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• LA CORROSION DES ARMATURES ET LA DURABILITÉ DES STRUCTURES EN BÉTON ARMÉ EN FAÇADE LITTORALE

  CONTRAT DOCTORAL POUR LE MOIS D'OCTOBRE 2025.

  Sujet : ÉVALUATION DE LA CORROSION DU BÉTON ARMÉ EN MILIEU MARIN OU ATMOSPHÉRIQUE PAR DE NOUVELLES APPROCHES ÉLECTROCHIMIQUES

  DATE LIMITE DE CANDIDATURE : 15 juillet 2025.

  Lieu de la thèse : La Rochelle Université et l’Université Gustave Eifel – Campus de Marne-la-Vallée.

  CONTEXTE
  Le sujet de thèse proposé concerne la corrosion des armatures et la durabilité des structures en béton armé en façade littorale. Cette étude vise à étudier des nouvelles approches électrochimiques fiables pour évaluer l’avancement de la corrosion des armatures. Cela permettra de mieux appréhender les mécanismes de corrosion dans le béton armé et, par conséquent, de prolonger la durée de vie des structures, en plus de la réduction des coûts et de l’empreinte environnement de la maintenance de ces structures. Par ailleurs, l’étude se fera sur des matériaux cimentaires contenant des additions minérales qui sont des sous-produits de l’industrie. Ces additions sont généralement utilisées comme substitution d’une partie du ciment dans le béton. Leur utilisation permettra d’une part, de valoriser ces déchets industriels, et d’autres part, de diminuer l’utilisation du ciment et contribuer à la réduction des émissions de CO2 et de l’impact environnemental des structures en zones littorales.

  Même si les enjeux concernés ici peuvent être considérés comme mondiaux, ils ont néanmoins une forte résonance locale. En effet, les ouvrages en béton armé sur le littoral de la Charente Maritime – citons le pont de l’ile d’Oléron, le pont de Ré, les infrastructures portuaires rochelaises - commencent à être anciens et souffrent de dégradations liées aux phénomènes de corrosion. Avec ce travail de thèse, de nouvelles approches électrochimiques seront proposées pour évaluer plus efficacement la corrosion des armatures dans ces structures
  en béton armé. A terme, ces améliorations permettront d’appréhender le comportement des structures dans les zones maritimes (résistance à la corrosion), et par conséquent, d’allonger leur durée de vie en optimisant les décisions de maintenance/réparation.

  DESCRIPTIF DU SUJET

  Les armatures du béton armé, généralement en acier carbone, se trouvent au sein d’un milieu solide poreux très alcalin. Dans ce milieu, l’acier est passivé et recouvert d’un film d’oxyde protecteur d’épaisseur nanométrique.

  Avec le temps, la corrosion des armatures peut survenir soit lorsque les ions chlorure auront atteint les armatures au-delà d'une certaine concentration soit lorsque le CO2 de l’air ambiant aura carbonaté le béton d'enrobage engendrant une diminution de son pH. La corrosion de l'acier va conduire à une diminution du diamètre de l'armature, une fissuration du béton (les produits de corrosion du fer sont plus volumineux que le fer métal) et une diminution de l'adhérence acier/béton. La fissuration de l'enrobage béton va induire une accélération de l’arrivée des agents agressifs sur le métal. Tous ces phénomènes peuvent conduire à une diminution de sa capacité portante et donc fragiliser la structure.

