Thèse Durabilité et Comportement Mécanique d'Éco-Matériaux à Base de Macro-Algues H/F - 75

Établissement : Université Paris-Saclay GS Sciences de l'ingénierie et des systèmes
École doctorale : Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences
Laboratoire de recherche : LMPS - Laboratoire de Mécanique Paris-Saclay
Direction de la thèse : Mohend CHAOUCHE ORCID 000900012237835X
Début de la thèse : 2026-10-01
Date limite de candidature : 2026-04-30T23:59:59

Dans une orientation de développement durable afin de réduire la consommation de ressources naturelles, des co-produits, des sous-produits ou encore des déchets peuvent être incorporés au béton. Ceux-ci peuvent permettre également d'améliorer certaines propriétés de ce matériau porteur dans la construction. Les améliorations rechercheront le compromis entre la durabilité, les propriétés mécaniques ou s'inscrivent dans les perspectives de la nouvelle réglementation thermique et environnemental pour l'enveloppe de bâtiments tels que la réduction de la consommation énergétique ou de l'empreinte carbone. Il est donc nécessaire de proposer de nouveaux éco-matériaux afin de répondre à ces différentes problématiques environnementales.
L'utilisation de liants alternatifs tels que des liants composés de calcaire biogénique pourrait permettre de proposer des solutions durables dans le temps et réduisant l'impact sur l'environnement. En effet, des matières biologiques pourraient être une alternative innovante et très compétitive pour produire des minéraux calcaires en remplacement de ressources primaires. La valorisation de matières biologiques en liants alternatifs, notamment des algues est une piste intéressante.
Dans ce contexte, le projet doctoral propose d'employer des algues ramassées en mer, ou bien qui prolifèrent sur les côtes françaises. La France est le premier producteur d'algues de l'Union européenne, avec un volume annuel variant entre 60 000 et 70 000 tonnes, constitué presque uniquement de macroalgues. Actuellement, les macroalgues (vertes, brunes et/ou rouges) sont une problématique environnementale par leur prolifération dans le domaine côtier, en France et en Europe. Leur ramassage et leur culture s'avèrent donc un atout pour la protection de l'environnement. La mise en place d'une valorisation de gisements d'algues épave comme les sargasses en Normandie est ainsi un enjeu. Elles peuvent produire des minéraux calcaires intéressants pour la production de matériaux bas carbone pour le domaine de la construction.
L'objectif principal de cette étude est de valoriser des macroalgues dans des matériaux cimentaires et de comprendre leurs impacts sur le comportement mécanique et sur la durabilité à court, moyen et long terme. Pour répondre à cet objectif, il est envisagé de :
-Réaliser un état de l'art complet sur liants alternatifs bas carbone, les algues et les différentes espèces invasives ou issues de culture, ainsi que sur les voies de valorisation de ces bioressources notamment pour la construction.
-Caractériser les sources de macro-algues d'un point de vue physique, chimique et mécanique afin de définir leurs aptitudes à être employées dans des matériaux cimentaires,
-Étudier différentes formulations en proportion variables macro-algues (fibres et poudres) avec différents types de liant utilisé, pour une résistance mécanique suffisante tels des matériaux traditionnels et une valorisation locale avec une durabilité satisfaisante en milieu maritime.
-Étudier expérimentalement le comportement différé des écomatériaux à base de macro-algues au travers du suivi du séchage, du retrait et du fluage au jeune âge et à long terme.
-Observer les écomatériaux à base de macro-algues via le microscope optique et plus finement au MEB ainsi que par micro-tomographie-X. Les modifications microstructurales et la microfissuration seront notamment suivies selon différents environnements hygriques
-Evaluer le comportement mécanique au moyen de différentes techniques corrélation d'image : DIC et DVC.
-Evaluer leur impact sur les propriétés des matériaux cimentaires au travers de l'étude par modélisation du couplage hydratation-fluage-retrait.

Mécanique et physico-chimie des matériaux complexes

-Réaliser un état de l'art complet sur liants alternatifs bas carbone, les algues et les différentes espèces invasives ou issues de culture, ainsi que sur les voies de valorisation de ces bioressources notamment pour la construction.
-Caractériser les sources de macro-algues d'un point de vue physique, chimique et mécanique afin de définir leurs aptitudes à être employées dans des matériaux cimentaires,
-Étudier différentes formulations en proportion variables macro-algues (fibres et poudres) avec différents types de liant utilisé, pour une résistance mécanique suffisante tels des matériaux traditionnels et une valorisation locale avec une durabilité satisfaisante en milieu maritime.
-Étudier expérimentalement le comportement différé des écomatériaux à base de macro-algues au travers du suivi du séchage, du retrait et du fluage au jeune âge et à long terme.
-Observer les écomatériaux à base de macro-algues via le microscope optique et plus finement au MEB ainsi que par micro-tomographie-X. Les modifications microstructurales et la microfissuration seront notamment suivies selon différents environnements hygriques
-Evaluer le comportement mécanique au moyen de différentes techniques corrélation d'image : DIC et DVC.
-Evaluer leur impact sur les propriétés des matériaux cimentaires au travers de l'étude par modélisation du couplage hydratation-fluage-retrait.