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Thèse : Étude des transferts thermo-hydriques dans le béton en situation d'incendie : effet du chargement mécanique, simulations et expérimentations CDD

Contact

Mme Hélène Carré
Avenue de l’université,BP 1155
64013 PAU

France

helene.carre@univ-pau.fr

Descriptions

Établissement :
UPPA - Université de Pau et des Pays de l'Adour
Laboratoire :
SIAME - Laboratoire des sciences pour l'ingénieur appliquées à la mécanique et au génie électrique
Date de début :
02/12/2019
Date de fin :
30/11/2022
Date limite pour postuler :
29/09/2019
Descriptif :

Ce doctorat s'inscrit dans le cadre du projet TRANSFEU, mené par troispartenaires : UPPA, Université de La Rochelle, Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB). Ledoctorat se déroulera pour partie à Anglet, au sein du laboratoire SIAME de l'UPPA et pour partie à La Rochelle, au sein du LaSIE (Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur pour l'Environnement)de l'université de La Rochelle. Des séjours courts au sein du CSTBseront également organisés pour préparer et accompagner le déroulement d'essaisfeu.Ce travail de recherche comprendra à la fois des études expérimentales (essais de perméabilité à différentes températures, essais de porosimétrie mercure, tomographie X et neutrons, essais feu...) et des travaux de modélisation et de simulations numériques (simulations thermo-hygro-mécaniques).

Le contexte scientifique

Ce travail de doctorat s'inscrit dans le cadre du projet régionTRANSFEU, projet de recherche partenariale qui associe l’UPPA, l’Université de La Rochelle et leCSTB.Le financement apporté par les partenaires industriels ainsi que par la Région Nouvelle Aquitaine estacquis.Les objectifsCe projet s'inscrit à la fois dans une démarche de développement de connaissances par des travaux de recherche et dans un objectif de valorisation.Ils'articule autour de quatre objectifs :

  • Objectif 1 :Savoir évaluer les transferts de gaz et de liquideen jeu dans le béton à haute température
  • Objectif 2 :Savoir décrire les phénomènes mis en jeux lors des transferts de gaz et de liquidedans lebéton à haute température afin de pouvoir simuler numériquement le comportementthermo-hydro-mécanique du béton
  • Objectif 3 :Proposer des fibres plastiques optimiséespermettant de limiter efficacement le risque d'instabilités thermiques (écaillage) du béton au cours d'un incendie
  • Objectif 4 :Proposer une méthodologie de formulation de béton assurant un bon comportement mécanique à haute température(sans instabilités thermiques)

Les résultats attendus

En lien avec l’objectif n°1 :

Au cours du chauffage, l'eau libre et l'eau liée s'évaporent progressivement. En fonction de la compacité du béton, de sa perméabilitéinitialeet de sa fissuration au cours du chauffage, cette vapeur d'eau migre plus ou moins facilementdans le milieu poreux. Une perméabilité faible des bétons peut conduireà des pressions de pores qui peuvent entraîner,en s'additionnant aux contraintes mécaniques et thermo-mécaniques,des instabilités thermiques du béton appeléesécaillage. Des mesures de perméabilité seront menées aussi bien à température ambiante qu'à haute température en étudiant les principaux paramètres influents :lacompacité initiale du béton, la teneur en eau, la présence de fibres, la nature des granulats...

En lien avec l’objectif n°2 :Les transferts intervenant dans le béton au cours d'un chauffage ont une très grande influence sur le comportement du béton à haute température ainsi que sur ses propriétés thermomécaniques. Savoir décrireles transferts n'est pas simple à haute température en raison desnombreuxparamètres influençant les mesures : répartition des tailles de pores, teneuren eau initiale du béton, chargement mécanique, chargement thermique...Ils seront pris en compte dans la modélisation et les simulations réalisées.

En lien avec l’objectif n°3 : Certainscopolymèrespeuvent, suivant les grades, présenter une très grande fluidité à haute température. Ils sont par exempleutiliséscouramment comme base polymère d’adhésifs thermofusibles ou comme liant bitumineux pour lesquels la viscosité à chaud est également un paramètre clé de mise en œuvre. Une basse viscosité apparaitintéressante pour assurer le bon comportement du béton fibré à haute température. L’efficacité de ces matériaux sera évaluée en ajustant la taille des fibres ainsi que la composition du copolymère et son degré de cristallisation.Les fibres ont un effet favorable pour le comportement à haute température mais limitent très fortement la fluidité du béton frais ce qui est un vrai problème pour sa mise en œuvre. Cela impose, pour conserver un niveau de fluidité acceptable, d'augmenter très fortement la quantité de pâte (ciment et eau) ce qui augmente aussi très fortement son prix.Ce travail pourrait donner lieu au dépôt d'un brevet, en effet, trouver un type de fibres plus efficace vis à vis du comportement du béton à haute température permettrait de limiter leurdosage.

En lien avec l’objectif n°4 :Grâce aux travaux expérimentaux et aux simulations numériques, des prescriptions pourront être données afin de formuler avec fiabilité des bétons résistant aux hautes températures.Les collaborations de rechercheCe travail se dérouleradans le cadre d'une collaboration entre les laboratoires SIAME et LaSIE, en association avec le CSTB.L'essentiel des travaux du doctorant seront menés au SIAME et au LaSIE. Au SIAMEseront réalisées les expérimentations à petite échelle sur la perméabilité, le comportement mécanique, la mise au point des fibres EVA. Au LaSIE, la microstructure sera caractérisée à température ambiante et après chauffageet les modélisations et les simulations numériques y seront réalisées.L’IPREM participera pour la caractérisation rhéologique des fibres plastiques et du suivi de la cristallisation de ces dernières.

COMPETENCES REQUISES

  • Les compétences requises sont :
  • Formation initiale scientifique solide
  • Bonnes connaissances en mécaniqueet thermiquedu solide
  • Bonnes connaissances sur le matériau béton
  • Expérience ou goût pour les travaux expérimentaux
  • Bonnes capacités d'expression orale et écrite en anglais
  • Maîtrise du français appréciée

CRITERES D’EVALUATION DE LA CANDIDATURE

  • Traitement du dossier:Jury de sélectionLes candidats seront sélectionnés d’abord sur dossier. Un entretien sera organisé après la première phase de sélection.Les critères d'évaluation de la candidature sont :
  • Adéquation des compétences acquisesavec celles listées ci-dessus
  • Adéquation entre le diplôme de Master (ou équivalents) et le sujet de thèse
  • Notes et classements en Master(ou équivalent)et régularité dans le cursus universitaire
  • Maîtrise de l’anglais
  • Capacité du candidat à présenter ses travaux
  • Expériences professionnellesde type stage(s) en laboratoire ou autre; éventuels travaux de recherche déjà réalisés (rapports, publications)

CONSTITUTION DU DOSSIER DE CANDIDATURE

Envoyer par e-mail un dossier de candidature à Mme  Hélène Carré ( helene.carre@univ-pau.fr ) comprenant:

  • CV
  • lettre de motivation
  • relevé de notes et classements en Master(ou équivalent)
  • lettres de recommandation
  • coordonnées des personnes du milieu professionnel (minimum deux) à contacter

DATE LIMITE DE DEPOT DU DOSSIER: 29 septembre 2019

Mot(s)-clé(s)

  • Béton
  • Essais de laboratoire
  • Modélisation