Thèse (H/F) : Procédé de recyclage de déchets granulaires - Champs-sur-Marne, France - CNRS

Description

Informations générales

Intitulé de l'offre : Thèse (H/F) : Procédé de recyclage de déchets granulaires
Référence : UMR8205-OLIPIT-001
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : CHAMPS SUR MARNE
Date de publication : mardi 14 mai 2024
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : La rémunération est d'un minimum de 2135,00 € mensuel
Section(s) CN : Milieux fluides et réactifs : transports, transferts, procédés de transformation

Description du sujet de thèse

Procédé de recyclage de déchets granulaires par cohésion médiée avec une mousse complexe

L'une des étapes clés du recyclage des matériaux est leur broyage ou leur concassage en éléments plus fins, sous forme de matériaux granulaires ou en poudre, en vue de leur tri et de leur réutilisation. Cela s'applique au verre, qui est ensuite fondu (calciné) dans des lignes de production, aux plastiques, aux agrégats issus de la déconstruction, aux matériaux composites ou aux déchets de caoutchouc. Étant donné que l'étape de broyage/concassage est déjà très énergivore, il est intéressant de pouvoir recycler les éléments concassés le plus directement possible. Dans de nombreux cas, une simple mise en forme à l'aide d'un liant, et un éventuel post-traitement des surfaces périphériques, pourraient produire des blocs pour le mobilier urbain et la construction. L'une des principales difficultés pratiques dans la mise en œuvre de ces assemblages granulaires, qu'ils soient recyclés ou non, est la dispersion du liant au niveau des contacts entre les grains pour produire des ponts de liant qui assureront la cohésion de l'ensemble. Cela nécessite généralement de revêtir les grains d'une fine couche de liant au préalable, puis d'assembler et de compacter l'ensemble. La difficulté réside dans l'uniformité de la couche de liant qui doit être déposée sur la surface de tous les grains : cela nécessite beaucoup de mélange, d'homogénéisation et de manipulation des grains, surtout si l'on vise à minimiser la quantité de liant. Une autre approche consiste à remplir complètement la porosité des empilements de grains avec le liant, puis à désaturer la porosité en y introduisant de l'air. Outre le fait d'être très gourmande en liant, une telle approche est connue pour poser des problèmes d'instabilité de front de désaturation, pouvant entraîner une distribution très inégale du liquide (liant).
L'idée fondatrice de ce projet est qu'une mousse liquide complexe (mousse liquide chargée d'un composant liant) représente un précurseur de liant à faible empreinte carbone qui peut facilement remplir les vides offerts par des empilements constitués de tels grains, pour façonner l'ensemble et lui conférer une résistance mécanique significative. On s'attend à réduire considérablement la quantité de liant nécessaire, grâce à la proportion d'air (70 à 90 %) introduite avec le liant, tout en évitant les problèmes d'instabilité mentionnés précédemment, en raison des propriétés rhéologiques des mousses liquides.
Les étapes de la fabrication de la mousse liquide, bien contrôlée en termes de taille des bulles et de fraction d'air, et le chargement de cette mousse avec diverses suspensions (telles que des soulis d'argile ou de ciment, par exemple) sont bien maîtrisés en laboratoire. Dans ce projet, l'objectif sera de remplir la porosité des empilements de grains avec de telles mousses, d'étudier la distribution de la suspension dans la porosité par micro-tomographie RX, et de mesurer la résistance mécanique de ces assemblages après durcissement. Cette caractérisation mécanique sera réalisée à la fois à l'échelle de l'empilement et à l'échelle de deux grains liés par une mousse solidifiée.

Contexte de travail

Le candidat devra démontrer des connaissances en science des matériaux. Une première expérience en physique ou en mécanique serait un avantage. Une forte inclination vers l'expérimentation est nécessaire, mais une affinité pour le traitement d'images (python, Fiji, matlab) serait également un plus.