Effet des propriétés physico-chimiques d'un biochar utilisé comme additif dans des matériaux cimentaires sur les réactions d'hydratation

Le CEMHTI (Conditions extrêmes et Matériaux : Haute Température et Irradiation) a pour objectif l’analyse et la compréhension des propriétés physico-chimiques des matériaux en conditions extrêmes, à partir d’une meilleure description de la structure atomique locale et des défauts dans les matériaux à l’état solide et fondu. Le laboratoire développe des expertises et des outils originaux sur le plan national et international pour étudier in situ les propriétés des matériaux : 

Face au défi de la réduction des gaz à effet de serre, l'utilisation du biochar comme additif ou substitut partiel du ciment dans le béton représente un domaine de recherche et de développement industriel en pleine expansion. Le biochar est un adsorbant écologique et économique, obtenu à partir de biomasse naturelle ou de la valorisation des résidus agricoles.

Des recherches antérieures menées dans le cadre d'une thèse intitulée « Utilisation du carbone poreux pour améliorer la capture et le stockage du CO₂ dans les matériaux de construction à base de ciment, octobre 2024 », ont démontré l’efficacité et les avantages de l’incorporation de biochar dans les matériaux cimentaires. En particulier, la porosité du biochar sert de réservoir pour l’H₂O et le CO₂, contribuant ainsi à une amélioration du degré d’hydratation d’une part, et à une adsorption accrue des molécules de CO₂ d’autre part.

Dans ce stage, le laboratoire CEMHTI du Campus CNRS à Orléans, en collaboration avec l’ESTP et un industriel de premier plan, propose d’approfondir l’étude des effets des caractéristiques physico-chimiques uniques du biochar sur l’hydratation des ciments. En plus de la texture poreuse, une attention particulière sera portée à l’influence de la chimie de surface du biochar sur la chimie et la minéralogie à l’interface entre la matrice cimentaire et les particules de biochar. L’objectif sera de synthétiser des biochars présentant différentes chimies de surface, d'analyser les interactions à l’interface, et de déterminer les propriétés de surface optimales du biochar permettant de renforcer l’efficacité de la matrice cimentaire en réduisant la proportion de grains anhydres.

Possibilité de poursuivre avec une thèse en fonction des résultats obtenus.

Chimie et Physique des matériaux, Minéralogie et expérimentation