l’Institut Mines Télécom, IMT Nord Europe a 3 missions principales : former des ingénieurs responsables aptes à résoudre les grandes problématiques du XXIème siècle ; mener des recherches débouchant sur des innovations à haute valeur ajoutée ; soutenir le développement des territoires notamment en facilitant l’innovation et les créations d’entreprises. Son objectif est de former les ingénieurs de demain, maîtrisant à la fois les technologies numériques et les savoir-faire industriels. Idéalement située au carrefour de l’Europe, à 1 heure de Paris, 30 minutes de Bruxelles et 1H30 de Londres, IMT Nord Europe a l’ambition de devenir un acteur majeur des grandes transformations industrielles, numériques et environnementales du XXIème siècle en combinant, tant dans ses enseignements et que dans sa recherche, les sciences de l’ingénieur et les technologies du digital.

Localisée sur 2 sites principaux d’enseignement et de recherche, à Lille et à Douai, IMT Nord Europe s’appuie sur plus de 20000m² de laboratoire pour développer un enseignement de haut niveau et une recherche d’excellence dans les domaines suivants (www.imt-nord-europe.fr) :

•              Systèmes Numériques

•              Energie Environnement

•              Matériaux et Procédés

La thèse sera effectuée au sein du CERI Matériaux et Procédés de IMT Nord Europe et fait partie des axes de recherche « Économie circulaire et éco-matériaux » et « Matériaux et Procédés avancés ».  L’axe « Économie circulaire et éco-matériaux » étudie l’utilisation de matières premières secondaires dans divers secteurs industriels, tels que les travaux publics et le bâtiment. Cet axe de recherche s’inscrit dans la démarche de préservation des ressources naturelles, de réutilisation et de recyclage de déchets et sous-produits industriels dans une perspective de développement durable et d’économie circulaire. Trouver des solutions alternatives de valorisation dites éco-responsables notamment dans la filière du Génie Civil où annuellement, 400 millions de tonnes de matériaux granulaires sont consommés en France est aujourd’hui une priorité majeure.

Le sujet de thèse est financée dans le cadre du projet AMI CMA CAP3R : https://groupe-ispa.fr/landing-cap3r/

Le projet AMI CMA (Appel à Manifestation d’Intérêt  «Compétences et Métiers d’Avenir », dans le cadre du Plan France 2030)  réunit six partenaires complémentaires :  l’ISPA (Institut Supérieur de Plasturgie Appliquée, anciennement Polyvia Formation), le centre de formation de l’Union des transformateurs de polymères, le consortium réunit NAE, le réseau normand des professionnels de l’aéronautique, du spatial, de la défense et de la sécurité, Unitex organisation professionnelle du secteur textile en Rhônes-Alpes, le Syndicat des régénérateurs de matières plastiques (SRP) et l’Institut Mines-Télécom Nord Europe.

Les objectifs du projet sont de renforcer l’accompagnement des industriels des polymères et composites dans leurs avancées en termes de recyclabilité, de recyclage et de réincorporation de matériaux recyclés, d’anticiper les besoins en emplois et compétences des entreprises dans les domaines des polymères et composites et accélérer la mise en œuvre de formations y préparant en créant des modules dédiés aux enjeux spécifiques des entreprises, fortement impactées par les évolutions circulaires et en forts besoins de nouvelles compétences sur ces thématiques.

Au-delà de la formation, l’ambition collective du consortium est également de susciter chez les futures recrues le désir d’une industrie bas-carbone made in France et d’accroitre l’attractivité de ces secteurs à travers un plan de promotion et de sensibilisation.

L’un des objectifs du volet ‘Recherche’ de ce projet est de développer des solutions de valorisation des déchets composites (résine polyester fibre de verre) fin de vie/rebuts de production dans la formulation d’un béton.

