Etude de conception et de mise en œuvre de procédés de traitement de terres excavées

Le laboratoire GPEM est composé de 20 membres (dont 15 permanents), et ses activités portent sur l’économie circulaire de la ville et les procédés qui y sont associés. Le laboratoire est caractérisé par une forte interdisciplinarité : les chercheurs qui le composent ont des compétences très diverses qui vont des mathématiques appliquées au génie civil en passant par la physique, le génie des procédés ou encore la chimie. De plus, nos recherches sont très variées allant du très fondamental à l’appliqué. Ces originalités ainsi que les compétences et la complémentarité de l’équipe technique font la force du laboratoire car elles permettent d’avoir, d’une part, une vision globale sur un problème scientifique et, d’autre part, de proposer des approches de traitement originales associant expérimentations, simulations numériques et analyses théoriques. Les trois thématiques de recherche principales du laboratoire sont : (i) matériaux complexes et procédés optimisés, (ii) recyclage des matériaux et (iii) terre crue. Les démarches et méthodes scientifiques utilisées peuvent être regroupés en trois axes transverses : (i) la conception expérimentale, (ii) la simulation numérique et (iii) l’analyse du cycle de vie (ACV) & l’éco-conception. De multiples collaborations universitaires au niveau régional, national et international, renforcent l’ancrage de notre laboratoire dans le monde de la recherche.

Contexte

CIRC-BOOST est un projet de 4 ans, financé dans le cadre du programme Horizon Europe, qui se concentre sur l'expérimentation et l'extension de solutions circulaires dans les bâtiments et le secteur de la construction à travers cinq projets pilotes déployés dans différentes régions d'Europe. Les projets pilotes démontreront, à grande échelle, des solutions nouvelles et intégrées pour la démolition, le traitement des déchets de construction, la gestion et la valorisation dans de nouveaux produits.

En effet, les déchets du BTP représentent environ 240 millions de tonnes par an. Les déchets du TP sont pour une part de 2/3. A l’heure actuelle, les voies de valorisation de ces déchets sont assez systématisées

Les perspectives définies par les collectivités territoriales, sont de réduire en partie la partie remblaiement des carrières. Il apparaît tout de même pertinent d’avoir une première vision de la composition des terres excavées notamment la part de terre, la part de sable et celle de granulat. Dans un second temps, une réflexion sur l’enchainement d’opérations pour traiter ces terres est nécessaire afin de guider vers une optimisation de cet enchainement d’opérations tant sur le plan des équipements que sur le plan d’obtention de matériaux pour les valorisations pertinentes vis-à-vis du marché considéré.

Problématique

En collaboration avec le groupe NGE et Eiffage, plusieurs lots de terres excavées d’origine diverse seront à disposition afin d’être traités selon un processus à concevoir.

Le laboratoire dispose de plusieurs équipements à l’échelle laboratoire, qui sont un cribleur, un concasseur, un trommel, une jig à eau. Ces équipements serviront à traiter les lots de terres mis à disposition. En complément, les matériels de caractérisation des granulats ainsi que l’expertise technique sur ce sujet permettront d’estimer les caractéristiques mécaniques des différentes fractions obtenues.

La problématique de ce travail se situe sur un plan technologique. Sur la base d’une étude technologique définissant les caractéristiques opérationnelles des équipements disponibles, plusieurs scénarii d’enchainement des équipements pour traiter les terres seront proposés par l’étudiant : ordre des opérations, préparation préalable des matériaux… . Ces scénarii seront mis en œuvre. Ils seront analysés en tenant compte des paramètres de fonctionnement des équipements mis à disposition et aussi des flux d’entrée et de sortie (teneur en eau en entrée de process des terres, composition des différents flux de sortie obtenus (argile, limons, granulats, sables), caractéristiques granulométriques, propriétés mécaniques, …).

Travail à réaliser

Ainsi, les différents scenarios de traitement des terres seront mis en œuvre. Chaque lot de terre doit être testé pour chaque configuration. Chaque test est analysé tant du point de vue opérationnel que du point de vue des matériaux.

Les analyses doivent permettre d’établir des premières conclusions sur l’opportunité de développer d’autres voies de valorisation que celles déjà bien établies mentionnées précédemment. En ce sens, les freins et les leviers de ces potentiels développements sont à inventorier afin de donner les perspectives de développement.

Toutes ces mesures, observations et analyses feront l’objet d’un rapport qui permettra de constater les perspectives de gestion de terres excavées.

Moyens à disposition

Le stagiaire disposera des équipements au laboratoire cités précédemment. Un technicien du laboratoire, expert sur les méthodes d’analyse des granulats, aidera le stagiaire pour le guider tant sur la gestion des matériaux que l’aspect technique des équipements. Il assistera aussi le stagiaire lors des opérations nécessitant de la manutention, si besoin est. En complément, Des visites de plateforme seront à organiser afin d’acquérir des connaissances technologiques à l’échelle industrielle.

Missions du stage 

Le stagiaire aura pour mission de :

• Se familiariser avec les différents équipements (équipements de traitement des matériaux et de caractérisation) ;
• Concevoir des scénarii et de lignes de procédés de traitements des terres à échelle du laboratoire ;
• Réaliser les bilans de chaque scénario et la caractérisation des flux (qualitative et quantitative) ;
• Dresser un rapport récapitulant les essais réalisés, les matériaux testés ainsi que l’analyse des résultats expérimentaux.

Profil recherché: master 2 ou équivalent dans le domaine des sciences des matériaux (géomatériaux), en génie civil avec forte compétence en matériau (sol, roche, granulats…), Géotechnique.

Compétences : Méthodes de caractérisation des matériaux ; appétence pour les équipements de transformation des matériaux de Génie Civil, grande autonomie avec prise d’initiatives, bon contact pour les échanges, curiosité, rigueur dans le travail expérimental de laboratoire (une première expérience en laboratoire de caractérisation des matériaux sera fortement appréciée)

Langue: Anglais/Français (ce dernier sera nécessaire pour les échanges professionnels).