  Lors du projet National APPLET (2007-2010), une première étude de suivi de la corrosion de prismes en béton armé fabriqué avec du ciment CEM I) a été menée [2,3] et des résultats de simulation et de prédiction de la corrosion ont été proposés. Le projet national PerfDuB (2015-2022), pour Approche Performantielle de la Durabilité des ouvrages en Béton [2], a initié en 2019 un vaste programme scientifique en considérant une analyse combinée de l'approche performantielle (étude des réactions de transfert dans le béton d'enrobage) et de l'approche de corrosion (étude de la résistance à la corrosion de l'armature en acier dans le béton). Ce programme, financé par l'IREX, impliquait plusieurs laboratoires : le Laboratoire Expérimentation et Modélisation pour le Génie Civil et Urbain (EMGCU) de l’Université Gustave Eiffel, le Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur pour l'Environnement (LaSIE) de La Rochelle Université, le Laboratoire de Recherche des Monuments Historiques (LRMH) et le Centre d'études et de recherches de l'industrie du béton (CERIB). Plusieurs centaines d'éprouvettes en béton armé à l’échelle centimétrique, constituées de différentes armatures et avec différentes formulations de ciment (témoins, avec chlorure au gâchage ou après carbonatation pour accélérer la corrosion), ont été fabriquées et placées dans plusieurs conditions environnementales et climatiques.

  - A La Rochelle, sur 2 sites : le port des Minimes (en immersion permanente dans l'eau de mer) et la plateforme au pied de la Tour St Nicolas (en zone de marnage),
  - A l’Université Gustave Eiffel en fonction de binômes température et humidité relative (Température 20 ou 45°C, HR = 60%, 80% et 92%) et des conditions naturelles extérieures,
  - Au CERIB, en fonction de binômes température et humidité relative (Température 20 ou 45°C, HR = 60%, 80% et 92%) et des conditions de cycles et des conditions naturelles extérieures.

  Depuis le démarrage de ce programme, plusieurs campagnes expérimentales de mesures électrochimiques ont été menées sur des prismes en béton armé par les différents partenaires [4-7]. Les premiers résultats semblent montrer que les processus de corrosion ne sont pas encore à l’oeuvre sur la plupart des éprouvettes, à part quelques une soumises à l’atmosphère naturelle et au binôme 45°C – 92% HR. En effet, le béton est encore trop « jeune » pour s’être carbonaté et ainsi réduire son alcalinité. Par ailleurs, les chlorures du milieu marin ne semblent pas encore avoir atteint l’armature pour les éprouvettes ne contenant pas de chlorure au gâchage.

  Toutefois, les mesures électrochimiques communément appliquées dans l'étude du béton armé (mesures à l’éponge ou immergés, mesures de potentiels en circuit ouvert – OCP, de résistance de polarisation- Rp et de Spectroscopie d’Impédances Electrochimiques – SIE) réalisées sur l’ensemble de ces prismes ne sont pas toujours cohérentes entre elles. Les processus électrochimiques mis en jeu sont beaucoup plus complexes qu’envisagé et nécessitent une approche plus fondamentale sur la compréhension des mécanismes et leurs réponses aux mesures électrochimiques.

  L’objectif de ce travail de thèse est d’effectuer des campagnes de mesures électrochimiques, Non Destructives (ND), sur les différents prismes en béton armé en milieu chloruré (à La Rochelle et à l'Université Eiffel) et en milieu de carbonatation (au CERIB). Il s’agira de proposer une nouvelle méthode électrochimique robuste qui prenne en compte les conditions de mesures (immersion de l'éprouvette ou utilisation d’une éponge, caractérisations électrochimiques (CV ou EIS)) et les conditions de contamination (chlorure ou carbonatation) permettant d’évaluer les processus de corrosion à l’oeuvre au sein des différents bétons. Les résultats seront analysés en fonction des conditions climatiques. Afin de valider les résultats ND, des essais destructifs seront conduits sur certains prismes pour permettre des caractérisations de l’état de surface des armatures de l'interface acier/béton, et identifier les produits de corrosion s’étant développés. Pour cela, les techniques de caractérisation disponibles au LaSIE, comme la micro-spectrométrie Raman, la Diffraction des Rayons X, la Tomographie X, seront employées.

  Les observations en Microscopie Electronique à Balayage et EDS seront réalisées au LRMH, partenaire du projet.

