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Cette thèse est financée par HXA Herogaxana. HXA Herogaxana est une société qui promeut l'étude, la conception, la fabrication et la commercialisation de tous produits et services Écoresponsables respectant les règles de l'économie circulaire.

Sujet :

Le secteur du bâtiment aussi bien résidentiel que tertiaire doit faire face à d’importants enjeux en termes de réduction de consommation énergétique et de Gaz à Effet de Serre (GES). Collectivement, les bâtiments dans l'UE représentent 40 % de notre consommation d'énergie et 36 % des émissions de gaz à effet de serre, qui proviennent principalement des activités de construction, de rénovation et de démolition, ainsi que de l'utilisation des bâtiments [1].

La France est l’un des plus grand émetteur des gaz à effet de serre en Europe avec 463 MT CO2eq, selon des statistiques réalisées en 2018 [2].De plus, la consommation d’énergie finale1 au niveau français est de 43,4% en 2008 [3, 4]. Ces chiffres n’incluent pas l’énergie fossile nécessaire à la production d’électricité. Or les modifications climatiques, si elles constituent un point alarmant, ne sont pas les seules à intégrer. Les ressources naturelles nécessaires à la perpétuation des activités et sociétés humaines sont en grande partie épuisables.

Au même titre que la menace d’un réchauffement climatique, l’épuisement des ressources, qu’il s’agisse de minerais ou de terres agricoles, est un point d’incertitude majeur qui nous conduira inévitablement à changer nos habitudes au cours de ce siècle [5]. Les activités liées au génie civil, si elles ne requièrent pas l’utilisation de matériaux dont les gisements s’épuisent, constituent la plus grosse consommation de ressources naturelles (31% en Europe [6]). Par ailleurs, cette consommation engendre une production de déchets importante, même si 97% de ceux du génie civil français sont inertes [7] et font l’objet d’une politique de valorisation. En France, la quantité de déchets générés par ce domaine correspondait à 343 millions de tonnes en 2004, soit 44% de la masse totale [8]. A lui seul, le bâtiment (démolition, chute de matériaux, …) représente 5,6% du total. Pour la production de déchets, depuis ces vingt dernières années, les déchets en matières plastiques représentent une part importante des déchets solides et est source de réflexion à travers le monde.

Parmi l’un des secteurs en pleine mutation avec les constructions durables, matériaux biosourcés… le BTP voit une nouvelle opportunité de croissance avec l’utilisation du plastique recyclé. L’enjeu ne concerne pas « le » plastique mais « les » plastiques. Il en existe en effet de nombreux types, présents dans chaque recoin du bâti : le PVC, qui représente 50% des plastiques utilisés dans le BTP (membranes de tunnel, les revêtements de piscine, etc.), le PET (isolant), lePEHD (tuyaux, conduits), le PP, etc. Les techniques actuelles permettent de recycler la majorité de ces matériaux. Leur valorisation réelle est en revanche limitée, notamment en France. A noter qu’à ce jour, selon l’ADEME, 20% des déchets plastique du secteur du BTP sont recyclés tandis que la moyenne européenne se situe autour de 26%. Leur recyclage est un enjeu majeur dans la lutte contre le réchauffement climatique. D’une part, l’impact carbone des matériaux recyclés est nettement réduit : les matières plastiques recyclées génèrent trois fois moins d’émissions de CO2 pour le PET en granulés, et jusqu’à 17 fois moins pour le PVC.

Ce sujet de thèse concerne la valorisation de déchets plastiques dans les matériaux du Génie Civil. L’objectif de ce travail doctoral, financée par HXA Herogaxana, est d’abord d’identifier les différentes pistes de valorisation des déchets plastiques dans le Génie Civil. Une fois les voies de valorisation identifiées, plusieurs formulations de ce matériau à base de déchets plastiques et de matrices cimentaires est/ou minérale seront testées. L’étude sera expérimentale et numérique et concernera le comportement mécanique, hygrothermique et acoustique de ce nouveau éco-matériaux. Une analyse de cycle de vie du matériau développé sera aussi réalisée afin d’évaluer son impact carbone. Ce travail sera réalisé en étroite collaboration avec HXA Herogaxana, financeur de cette thèse, qui souhaite trouver des solutions de valorisation de déchets plastiques en développant de nouveaux éco-matériaux.

Références :

[1]https://ec.europa.eu/info/news/focus-energy-efficiency-buildings-2020-feb-17_fr

[2]Les émissions de gaz à effet de serre dans l'Union européenne (2021). https://www.touteleurope.eu/environnement/les-emissions-de-gaz-a-effet-de-serre-dans-lunion-europeenne/

[3]J. Rilling, La construction intelligente en énergie ? Sciences, Technologies et Société, Sciences et devenir de l’homme - Les Cahiers du M.U.R.S., 2006

[4]Commissariat général au développement durable, 2019, L’environnement en France. Edition 2010, Paris, Service de l’observation et des statistiques, Ministère de l’écologie de l’énergie du développement durable et de la mer, 140p.

[5] OECD, Household Behaviour and the Environment – Reviewing the evidence, OECD publications, 2008. http://www.oecd.org/dataoecd/19/22/42183878.pdf (15/09/10)

[6]Sustainable Europe Research Institute (SERI), Austria and GLOBAL 2000, Overconsumption ? Our use of the world’s national resources, SERI, GLOBAL 2000, 2009 http://www.foeeurope.org/publications/2009/Overconsumption_Sep09.pdf (15/09/10)

[7] Institut Français de l’Environnement, Les quantités de déchets produits et éliminés en France en 2004, Dossiers de l’IFEN, 2008. http://www.stats.environnement.developpement durable.gouv.fr/uploads/media/dossier12_dechets.pdf (15/09/10)

[8] B. Peuportier, Eco-conception des bâtiments et des quartiers, Presses de l’école des Mines, Collection Sciences de la Terre, 2008

Profil recherché

Le ou la candidat(e) devra être diplômé ou prochainement diplômé (en 2021) d’un master 2 ou d’un niveau équivalent (ingénieur) dans une des disciplines suivantes : Génie civil, chimie des matériaux, physico-chimie des matériaux ou sciences des matériaux. Elle / il devra être attiré(e) à la fois par la modélisation numérique et les investigations expérimentales en laboratoire. Le ou la candidat(e) devra faire preuve d’autonomie. La maîtrise de la langue anglaise est un atout. Documents à fournir & à transmettre le plus rapidement possible

Tout(e) candidat(e) intéressé(e) est invité à envoyer son CV détaillé, lettres de motivations pour le sujet proposé et de recommandation, notes de L3, M1 et M2 à Nordine.Leklou@univ-nantes.fr et Nabil.Issaadi@univ-nantes.fr

Des exemples de rapports écrits par le candidat en français et en anglais vont être demandés à l’issu de la première sélection des dossiers ; Les candidat(e)s sélectionnés passeront un entretien par visioconférence