Capture d’écran 2021-11-25 à 11.11.48.png

Dossier du mois

Lien vers TI

Cliquez

 

Thèses du mois
Pour accompagner

le dossier mensuel Techniques d l'Ingénieu
Sélection de thèses récentes publiées sur theses.fr
Moteur de recherche des thèses de Doctorat Françaises du mois

 

Matériaux communicants : modélisation et gestion de la consommation d’énergie

Hang Wan

Lien vers theses.fr

Doctorat: Automatique, Traitement du signal et des images, Génie informatique

13/09/2021

Laboratoire: Centre de recherche en automatique de Nancy

Lien vers site Web

Résumé

Avec la popularisation de l’Internet des Objets, de plus en plus de produits intelligents apparaissent dans notre vie. Le projet McBIM (Matière communicante au service du BIM-Building Information Modelling) vise à concevoir un nouveau type de « béton communicant » qui est le béton équipé d'un réseau de capteurs sans fil embarqué (RSCF). Ce béton communicant est capable de mesurer des phénomènes physiques, de stocker des informations et d'échanger des données avec des plateformes BIM. Pour démontrer l'utilité du concept sur l'ensemble du cycle de vie, l'exigence de service à long terme pose des défis relatifs à la durée de vie du réseau intégré dans la matière. Dans le même temps, la grande quantité de données de surveillance posent des défis relatifs à la gestion d'informations. Dans ces travaux, nous proposons de coupler le béton communicant physique à sa représentation digitale. Ce système externe et intelligent doit pouvoir permettre à terme de prolonger la durée de vie du réseau... 

Résumé

Les fibres naturelles ont été utilisées dans la vie humaine quotidienne depuis l'aube de l'histoire dans un large éventail d'applications différentes telles que les cordes, les textiles, les matelas, les brosses, etc. Au cours des dernières décennies, afin de minimiser les impacts sur l'environnement, les fibres naturelles ont été exploitées dans le génie civil comme alternatives écologiques pour la construction de bâtiments dans le but de remplacer partiellement les matériaux conventionnels et réduire la dépendance à leur égard. Par conséquent, l'utilisation de fibres naturelles est en parfaite harmonie avec le concept de durabilité. En outre, les sources de fibres naturelles sont abondantes dans de nombreuses régions du monde. Parmi les fibres naturelles, la fibre de coco est considérée comme un bon candidat pour le renforcement de la matrice cimentaire en raison de ses propriétés les plus ductiles et absorbantes d'énergie par rapport aux autres fibres végétales. En outre, il est nécessaire d'utiliser des liants alternatifs pour tenter d'améliorer la durabilité de ces fibres végétales en composites et ainsi réduire l'impact négatif sur l'environnement.

Résumé

En simulation numérique thermique, le problème inverse consiste à partir de mesures de température, à retrouver un ou plusieurs paramètres de l'équation de la chaleur discrétisée. C'est une procédure complexe qui reste souvent limitée à une géométrie simple. L'idée est alors d'utiliser des modèles réduits thermiques de type modaux, qui vont permettre de diminuer considérablement le nombre d'inconnues tout en maintenant une précision satisfaisante sur l'intégralité du domaine modélisé. Ces modèles vont alors permettre d'étendre la technique des problèmes inverses à tout type de géométrie, quelle que soit sa complexité.L'objectif de ce travail de thèse consiste à évaluer l'efficacité d'une telle méthode pour une application liée à la thermique du bâtiment, dans laquelle on cherche à identifier les propriétés de matériaux isolants (capacité et conductivité thermiques)

Résumé

Les matériaux biosourcés sont des matériaux qui peuvent être utilisés comme isolants dans l’enveloppe des bâtiments afin de répondre aux exigences de confort thermique des occupants. Ces matériaux offrent de nombreux avantages et peuvent être d’origine végétale ou animale. Ceux d’origine végétale sembleraient beaucoup plus adapter du fait qu’ils permettent de diminuer les émissions des gaz à effet de serre (GES) dues à l’absorption du gaz carbonique par photosynthèse. Le secteur du bâtiment représente environ un tiers (1/3) des émissions des GES et consomme environ 30 à 40% de l’énergie primaire à l’échelle planétaire [9, 12, 55, 119, 120]. C’est donc un secteur très énergivore et mérite par conséquent un traitement tout à fait particulier si on veut limiter certains phénomènes catastrophiques qu’il pourrait engendrer à l’échelle locale et généralement mondiale.Une attention considérable est accordée aux matériaux biosourcés d’origine végétale durant ces dernières décennies. 

Caractérisation d'éco-matériaux terre-chanvre en prenant en compte la variabilité des ressources disponibles localement

Théo Vinceslas

Lien vers theses.fr

Doctorat: Genie civil,

26/11/2019

Institut de Recherche Dupuy de Lôme

Lien vers site Web

Résumé

Le projet de thèse vise à comprendre le comportement et mesurer les performances d'éco-matériaux isolants thermiques à base de chènevotte et de terre crue, en vue de produire un matériau à faible impact environnemental. Le premier enjeu de cette étude se situe dans la représentativité des résultats, au regard de la variabilité des constituants. 28 terres, collectées à travers la Bretagne et la Normandie, et trois chanvres, ont été caractérisés. Les paramètres de caractérisation y sont étudiés selon plusieurs méthodes que l’on souhaitera comparer. Parmi les 28 terres, 6 ont été choisies pour représenter l’ensemble et fabriquer des échantillons. Ensuite, les barbotines, mélange de terre et d’eau, sont étudiées afin d’établir des liens entre constituants de la terre et comportement rhéologique. La compréhension de ce comportement rhéologique nous permet alors de proposer des tests de chantier.

