Consultation des offres

Fabrication additive par liaison sélective : développement d’une technique d’impression 3D de matériaux cimentaires CDD

Contact

Alexandre PIERRE
5 mail Gay-Lussac
95031 Neuville-sur-Oise
1
France

alexandre.pierre@u-cergy.fr

Descriptions

Établissement :
UCP - université de Cergy Pontoise
Laboratoire :
L2MGC - Laboratoire de Mécanique et Matériaux du Génie Civil
Rémunération mensuelle :
600 €
Date de début :
02/03/2020
Date de fin :
03/08/2020
Date limite pour postuler :
14/02/2020
Descriptif :

Descriptif du sujet :

Pour la fabrication additive (impression 3D) de matériaux en ciment, deux techniques différentes peuvent être utilisées: l'extrusion de béton (ou de mortier) ou la liaison sélective d'un lit de particules par un fluide obtenu par l'application d'une solution composée d’eau et d’adjuvants sur un mélange de poudre de ciment et d'agrégats (activation sélective du ciment) ou par application de pâte de ciment sur des agrégats (intrusion de pâte sélective)]. Malgré les nombreux avantages et la possibilité de construire des structures en porte-à-faux et thermiquement optimisée, il existe peu d'études sur les méthodes d'activation sélective du ciment et de liaison sélective par pénétration de pâte de ciment. La plupart des projets d’impression 3D pour l'industrie de la construction sont actuellement réalisés avec des méthodes d'extrusion / dépôt.

La méthode dite d'activation du ciment consiste à activer une poudre à base de ciment ou d'un liant minéral pulvérulent mélangé avec des granulats (sable avec ou sans gravier / fibre selon la résolution de la pièce finie souhaitée) en injectant une solution composée d'eau et d'adjuvant). La poudre de liant minéral va alors faire prise par réactions d’hydratation pour former une matrice solide qui englobera les particules d’agrégats, dont la taille est supérieure à celle des particules de ciment. Il est alors question de trouver le bon compromis entre le type, la taille, la distribution granulométrique, la morphologie de la poudre, les propriétés, notamment rhéologique, et la méthode d’injection du fluide « activateur ». La pénétration de la solution sous forme de gouttes doit être contrôlée pour assurer la production d'un matériau homogène.

 

Travail demandé :

 

Ce travail de recherche vise à améliorer l’impression à travers la relation process/matériau via l’étude de plusieurs paramètres : la vitesse d'injection, la tension superficielle, l'angle de mouillage, la viscosité de la solution, la taille des agrégats, etc.

Une étude paramétrique concernant la vitesse d'injection, la tension superficielle, l'angle de mouillage, les propriétés rhéologiques de la solution, la nature et la taille des agrégats, etc. sera étudiée au moyen d'une modélisation numérique à l'aide du logiciel commercial Comsol.

Des mesures expérimentales seront ensuite développées et réalisées en fonction des premiers résultats de modélisation numérique en utilisant une imprimante 3D.

 

Moyens nécessaires à la réalisation du stage :

 

Robot ABB 6Axes, Imprimante 3D cartésienne, Logiciel de simulation numérique : Comsol.

 

Autres informations :

 

Des compétences en matériaux, robotique et en programmation seront appréciées.

Mot(s)-clé(s)

  • Comportement physique et mécanique
  • Matériaux