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Laboratoire commun RESPECTc (LabCom ANR)

Depuis 2012, les laboratoires RAPSODEE (UMR CNRS 5302) et ICA (UMR CNRS 5312) collaborent avec la société TERREAL sur le thème de l’introduction de coproduits et d’additifs dans les produits de terre cuite. Les matériaux développés et étudiés associent des constituants à très forts contrastes de propriétés et les comportements lors d’un 1er cycle thermique sont particulièrement complexes. Les objectifs recherchés sont d’une part d’améliorer les performances thermiques et mécaniques des matériaux, par une maîtrise des réseaux de porosité ; d’autre part de diminuer la température de cuisson des matériaux, l’ensemble conduisant à la réduction de leur impact environnemental. A l’ICA, c’est au sein de l’axe MaPP du groupe MSC de l’ICA que les composites ainsi créés sont étudiés..

Une première thèse, réalisée par Pierre-Marie NIGAY (tel-01464117), a été soutenue en 2015 sur l’étude des transformations microstructurales de mélanges argile/biomasse lors de la cuisson et des relations avec les propriétés mécaniques et thermiques. Ces travaux ont permis de montrer et de comprendre comment l’introduction de résidus agricoles (paille broyée, farine de noyaux d’olive, …) permet d’obtenir des performances d’isolation thermiques et mécaniques (hal-01701896, hal-01599984, hal-01619238).

Une deuxième thèse a été réalisée et soutenue en 2018 par Rababe SANI (tel-02012314), dans le cadre du laboratoire commun RESPECTc (Ressources et Energie par des Sous-Produits pour la Cuisson de Terre cuite), initié par RAPSODEE et TERREAL, en tant que LabCom ANR. La collaboration avec l’ICA a été centrée sur l’étude des transformations microstructurales de mélanges Argile/Combustibles Solides de Récupération (CSR) lors de la cuisson : relations entre propriétés physico-chimiques, mécaniques et thermiques (hal-01617979).

Dans sa deuxième phase, en 2017, le laboratoire commun RESPECTc s’est étendu au périmètre TERREAL / RAPSODEE / ICA, avec le démarrage d’une troisième thèse, réalisée par Aissatou NDONG, consacrée à l’étude des transformations physico-chimiques et du comportement thermomécanique de mélanges argileux lors de la cuisson et relations avec la microstructure et le développement de flux vitreux.

L’ICA est plus particulièrement impliqué sur la partie caractérisation et modélisation des transformations physico-chimiques et du comportement thermomécanique des matériaux lors d’un premier cycle thermique de ces matériaux à dominante inorganique. L’établissement de relations entre matériaux, procédé et propriétés est également au cœur des points considérés.

Influence de l’ajout de résidus agricoles dans un matériau de terre cuite (hal-01617979) :
a- tomographie RX du minéral argileux de référence, après cuisson,
b- tomographie RX du minéral argileux avec ajout de farine de noyaux d’olives, après cuisson,
c- tomographie RX du minéral argileux avec ajout de paille broyée, après cuisson,
d- évolutions de la résistance mécanique en flexion 3 points, en fonction des taux d’additifs organiques (expériences et modélisations)
e- évolutions de la conductivité thermique en fonction des taux d’additifs organiques (expériences et modélisations)
Matériaux modèles – Influence de l’ajout de microbilles polymères dans un matériau de terre cuite (hal-01701896):
a- tomographie RX du minéral argileux avec ajout de 6%pds de microbilles polymères de diamètre 50 microns,
b- tomographie RX du minéral argileux avec ajout de 6%pds de microbilles polymères de diamètre 10 microns,
c- comportements thermomécanique et physico-chimiques des matériaux lors d’un premier cycle thermique.

Responsable : Thierry Cutard