Responsable de l’équipe : Nor-Edine ABRIAK
Les travaux de cette équipe sont à l’interface entre le Génie Civil et le Génie Environnemental. L’équipe s’intéresse aux matériaux innovants, pouvant contenir des sous-produits, co-produits industriels ou des déchets, et étudie leur comportement, leur durabilité et leur impact environnemental. Cette démarche s’inscrit dans une logique de filière de valorisation.
La valorisation de matières minérales issues de sous-produits, de co-produits industriels ou de déchets est une nécessité de plus en plus forte dans notre société. Un des enjeux majeurs est de développer le potentiel économique et d’application en vue de valoriser les quantités énormes produites annuellement. Les matériaux dédiés à la construction et à la santé ont un fort potentiel d’évolution à travers des applications spécifiques conduisant à utiliser des matériaux plus performants et innovants. Cependant, ce développement se fera par une durabilité maîtrisée et via de nouvelles fonctionnalités.
Devant la complexité et la transversalité en termes de compétences dans ces domaines, la démarche de l’équipe vise à comprendre les couplages complexes régissant les interactions entre les matériaux et leur environnement à travers une approche multi-échelle expérimentale complétée par des simulations numériques.
Cette démarche se traduit au sein de l’équipe ER2 autour de la structuration de trois thèmes majeurs :
- les sédiments marins et fluviaux,
- les laitiers,
- les mâchefers d’incinération d’ordures ménagères (MIDND) et les mâchefers de charbon,
- les granulats de béton recyclés (GBR),
- les ciments et céramiques.
- Le développement d’éco-matériaux à performances multi-physiques (physico-mécanique, thermique et acoustique) en associant des problématiques de valorisation de co-produits industriels et/ou agricoles tout en limitant l’empreinte environnementale de ces produits et en réalisant une analyse de cycle de vie (ACV).
- L’élaboration de ciments innovants à performances contrôlées afin d’améliorer les produits existants tout en réduisant leur impact sur l’environnement (émissions CO2, énergie grise,… ).
- La compréhension des interactions entre les matériaux et les organismes vivants. Les études portent sur :
- la bio-détérioration et les effets délétères que peut provoquer l’activité de certains micro-organismes sur les matériaux de construction (détérioration de mortier, colonisation de façades,…).
- la bio-cicatrisation et les perspectives d’amélioration des propriétés des matériaux grâce à la précipitation de minéraux due à l’activité bactérienne dans la porosité du matériau.
- la maîtrise de la durabilité des matériaux de construction avec notamment l’étude de la réaction alcali-silice (RAS) ainsi que l’étude des analogues naturels en particulier les phases cimentaires naturelles.
- Le développement d’une plateforme de caractérisation de la microstructure des matériaux ainsi que le développement d’appareils originaux comme l’indentation sous microscope électronique à balayage.
- l’application du prototypage rapide à l’aide au diagnostic chirurgical en traumatologie,
- l’étude des biomatériaux hybrides et le développement de formes anatomiques osseuses personnalisées,
- la modélisation de l’écoulement dans une biocéramique à pores sphériques interconnectés avec application aux bioréacteurs,
- l’étude des applications aux implants de la cellulose macroporeuse,
- la conception, modélisation et réalisation d’une bio-sonde thermique pour application au domaine de la thermothérapie,
- l’optimisation d’implants chirurgicaux ou de gestes opératoires,
- la conception de boîtiers condyliens d’articulateurs par numérisation et prototypage rapide de la base crânienne avec étude comparative sur patients et application à la réalisation de prothèses dentaires en biomatériaux.