Étude de la corrosion dans une matrice cimentaire

Il y a 2 mois

Nanterre, France IRSN Temps plein

Mission

Dans le cadre de cette proposition de thèse, une étude expérimentale cherchera à estimer le comportement chimio-mécanique d'un matériau cimentaire dégradé (résultant d'une carbonatation ou d'une lixiviation) soumis à une corrosion des armatures. Les déformations et fissurations du matériau composite seront suivies par µCT et fibre optique. Périodiquement, des caractérisations post-mortem permettront de suivre l'impact local de la dégradation couplée sur la microstructure, la minéralogie et les propriétés mécaniques.

L'objectif principal de cette thèse est de fournir les clés de compréhension des mécanismes et les données nécessaires à la construction d'un modèle chimio-mécanique prenant en compte la rétroaction de la mécanique sur la chimie. Ce modèle numérique sera conçu dans ma thèse portée par le CEA. Les bases de ce type d'approche ont été établies dans un précédent projet européen impliquant les mêmes partenaires (IRSN/CEA/Mines Paris-Tech) [4].

Programme structuré selon deux grands axes :

Compréhension du couplage carbonatation/corrosion :
Cette première partie sera consacrée à l'étude à différentes échelles du couplage carbonatation/corrosion dans une pâte de ciment hydratée et dans un mortier. La phase de carbonatation atmosphérique sera réalisée via un essai de carbonatation accéléré, tandis que la corrosion sera initiée par des cycles de séchage et de réhumidification [6].
Des échantillons centimétriques de pâte de ciment contenant un barreau factice seront périodiquement caractérisés par micro-tomographie, MEB-EDS, DRX et RMN, afin de suivre les conséquences de la carbonatation atmosphérique sur la dégradation de la matrice cimentaire. Lorsqu'un niveau de dégradation suffisant aura été induit, la phase de corrosion débutera dans des échantillons contenant un barreau métallique.
En parallèle, le couplage carbonatation/corrosion sera étudié à l'échelle macroscopique dans un bloc de pâte de ciment durcie armé. Lévolution dun réseau de déformation 3D sera observé via des fibres optiques.
Des essais de corrosion accélérée sous eau seront également réalisés pour obtenir la nature des produits de corrosion, leur évolution dans le temps et potentiellement leurs propriétés mécaniques.
L'objectif de cette première partie est de fournir à la seconde thèse l'ensemble des informations nécessaires à la création du modèle numérique.

Couplage carbonatation/lixiviation/corrosion : cas dapplication au mortier :
une étude performancielle sera réalisée sur des échantillons centimétriques de mortier armé subissant une carbonatation partielle, une lixiviation partielle et une corrosion. La carbonatation atmosphérique et la corrosion seront initiées selon la même méthodologie. La lixiviation partielle suivie d'une carbonatation atmosphérique, et inversement pour le second. Dans les deux cas, l'essai se terminera par une phase de corrosion. 

L'objectif de cette partie est de tester les limites du modèle numérique sur un cas complexe

Profil recherché

- Formation école dingénieur ou universitaire, spécialisation science des matériaux.

- Compétences physico-chimie des matériaux cimentaire souhaitable.

- Capacité à mener une étude expérimentale

- Autonome et rigoureux

Télétravail

Régulier

Informations complémentaires

Le doctorat se déroulera sur le site de l'IRSN à Fontenay-aux-Roses, au sein du Service des Pollutions et des Déchets Radioactifs (SPDR). La fabrication des échantillons, les tests de dégradation et leur caractérisation chimio-mécanique seront réalisés au laboratoire Lutèce de l'IRSN et au laboratoire du LECBA du CEA Saclay. Le doctorant sera employé par l'IRSN.

Envoyer Lettre de motivation et CV ainsi que la réponse à cette question : Quel est la concentration en calcium en solution à l'équilibre avec la Portlandite ?''

Localisation du poste

Localisation du poste

Europe, France, Ile-de-France, Hauts-de-Seine

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