  En fonction des résultats obtenus, l’objectif in-fine sera de à simuler et à prédire la corrosion en fonction des conditions climatiques et des agressions.

  PROFIL RECHERCHÉ
  Le-la doctorant-e pourrait être issu-e d’un Master Sciences et Génie des Matériaux ou d’autres formations nationales type ingénieur, notamment dans le domaine de l’électrochimie et des matériaux. Le candidat devra montrer un intérêt pour l’expérimentation et la gestion de jeux de données expérimentales. Il devra être mobile (la thèse se déroulant à La Rochelle et à Marne la Vallée), organisé, rigoureux et montrer des qualités orales et rédactionnelles en français et en anglais. Le-la candidat-e devra impérativement avoir des connaissances en électrochimie.

  Direction de la thèse
  - Dr. Marc JEANNIN, Maître de Conférences – HDR au Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement (LaSIE) de La Rochelle Université
  - Dr. Véronique BOUTEILLER, Directrice de recherche – HDR dans le Laboratoire Expérimentation et Modélisation pour le Génie Civil et Urbain (EMGCU) de l’Université Gustave Eiffel – Campus de Marne- La-Vallée et Directrice de la Chaire scientifique « DECISION » portée par la Fondation Université Gustave Eiffel.
  - Dr. Philippe TURCRY, Maître de Conférences - HDR au Laboratoire des Sciences de l’Ingénieur pour l’Environnement (LaSIE) de La Rochelle Université

  De plus, le doctorant sera entouré d’une équipe de chercheurs au LaSIE (4 MCF), au Laboratoire EMGCU (1 DR + 1AI), au CERIB (1 IR) et au LRMH (1 IR) sur laquelle il pourra s’appuyer et bénéficier des compétences de chacun.

   

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• CHAIRE DE PROFESSEUR(E) JUNIOR CNRS "Matériaux durables (DURAMAT)

  Le CIRIMAT (UMR CNRS 5085) fait partie des quatre laboratoires retenus par CNRS Chimie pour potentiellement accueillir une Chaire de Professeur(e) Junior CNRS intitulée « Matériaux Durables (DURAMAT) ».

  La thématique scientifique de cette chaire porte sur le domaine de la durabilité des matériaux dans des conditions d’emploi sévères, thématique pour laquelle le CIRIMAT a une visibilité nationale et internationale reconnue.

  Le CIRIMAT soutient en particulier les candidatures démontrant une expertise dans le domaine de la corrosion aqueuse, corrosion sous contrainte et fragilisation par l’hydrogène, même si toutes autres candidatures relevant du domaine de la durabilité des matériaux métalliques sont les bienvenues.

  L’enseignement associé à la chaire sera fait à l’École d’Ingénieurs ENSIACET de Toulouse INP.

  Cette offre est destinée à des chercheuses/chercheurs avec de l’expérience (doctorat +6) et ouvre la voie à une éventuelle titularisation dans le corps des Directeurs de Recherche CNRS dans les 5 ans à partir de la prise du poste.

  La description des activités du CIRIMAT, et notamment celles dans le domaine de la durabilité des matériaux métalliques, est accessible sur le site : https://cirimat.fr

  Il est recommandé aux candidat(e)s de prendre contact avec le CIRIMAT pour construire un projet cohérent avec le contexte de la chaire d’une part, et les attentes de l’unité d’autre part.

  Pour ce faire, veuillez contacter : Professeure Christine Blanc. (christine.blanc@ensiacet.fr).

   

   

   
• STAGE MASTER 2

  DÉBUT DU STAGE DE 6 MOIS : entre le 1er février 2025 et le 1er mars 2025 (selon retour ZRR, procédure Sécurité-Défense)

  CV ET LETTRE DE MOTIVATION SONT À ADRESSER AVANT LE 4 DÉCEMBRE 2024 A 18h00 (Paris).

