Postdoc Propriétés Microstructurales et Mécaniques des Matériaux Granulaires Liés par une Mousse H/F

CNRS

Le/La candidat·e recruté·e aura pour mission générale d'étudier et d'optimiser les propriétés microstructurales et mécaniques de matériaux granulaires liés par une mousse solidifiée, dans le cadre du projet ANR BONDINGFOAM.
Cette mission se décline en quatre axes principaux :
Concevoir et élaborer des matériaux granulaires liés par mousse, en contrôlant les paramètres de formulation, de mise en forme et de solidification du liant.
Caractériser la microstructure des matériaux, en particulier la distribution du liant au niveau des contacts entre grains et dans l'espace intergranulaire.
Analyser le comportement mécanique des assemblages granulaires, aux échelles du contact et de l'échantillon.
Relier microstructure et propriétés mécaniques, en combinant approches expérimentales et numériques, en vue d'optimiser les performances du matériau.

Activités
Dans le cadre de ces missions, le/La candidat·e sera amené·e à :
Produire des échantillons granulaires liés par une mousse solidifiée, avec différents types de liants et de grains.
Mettre en oeuvre des techniques d'imagerie 3D (microtomographie X) et exploiter les outils de segmentation et d'analyse d'images disponibles dans l'équipe.
Réaliser des caractérisations mécaniques à différentes échelles et analyser les mécanismes de déformation et de rupture.
Développer et utiliser des modèles numériques pour interpréter et prédire le comportement mécanique.
Analyser de manière croisée les résultats expérimentaux, microstructuraux et numériques.
Valoriser les résultats scientifiques (publications, communications) et participer aux activités du projet ANR.

Compétences
Nous recherchons un post-doctorant ayant une solide formation en mécanique, notamment en modélisation numérique, et des compétences expérimentales, idéalement dans le domaine des milieux granulaires ou poreux. Selon les compétences et préférences du candidat, le projet postdoctoral pourra être recentré sur des aspects spécifiques présentés ci-dessus.
Contexte de travail

Contexte du laboratoire : Le Laboratoire Navier est une unité mixte de recherche de l'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées (ENPC), de l'Université Gustave Eiffel et du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), située sur la cité Descartes de Marne-la-Vallée. Les personnels du laboratoire (près de 170 personnes) mènent des recherches sur la mécanique et la physique des matériaux, des structures et des géomatériaux, et sur leurs applications à la géotechnique, au génie civil, aux transports, à la géophysique et à l'énergie. Les enjeux sociétaux concernent la construction durable, les risques naturels, l'environnement et l'énergie. Dans le développement des lois mécaniques et physiques relatives à ces thèmes, les études entreprises sont à la fois expérimentales et théoriques. Elles s'appuient sur des équipements variés dont certains grands équipements sont uniques en leur genre.

Contexte de l'équipe d'accueil : L'équipe Rhéophysique et Milieux Poreux compte 14 chercheurs, 4 ingénieurs et techniciens et une quinzaine de doctorants et postdoctorants. Elle s'est spécialisée dans l'étude et la modélisation des propriétés physiques des matériaux divisés, constitués de particules solides, de gouttes ou de bulles, empilées ou suspendues en présence d'un ou plusieurs fluides. Nos travaux combinent des approches expérimentales et théoriques, ainsi que des simulations numériques d'éléments discrets. Ils portent principalement sur les matériaux granulaires, les pâtes, les suspensions colloïdales et non colloïdales, les mousses et matériaux aérés, les gels, les matériaux fibreux, les systèmes capillaires, les milieux poreux, .... L'une de nos spécificités est de privilégier les matériaux modèles, élaborés à dessein pour représenter une version simplifiée mais générique de la classe de matériaux étudiée, avec des paramètres physiques clairement identifiés et contrôlés. Ce type d'expérimentation autorise généralement une comparaison quantitative avec des modélisations physiques ou des simulations numériques développées dans ce but. Nos objectifs scientifiques concernent la bonne compréhension des propriétés génériques des matériaux dans le but d'éclairer la voie d'un large spectre d'applications dans de nombreux domaines, comme par exemple la construction et l'habitat, l'environnement, ...