L’utilisation des déchets composite par substitution au sable constitue une alternative à la consommation de matière première. L’ajout des broyats de composites peut également amener à une amélioration des performances mécaniques dans les matériaux de construction et permettre ainsi de diminuer le dosage en ciment qui a un impact environnemental important dans la formulation du béton.

Face à ce constat, on se propose de substituer une partie des constituants du béton et notamment le sable par des broyats composites en étudiant les paramètres pouvant impacter les caractéristiques du béton.

Le sujet de thèse a pour but de 1 : de consolider les résultats déjà obtenus dans des travaux antérieurs obtenus par des projets de recherche niveau master et de 2 :  poursuivre l’étude sur le développement de ce nouveau matériau en identifiant les propriétés matériaux et les paramètres de mise en œuvre permettant d’améliorer les performances de ce nouveau béton. 

Objectifs :

1-Comprendre l’impact de la substitution du sable par le broyat poudre dans les propriétés du mortier (notamment au niveau de la finesse du broyat avec une étude sur des poudres).

2- Comprendre comment améliorer les propriétés des solutions en optimisant les paramètres de formulations (rapport Eau/Ciment, pourcentage de substitution, finesse du broyat, etc.)

3- Définir les applications possibles et évaluer la faisabilité économique et la pertinence au niveau environnemental des formulations développées.

Missions :

-Etat de l’art et définition d’un plan d’expérience permettant de lever les différents verrous scientifiques décrits.

• Consolider les résultats déjà obtenus dans les études menées à IMT Nord Europe.

-Essais laboratoire : Caractérisation physique (essai mécanique, essai de rhéologique, porosité, prise Vicat etc.) d’un mortier/béton formulé avec des broyats composites.

• Etude de l’influence des paramètres de formulation/paramètres d’étude (granulométrie du broyat, dosage ciment/eau/broyats composites ou résine/fibres/broyats).

• Etude de l’adhérence broyats composites/matrice (observation faciès rupture au MEB).

-Etude de la faisabilité économique et de la réduction des impacts environnementaux de la solution développée et de la filière de valorisation envisagée (estimation du gisement et du besoin du marché ré-utilisateur des déchets)

• sur la base du volontariat : Participation aux activités d’enseignement dispensés dans le cadre du domaine Eco-matériaux Industrie et Génie Civil (dans la limite de 64 heures par année scolaire).

Profil de la candidate/du candidat : (Prérequis/ Diplôme)

Ingénieur(e) ou Master 2 avec une formation soit en science des matériaux, soit en mécanique des structures, ayant de bonnes connaissances des matériaux du génie civil et éventuellement de leurs procédés de mise en œuvre.

Aptitudes

Autonomie

Soin

Rigueur

Compétences

Manipulation laboratoire pour essais expérimentaux

Interprétation résultats d’essai expérimentaux

Rédaction rapport/Compte rendu

Connaissances

Essais de caractérisation matériaux (multi-physique)

Sciences des matériaux cimentaires

Quelques notions matériaux type polymère seraient un plus

Conditions :

Le poste est à pourvoir à compter du 01/09/2025 pour une durée de 3 ans (contrat doctoral CDD).

Renseignements et modalités de dépôt de candidature :

Pour tout renseignement sur le poste, merci de vous adresser à 

•          ZAMBON Agnès, Enseignante-Chercheuse, agnes.zambon@imt-nord-europe.fr ;  03 27 71 22 71

•          LAGARDERE Mylène, Enseignante-Chercheuse, mylene.lagardere@imt-nord-europe.fr 

Par ailleurs, le poste peut être aménagé pour une personne en situation de handicap.

Pour tout renseignement administratif, merci de vous adresser à la Direction des Ressources Humaines : jobs@imt-nord-europe.fr  

Les candidat(e)s sont invités à déposer un CV détaillé, les relevés de notes (M1 et M2), une lettre de motivation, et tout autre document permettant d’appuyer leur candidature.

Date limite de candidature : 30-05-2025