Thèse Approche Expérimentale et Modélisation de la Réactivité des Laitiers Eaf H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : SDU2E - Sciences de l'Univers, de l'Environnement et de l'Espace Laboratoire de recherche : GET - Geosciences Environnement Toulouse Direction de la thèse : Catherine NOIRIEL ORCID 0000000262831155 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-01T23:59:59 La décarbonation de l'industrie sidérurgique est un enjeu majeur de la transition énergétique. L'évolution des voies de production de l'acier -des hauts-fourneaux à charbon vers les fours électriques- engendre une évolution de la composition des résidus de production, les laitiers, qui sont aussi des matériaux nouveaux, riches d'enjeux et de défis pour leur valorisation.
Les laitiers sont des matériaux vitreux, qui sont formés à haute température lors de la réduction du minerai de fer. Ils se présentent, à la manière d'un verre volcanique, sous la forme d'un solide silicaté amorphe avec quelques phases cristallisées (silicates et alumino-silicates de calcium, spinelles, etc.). Une fois broyés et activés, ils peuvent être réutilisés dans la fabrication de bétons, notamment les bétons bas carbone, en se substituant en partie à la phase cimentaire et en améliorant leur performance globale. Cependant, ces résidus de production contiennent des phases minérales plus ou moins réactives qui peuvent porter atteinte à la durabilité du béton, ou au relargage d'éléments possiblement toxiques (V, Cr, Mo) dans l'environnement.

Cette thèse vise à évaluer la réactivité chimique des laitiers. La partie expérimentale reposera sur des expériences de lixiviation couplées à des techniques de caractérisation fine des phases solides (micro-tomographie à rayons X, microscopie à fluorescence X, microsonde électronique et microscopie Raman) et aqueuses pour comprendre les processus de relargage des éléments chimiques. D'autres techniques de micro-caractérisation pourront également être mises en oeuvre (spectroscopie d'absorption X sur faisceau synchrotron, spectroscopie Mossbaüer, etc.). Les résultats obtenus serviront à extraire les paramètres cinétiques de la réactivité des laitiers et à déterminer leur impact environnemental.
La décarbonation de l'industrie sidérurgique est un enjeu majeur de la transition énergétique. L'évolution des voies de production de l'acier -des hauts-fourneaux à charbon vers les fours électriques- engendre une évolution de la composition des résidus de production, les laitiers, qui sont aussi des matériaux nouveaux, riches d'enjeux et de défis pour leur valorisation.