Résumé

Les bâtiments sont considérés comme des facteurs clés qui affectent la demande énergétique mondiale et ont des effets importants sur les émissions de gaz à effet de serre résultant des dispositifs de chauffage et de refroidissement intégrés. La transformation des rénovations et la création de nouveaux compartiments commerciaux et résidentiels visent à répondre aux exigences des constructions vertes durables et des bâtiments à énergie nette zéro développés pour soutenir le confort thermique et le bien-être humain. Une méthode consiste à intégrer le stockage d'énergie thermique à chaleur latente, en particulier les matériaux à changement de phase (MCP) dans les bâtiments: de manière active et passive. Le projet actuel présente une revue bien approfondie sur l’utilisation du MCP dans les bâtiments pour le chauffage, refroidissement et les applications hybride. Il a été démontré que les combinaisons et l'hybridation possibles de différentes applications MCP peuvent améliorer l'efficacité énergétique des bâtiments

Systèmes constructifs en fabrication additive de matériaux cimentaires

Romain Duballet

Lien vers theses.fr

 

Doctorat Structures et Matériaux,

03/09/2019

Laboratoire Navier

Lien vers site Web

Résumé

Il s'agit de concevoir des éléments constructifs en matériaux cimentaires en fabrication additive grande échelle. La précision géométrique et la liberté formelle apportées par le procédé d'impression 3D de pâtes de ciment à propriétés variables permet d'envisager une architecture interne de l'ordre du centimètre pour des éléments constructifs à grande échelle (typiquement de l'ordre du mètre). Pour cela il convient d'établir des cahiers des charges pertinents pour ces éléments, au regard des possibilités constructives (procédé), des propriétés atteignables (mécanique, thermique, acoustique) et de l'intérêt qu'ils peuvent présenter à un niveau architectural et industriel. La première partie du travail porte en particulier sur la conception de parois architecturées, réalisant des performances accrues

Résumé

Les matériaux de construction constituent un besoin indispensable pour les êtres humains. Le béton est, après l’eau, le matériau le plus utilisé dans le monde et la production de ciment est en perpétuelle augmentation du fait de l’accroissement de la population mondiale. En 2010 la production annuelle de ciment a atteint les 3,3 milliards de tonnes. Une progression de +6,9% a été constatée en 2015 pour une production qui a atteint 4,6 milliards de tonnes.Des études menées sur l’impact environnemental du procédé de fabrication du clinker ont révélé que pour une production d’une tonne de clinker, une quantité de l’ordre de 0,7 à 0,8 tonne de CO2 est rejetée dans l’atmosphère, soit une émission annuelle de 2,8 milliards de tonnes de CO2. Ces rejets de gaz à effet de serre sont responsables de 5% des émissions mondiales. Afin de réduire cet impact, des solutions ont déjà été proposées telles que l’utilisation de combustibles alternatifs pour la fabrication du clinker, la substitution partielle du ciment par des coproduits industriels ou le captage et stockage du carbone.Cette thèse s’inscrit dans une volonté de réduire l’impact carbone dans la fabrication des matériaux de construction et cela par l’introduction du procédé de mécanosynthèse dans le processus de production du clinker et du ciment ainsi que des géopolymères

Mécanosynthèse et matériaux de construction : optimisation et application pour la clinkérisation et la géopolymérisation

Othmane Bouchenafa

Lien vers theses.fr

Doctorat: Sciences des Matériaux,

22/07/2019

Institut de Recherche en Constructibilité

Lien vers site Web

Résumé

Après la crise économique en 2008, l’activité de construction en France a connu une croissance très rapide. La hausse de la demande des matériaux de construction était accompagnée d’une augmentation des quantités de déchets de construction et de CO2 émise. En 2018, l’émission de CO2 liée aux activités humaines a atteint un niveau historique mondial de 37.1 milliards de tonnes. Ceci encourage le développement des matériaux de construction qui répondent aux besoins mutants de la société d’aujourd’hui et de demain. Les géopolymères, préparés par activation alcaline, présentent une opportunité pour produire des nouveaux matériaux plus performants et respectueux de l’environnement dans le secteur de la construction. D’autre part, l’industrialisation et la robotisation font apparition dans le secteur de la construction, avec des nombreux avantages tels que l’augmentation de la productivité, la réduction des gaspillages, du coût et de la pénibilité du travail, ainsi que l’amélioration de la qualité et la sécurité.Ce travail de recherche est mené pour répondre à ces défis et verrous scientifiques

Résumé

L'objectif de cette thèse est de développer de nouveaux composites isolants biosourcés à partir de coproduits de l'agriculture exploitables dans le secteur du bâtiment. Les travaux s'organisent en trois principales étapes : La première, au travers d'un travail de formulation et de caractérisation, vise à évaluer les propriétés mécaniques, thermiques et hygriques de composites biosourcés obtenus par agglomération de granulats végétaux avec différents types de liants biosourcés et minéraux. Plusieurs agro-ressources sont envisagées (paille de blé, colza, anas, chènevotte et rafles de maïs). Une solution associant des granulats de chènevotte avec un liant biosourcé thermodurcissable est sélectionnée. La suite des travaux se focalise sur la recherche d'un procédé de mise en forme adapté à la fabrication de panneaux rigides isolants réalisés à partir de la formulation du composite de chènevotte.

Panneaux composites bio-sourcés destinés à l'isolation des bâtiments : caractérisation des ressources et procédé de production

Valentin Colson

Lien vers theses.fr

Doctorat: Génie des matériaux,

02/05/2019

Laboratoire de génie civil et génie mécanique

Lien vers site Web