Contexte du projet : L'une des étapes essentielles du recyclage des matériaux est le concassage ou le broyage afin d'obtenir des éléments plus fins, tels que des particules granulaires, pour leur tri et leur réutilisation. Ce procédé s'applique à une large gamme de matériaux, notamment le verre, les plastiques, les granulats issus de la déconstruction, les matériaux composites et les déchets de caoutchouc. Comme l'étape de concassage/broyage est déjà énergivore, il est particulièrement intéressant de recycler les éléments granulaires obtenus de manière aussi directe que possible. Dans de nombreux cas, un simple façonnage à l'aide d'un liant, éventuellement suivi d'un traitement des surfaces périphériques, pourrait produire des blocs adaptés à l'ameublement urbain ou à la construction par exemple.
Un défi pratique majeur dans la mise en oeuvre de ces assemblages granulaires-qu'ils soient recyclés ou non-est la dispersion uniforme du liant au niveau des contacts entre grains, afin de former des ponts de liant assurant la cohésion de l'ensemble. Ce projet postdoctoral s'inscrit dans le cadre du projet BONDINGFOAM ANR, qui explore l'utilisation de mousses complexes - des mousses liquides chargées d'un composant liant - comme liant bas carbone. Notre groupe a récemment montré que la configuration adoptée par les bulles autour des contacts entre grains produit naturellement des ponts liquides dans ces zones [1,2]. Autrement dit, la mousse dépose le liant précisément là où il est le plus nécessaire. L'objectif de ce projet postdoctoral est d'évaluer le potentiel de cette approche novatrice en termes de cohésion procurée aux assemblages granulaires.
[1] Pitois O., Salame A., Khidas Y., Ceccaldi M., Langlois V., Vincent-Bonnieu S., Daisy-shaped liquid bridges in foam-filled granular packings. Journal of Colloid and Interface Science (2023) 638, pp. 552-560
[2] Langlois V., Salame A., Pitois O., Petit A., Soltner, B., Permeability of foam-filled granular packing: Numerical modeling. Physical Review Fluids (2025) 10, 053604.
Contexte du laboratoire : Le Laboratoire Navier est une unité mixte de recherche de l'Ecole Nationale des Ponts et Chaussées (ENPC), de l'Université Gustave Eiffel et du Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), située sur la cité Descartes de Marne-la-Vallée. Les personnels du laboratoire (près de 170 personnes) mènent des recherches sur la mécanique et la physique des matériaux, des structures et des géomatériaux, et sur leurs applications à la géotechnique, au génie civil, aux transports, à la géophysique et à l'énergie. Les enjeux sociétaux concernent la construction durable, les risques naturels, l'environnement et l'énergie. Dans le développement des lois mécaniques et physiques relatives à ces thèmes, les études entreprises sont à la fois expérimentales et théoriques. Elles s'appuient sur des équipements variés dont certains grands équipements sont uniques en leur genre.

Contexte de l'équipe d'accueil : L'équipe Rhéophysique et Milieux Poreux compte 14 chercheurs, 4 ingénieurs et techniciens et une quinzaine de doctorants et postdoctorants. Elle s'est spécialisée dans l'étude et la modélisation des propriétés physiques des matériaux divisés, constitués de particules solides, de gouttes ou de bulles, empilées ou suspendues en présence d'un ou plusieurs fluides. Nos travaux combinent des approches expérimentales et théoriques, ainsi que des simulations numériques d'éléments discrets. Ils portent principalement sur les matériaux granulaires, les pâtes, les suspensions colloïdales et non colloïdales, les mousses et matériaux aérés, les gels, les matériaux fibreux, les systèmes capillaires, les milieux poreux, .... L'une de nos spécificités est de privilégier les matériaux modèles, élaborés à dessein pour représenter une version simplifiée mais générique de la classe de matériaux étudiée, avec des paramètres physiques clairement identifiés et contrôlés. Ce type d'expérimentation autorise généralement une comparaison quantitative avec des modélisations physiques ou des simulations numériques développées dans ce but. Nos objectifs scientifiques concernent la bonne compréhension des propriétés génériques des matériaux dans le but d'éclairer la voie d'un large spectre d'applications dans de nombreux domaines, comme par exemple la construction et l'habitat, l'environnement, ...

Contexte du projet : L'une des étapes essentielles du recyclage des matériaux est le concassage ou le broyage afin d'obtenir des éléments plus fins, tels que des particules granulaires, pour leur tri et leur réutilisation. Ce procédé s'applique à une large gamme de matériaux, notamment le verre, les plastiques, les granulats issus de la déconstruction, les matériaux composites et les déchets de caoutchouc. Comme l'étape de concassage/broyage est déjà énergivore, il est particulièrement intéressant de recycler les éléments granulaires obtenus de manière aussi directe que possible. Dans de nombreux cas, un simple façonnage à l'aide d'un liant, éventuellement suivi d'un traitement des surfaces périphériques, pourrait produire des blocs adaptés à l'ameublement urbain ou à la construction par exemple.
Un défi pratique majeur dans la mise en oeuvre de ces assemblages granulaires-qu'ils soient recyclés ou non-est la dispersion uniforme du liant au niveau des contacts entre grains, afin de former des ponts de liant assurant la cohésion de l'ensemble. Ce projet postdoctoral s'inscrit dans le cadre du projet BONDINGFOAM ANR, qui explore l'utilisation de mousses complexes - des mousses liquides chargées d'un composant liant - comme liant bas carbone. Notre groupe a récemment montré que la configuration adoptée par les bulles autour des contacts entre grains produit naturellement des ponts liquides dans ces zones [1,2]. Autrement dit, la mousse dépose le liant précisément là où il est le plus nécessaire. L'objectif de ce projet postdoctoral est d'évaluer le potentiel de cette approche novatrice en termes de cohésion procurée aux assemblages granulaires.
[1] Pitois O., Salame A., Khidas Y., Ceccaldi M., Langlois V., Vincent-Bonnieu S., Daisy-shaped liquid bridges in foam-filled granular packings. Journal of Colloid and Interface Science (2023) 638, pp. 552-560
[2] Langlois V., Salame A., Pitois O., Petit A., Soltner, B., Permeability of foam-filled granular packing: Numerical modeling. Physical Review Fluids (2025) 10, 053604.

Contraintes et risques

R.A.S.
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