Centrale Nantes et EDYCEM présentent leur nouveaux axes de recherche pour une construction durable

La collaboration entre EDYCEM et Centrale Nantes est née, il y a plus de vingt ans, de la volonté de travailler sur des projets de recherche portant sur les matériaux cimentaires, notamment les bétons autoplaçants et les bétons à faible impact environnemental.

La deuxième Chaire de Recherche EDYCEM - Centrale Nantes a permis une maîtrise de la formulation des bétons à faible teneur en clinker. Leurs comportements mécaniques, leurs déformations différées, et leur durabilité vis-à-vis de la carbonatation ont ainsi été étudiés. Imane El Khaldi, doctorante au à l'Institut de Recherche en Génie Civil et Mécanique (GeM) a obtenu en 2023 le prix du meilleur exposé scientifique du Congrès Français de Génie Civil (CFGC) pour ses travaux ayant donné naissance à un nouvel indicateur. Cet indicateur caractérise l'empreinte carbone des nouvelles générations de bétons tout en prenant en compte leur durabilité face à la corrosion.

3 grandes thématiques de recherche

Les travaux de la chaire III s'intéresseront à 3 grandes thématiques, en ligne avec les axes stratégiques sur lesquels travaille Centrale Nantes : la transition énergétique, le numérique et l'IA et la santé au travers du sujet des îlots de chaleur.

Réduction de l'empreinte environnementale dans la conception du béton

EDYCEM et Centrale Nantes envisagent la possibilité de réduire encore plus le clinker tout en cherchant des propriétés satisfaisantes dès le jeune âge. Ils étudieront la mise en œuvre via le suivi de la rhéologie et son maintien dans le temps, la résistance mécanique sur les premières heures du béton afin d’assurer un décoffrage rapide, même en période hivernale. Le retrait et la sensibilité à la fissuration, qui intègrent les propriétés viscoélastiques, devront également être maîtrisées. EDYCEM a pour objectif d’exploiter les données collectées dans cette étude pour promouvoir l’utilisation des liants bas carbone dans les instances normatives nationales.

Au-delà des ciments traditionnels,  il s'agit également d'explorer des liants alternatifs : cendres de biomasse, laitiers cristallisé, argiles, fines concassage du béton, afin d’obtenir un comparatif de performances sur un large panel de liants alternatifs.
Autre axe sur lequel se concentrera la future Chaire de Recherche : Tester l’incorporation de forts taux de granulats recyclés pour limiter le recours aux sables marins ou alluvionnaires, afin de diminuer encore plus l’impact environnemental du béton

Apports de l'Intelligence Artificielle (IA) au service des bétons nouvelle génération

Si le béton fabriqué avec le ciment portland est largement connu et reconnu depuis plus d’un siècle par les spécialistes, l’échelle de temps pour l’exploration des nouvelles générations de bétons contenant moins de clinker et plus d’additions sera beaucoup plus courte, car l’urgence climatique pousse à leur utilisation. Un défi de taille qui requiert de recueillir un maximum de données, de les analyser en peu de temps, afin de prédire les comportements mécaniques et la durabilité de ces nouveaux matériaux.
L’objectif de ce travail, conjuguant simulation informatique et essais pratiques en laboratoire et en centrale à béton, vise à développer des nouveaux bétons à faible impact environnemental en prenant en compte leur évolution physico-chimique tout au long de la durée de vie de la construction. L’aspect structure figurera également dans les sujets exploratoires, en développant des méthodes d’éco-conception pour une éventuelle utilisation rationnelle du béton et de l’acier.

Contribution aux enjeux de la ville de demain

Alors que les villes ont largement été imperméabilisées à une époque où l’enjeu sanitaire était prioritaire, il est désormais nécessaire de retrouver un juste équilibre. L’aménagement d’habitats et d’infrastructures provoque une modification du rythme de la filtration de l’eau souterraine, avec un risque d’inondation associé, mais aussi la formation des « îlots de chaleur urbains » (ICU) par le piégeage radiatif (réflexions multiples et absorption solaire) et le confinement aéraulique des canyons urbains.
EDYCEM et Centrale Nantes vont s’intéresser à la maîtrise de ces phénomènes par l’étude de revêtement des chaussées.
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