STAGE DE FIN D’ETUDES RECHERCHE : IMPRESSION 3D DE TERRE CRUE
Objectif du stage :
Le domaine de la construction est un des plus gros consommateurs d’énergie et de ressources naturelles. Par ailleurs, plusieurs rapports pointent le retard du secteur de la construction en termes de digitalisation, robotique et nouvelles technologies. Dans ce contexte, l’impression 3D semble être une des technologies clés de la mutation du secteur. Elle consiste à déposer couche par couche un matériau pompable, imprimable, constructible et avec un temps de durcissement maîtrisé et permet une liberté formelle à des coûts maîtrisés.
Les matériaux généralement utilisés sont des matériaux cimentaires dont le coût environnemental est élevé, notamment du fait des adjuvants utilisés. Plusieurs leviers peuvent permettre de réduire cet impact et notamment l’utilisation de matériaux plus vertueux comme la terre crue. Ce matériau ancestral est toujours utilisé dans la construction et connaît un renouveau du fait de la raréfaction des ressources, de ses bonnes propriétés mécaniques et hygrothermiques et de la sobriété environnementale des constructions en terre. De nombreux verrous restent cependant à lever pour une dissémination plus large de la terre dans la construction.
Les études sur l’impression 3D de terre crue sont encore peu nombreuses mais on remarque un intérêt croissant pour l’utilisation de la terre crue en impression 3D. Un des points importants est l’accélération du durcissement de la terre par l’utilisation de liants notamment. Les liants utilisés pour accélérer le durcissement de la terre ou améliorer ses performances mécaniques sont variés (gypse, ciment prompt, bio-polymères). Ils peuvent également contenir des ajouts végétaux. Une revue exhaustive récente de l’impression 3D terre crue peut être lue dans l’article de Gomaa et al. Une étude récente sur l’impression 3D de terre crue peut être lue dans le rapport de Benamara.
Missions :
Le développement de la construction en terre est encore limité en raison du temps nécessaire au durcissement du matériau et d’un rythme de production plus lent que celui de l’industrie du béton.
L’objectif principal de ce projet de fin d’études est de participer au développement d’une nouvelle méthode de construction de bâtiments durable, à partir de terre crue stabilisée par des liants (bas carbone), pour un usage d’habitation grande échelle.
Le travail portera sur différentes typologies de terre sélectionnées dans le cadre du projet et fournies par l’entreprise Terra’Innova, afin de tenir compte de la variabilité de la ressource et des spécificités physico-chimiques des gisements.
- Caractérisation mécanique et physico-chimique des terres (GeM) ;
- Développement de nouvelles formulations de liants (Bas-carbone) adaptées pour l’impression 3D en terre crue (Néolithe) ;
- Réalisation d’essais expérimentaux pour caractériser les propriétés rhéologiques et physico-mécaniques des liants (GeM + Néolithe) ;
- Étude de l’influence du liant sur les différents propriétés mécaniques et physico-chimiques de la terre crue (GeM+Néolithe) ;
- Adaptation des propriétés des matériaux pour assurer la pompabilité et l’imprimabilité (GeM).
Profil souhaité :
Profil avec des compétences en physico-chimie. Intérêt pour l’environnement et l’amélioration de l’utilisation des ressources.
Durée : 4 à 6 mois
Lieu : Néolithe à Chalonnes-sur-Loire (49) 2 mois + GeM Saint Nazaire (44) 2 à 4 mois
Stage à pourvoir en février 2023