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Stage M2: Mécanismes d’endommagement d’un calcaire de type roche fine de St Maximin induit par des chargements thermiques isothermes CDD

Contact

Stephane Logel

67440 Dimbsthal

France

stephane.logel@bpeing.com

Descriptions

Date de début :
15/02/2022
Date de fin :
15/08/2022
Date limite pour postuler :
10/02/2022
Descriptif :

Dans le cadre de l’incendie de la cathédrale Notre Dame de Paris, les travaux actuellement en cours entre les deux partenaires visent à améliorer l’état des connaissances du comportement des matériaux minéraux sous sollicitations thermiques sévères de type incendie. Le cas particulier des pierres calcaires est ciblé pour ce projet de recherche dont l’objectif principal est de compléter une banque de données déjà disponibles dans un contexte themo-hydro-chemo-mécanique (THCM) à partir d’essais expérimentaux réalisés sur différents milieux poreux, dont certains faciès calcaires pouvant se substituer aux pierres endommagées de l’édifice. Ces données complémentaires à celles déjà disponibles, conjuguées aux résultats de la littérature serviront de références à la modélisation de l’avancement de l’endommagement du matériau.

Travaux envisagés

Les travaux expérimentaux consistent à immerger des corps d’épreuve de géométries calibrées dans un four programmé à une température de consigne pour simuler une chauffe quasi isotherme et conduisant à la structuration de la matière minérale. Un tel traitement thermique permet d’analyser après refroidissement l’évolution des propriétés chimiques, porales et structurelles, et mécaniques résiduelles entre la température ambiante et 1000°C. La fiabilisation de ces données expérimentales représente le comportement libre du minéral à la méso-échelle. Ces travaux seront complétés par une interprétation et une modélisation de l’avancement des propriétés de changement de phases, représentant la micro-échelle et dont il conviendra de tester la représentativité comme moteur d’endommagement.

Corps d’épreuve et suivi

La pierre retenue est un calcaire tendre à ferme, type roche fine de Saint Maximin. Les corps d’épreuve représentatif de la méso échelle seront obtenus par carottage et dressage des faces des cylindres obtenus au moyen d’une scie diamantée. Une attention particulière sera portée à la validation du volume élémentaire représentatif (VER) lors des essais sur éprouvettes cylindriques. Les propriétés de changements de phases seront mises en évidence et analysées au moyen d’essais thermiques de type thermogravimétriques et calorimétriques, réalisés en condition non isotherme. Le comportement thermo-rhéologique sera mis en évidence et analysé au moyen d’un thermodilatomètre, tandis que les propriétés mécaniques seront établies en recourant à des essais conventionnels adaptables sur une presse uniaxiale. Les modifications de la microstructure seront caractérisées en microscopie (MEB), diffractométrie (DRX) et au moyen d’analyses par porosimétrie au mercure (MIP). Analyse des résultats Outre l’interprétation du comportement THCM du matériau et en fonction de l’avancement des travaux, la robustesse des modèles obtenus sera testée sur des jeux de données obtenus au cours d’essais de résistance au feu déjà réalisés au cours d’un précédent stage de Master, sur des dalles calcaires chauffées sur une face.

Encadrement – Acte de candidature et prérequis

Ce projet sera réalisé au pour partie à Dimbsthal (67440) au laboratoire BPE (Stéphane Logel) et au sein du laboratoire LRMH (Y. Mélinge et J-D. Mertz). Une bonne connaissance des matériaux de construction et leurs propriétés constituent les prérequis minimums. Un goût prononcé pour un travail rigoureux et méthodique est indispensable pour progresser dans ce contexte expérimental. Le projet n’est à l’heure actuelle, pas connecté avec une éventuelle poursuite dans le cadre d’une thèse de doctorat.

Pour faire acte de candidature, merci d’adresser votre CV et lettre de motivation à : stephane.logel@bpe-ing.com, jean-didier.mertz@culture.gouv.fr et yannick.melinge@culture.gouv.fr

Période et gratification Ce stage de Master recherche débutera début 2022 pour une durée de 6 mois La gratification prévue sera légèrement supérieure au montant indemnitaire actuellement en vigueur.

Mot(s)-clé(s)

  • Durabilité
  • Mécanique des roches
  • Milieux poreux
  • Rhéologie