Saint-Gobain

Référence : 570078

Thèse - Caractérisation du mélange de systèmes granulaires réactifs par ondes ultrasonores (H/F)

  • Recherche et Développement
  • France
    AUBERVILLIERS
  • CDD
  • Date de publication : 03/07/2019

Description du poste

 

 

Nous proposons un sujet de thèse CIFRE qui reposera sur une collaboration entre le laboratoire pluridisciplinaire Saint-Gobain Research Paris (à Aubervilliers) et l’Institut Langevin (à Paris). Saint-Gobain Research Paris est l’un des 8 grands centres de recherche de Saint-Gobain, producteur et distributeur de matériaux pour l’habitat et la vie quotidienne : bâtiments, transports, infrastructures, ainsi que pour de nombreuses applications industrielles. L’Institut Langevin est une Unité Mixte de Recherche de l’ESPCI Paris et du CNRS dédiée à la physique des ondes et à ses applications.

Parmi les matériaux que Saint-Gobain produit, beaucoup sont à base de systèmes granulaires réactifs (mortier, plâtre, etc.). Le mélange, réalisé sur chantier par les artisans ou en usine de production, conditionne les performances finales des produits. La réactivité chimique de ces systèmes ainsi que leur forte dispersion granulométrique rendent la caractérisation de leur mélange complexe, sujet peu étudié jusqu’à présent.  

L’objectif de cette thèse est de développer de nouvelles méthodes permettant de relier la qualité de mélange de systèmes granulaires réactifs à des paramètres mécaniques mesurables par des techniques ultrasonores. Ces dernières sont potentiellement intéressantes pour suivre des cinétiques de mélange en raison de leur caractère non destructif et de leur rapidité. De façon générale, les ultrasons fournissent une méthode d'investigation non intrusive des milieux granulaires, matériaux par nature hétérogènes et optiquement opaques. La propagation d'ondes ultrasonores dans les milieux granulaires poreux, secs ou partiellement mouillés (états funiculaire et pendulaire), s’effectue à travers le squelette solide (i.e., le réseau des contacts) via les régimes de milieux effectifs et/ou de diffusion multiple [1]. Ainsi, notre stratégie consistera à étudier le lien entre réponses acoustiques, structure à l’échelle mésoscopique (réseaux de contacts, amas) et interactions à l’échelle des grains (contact hertzien, friction, cohésion, lubrification) dans des systèmes granulaires secs, mouillés [2] ou saturés de liquide, sous faible compression.

Dans cet esprit, il s’agira d’étudier la cinétique de mélange de systèmes granulaires réactifs réels ainsi que de systèmes modèles (empilements de billes de verre et sables). Nous nous intéresserons notamment à :  i) des mélanges homogènes avec différentes teneurs en eau ; ii) des mélanges inhomogènes (en présence de grumeaux) avec différents temps de mélange pour une teneur en eau donnée ; et iii) des systèmes modèles dans lesquels on fera varier la répartition spatiale de l’eau ajoutée. Il s’agira d’opérer un suivi acoustique de l’évolution (vieillissement) des propriétés viscoélastiques et des changements structuraux intervenant pendant la mise en œuvre ou la prise de ces systèmes granulaires. Pour cela, il faudra notamment mesurer la vitesse et l’atténuation des ondes ultrasonores de compression et de cisaillement, d’où l’on pourra déduire les modules élastiques effectifs. L'étude des propriétés viscoélastiques nous permettra d’évaluer les effets de cohésion, lubrification et dissipations frictionnelle et visqueuse en présence du fluide interstitiel ou/et de petites particules.

Les résultats seront interprétés en les comparant à d’autres techniques expérimentales (notamment rhéologiques, électriques, d’imagerie par rayons X, etc.), équipements disponibles dans les locaux de Saint-Gobain Research Paris.

PROFIL RECHERCHÉ

Elève-ingénieur en fin de cycle ou Master 2 ayant une formation en physique des ondes ou/et en physico-chimie des matériaux. Des qualités d’organisation et de communication écrite et orale, en français comme en anglais, sont indispensables.

Qui sommes-nous ?

Saint-Gobain conçoit, produit et distribue des matériaux et des solutions pensés pour le bien-être de chacun et l’avenir de tous. Ces matériaux se trouvent partout dans notre habitat et notre vie quotidienne : bâtiments, transports, infrastructures, ainsi que dans de nombreuses applications industrielles. Ils apportent confort, performance et sécurité tout en répondant aux défis de la construction durable, de la gestion efficace des ressources et du changement climatique.

Avec un chiffre d’affaires de 41.8 milliards d’euros en 2018, Saint-Gobain est présent dans 67 pays avec plus de  180 000 collaborateurs.

Saint-Gobain Research Paris, est l’un des 8 grands centres de recherche de Saint-Gobain.

Pour en savoir plus : www.sgr-paris.saint-gobain.com

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