  Le CIRIMAT / UMR CNRS 5085 (INPT - ENSIACET Toulouse) et RTE (Paris) recherchent un(e) candidat(e) pour un stage Master 2 (6 mois) intitulé : 

  TRANSPORT D'ÉNERGIE ET DURABILITÉ. ÉTUDE DU VIEILLISSEMENT D'UN CÂBLE AÉRIEN.

  Le secteur de l’énergie est plus que jamais aujourd’hui un secteur stratégique pour l’économie d’un pays. En France, l’une des principales missions de RTE est d’assurer l’intégrité du réseau de transport d’électricité et en particulier des câbles aériens. Environ deux tiers du réseau de RTE est composé de câbles en alliage d’aluminium de la série 6xxx (almélec) dont il est primordial d’évaluer et maîtriser le vieillissement. Le stage proposé sera réalisé en parallèle d’une thèse qui a débuté en décembre 2023. Dans le cadre de cette thèse, il s’agit d’étudier l’endommagement en corrosion des câbles aériens en intégrant les aspects vieillissement microstructural et sollicitations mécaniques. La durabilité de câbles aériens en almélec est donc analysée en situation de couplage : état microstructural / environnement / état de contraintes. L’objectif à terme est d’identifier des marqueurs du vieillissement des câbles pour permettre à RTE d’assurer le contrôle du réseau de transport d’électricité. Cela suppose d’intégrer des problématiques de vieillissement thermique, corrosion et corrosion sous contrainte des câbles. Depuis 1 an, le doctorant a bien avancé l’étude du vieillissement microstructural des câbles et il a commencé à aborder la problématique du comportement en corrosion.

  Le stage de Master 2 est proposé pour approfondir l’étude du vieillissement microstructural des câbles en alliage de la série 6xxx sous sollicitations thermiques monotones et/ou cycliques. Il s’agit de compléter les observations réalisées de façon à être en mesure de proposer des explications consolidées des évolutions observées et de déterminer l’impact de ces dernières sur les propriétés mécaniques des échantillons.

  Le travail à réaliser peut être décrit en trois phases :
  - phase 1 : Étude bibliographique visant à dresser un état de l’art quant à la microstructure des alliages de la série 6xxx, et les évolutions de microstructure attendues sous sollicitations thermiques et de leur impact en termes de propriétés mécaniques.
  - phase 2 : Étude du vieillissement microstructural de câbles aériens en alliage de la série 6xxx sous sollicitations thermiques monotones et cycliques. Ce travail sera réalisé sur la base d’observations en microscopie optique, électronique à balayage et en transmission, mais aussi de caractérisation par EBSD. Des analyses en DSC seront aussi réalisées, et un banc de résistivité électrique sera mis en oeuvre pour analyser les transformations microstructurales se produisant au cours des différents cycles thermiques appliquées.
  - phase 3 : Détermination des propriétés mécaniques des échantillons en fonction de leur état microstructural.

  Profil du candidat : Le(la) candidate devra posséder de solides connaissances dans le domaine des matériaux métalliques. La personne recrutée devra également apprécier l'expérimentation et le travail en équipe.

  Salaire : 1373 € net / mois si la situation administrative du (de la) candidat(e) permet un recrutement en CDD. Sinon, il s’agira d’indemnités de stage telles que prévues par la loi.

  Lieu : CIRIMAT.

  Les candidatures (CV + Lettre de motivation) sont à adresser avant le 4 décembre 2024 à 18h00 (Paris) à :

  christine.blanc@toulouse-inp.fr - Tél. : +33(0)5 34 32 34 07

  moukrane.dehmas@toulouse-inp.fr - Tél. : +33 (0)5 34 32 34 40

  stephane.heurtault@rte-france.com - Tél. : +33 (0)1 79 24 82 88

  julien.said@rte-france.com - Tél. : +33(0)6 08 17 67 73

   

   

   

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