Technicien supérieur par apprentissage – Science et Génie des matériaux / Mesures physiques (H/F)

Date de début du contrat

2023 09 01

Descriptif de la mission

Le laboratoire SRO de l’UGE recherche pour la rentrée 2023 un apprenti pour participer à différents projets de
R&D ciblant ses thématiques.
Le sujet sur lequel l’alternant se positionnera porte sur les géomatériaux (matrice cimentaire) dans le cadre d’une application à la géotechnique. En effet, le confortement des fondations en béton et des sols de fondation sous l’eau (par exemple le pied des piles de pont) est un vrai défi afin d’assurer la pérennité de l’ouvrage au-dessus. De nombreux maîtres d'ouvrage pensent ainsi que parfois les dommages sous l'eau ne sont tout simplement pas réparables.
Une des techniques utilisées pour renforcer la fondation est d’injecter un coulis de ciment or l'eau peut pénétrer continuellement dans les zones endommagées que l’on doit renforcer, ce qui rend plus difficile la liaison du coulis de réparation avec le béton/le sol de fondation. Par ailleurs, le temps nécessaire à atteindre la portance (performance mécanique après la prise cimentaire) du sol injecté ou du massif de béton injecté doit être clarifié en étudiant les différents paramètres qui peuvent venir perturber la prise notamment les interactions eau (eau de site non pure car contenant potentiellement des polluants, des particules ou de la matière organique) - sol/béton
- coulis injecté et regarder plus précisément dans quelle mesure le CO2 (à l’origine d’un phénomène de carbonatation qui est généralement néfaste) peut agir.

L'objectif dans le cadre du poste d’alternant sera d’apporter des éléments pour améliorer les connaissances sur l’injection des coulis de ciment en milieu aquatique et notamment la qualité de l’injection après durcissement après travaux.

Descriptif du travail de l’apprenti :
1) Travail de recherche bibliographique et état de l’art
- Contexte : description des injections de coulis dans les milieux aquatiques, description des étapes sur le chantier établies à la lecture de dossiers de cas réels, recenser les méthodes de suivi des différentes
étapes d’un chantier de confortement par injection, leurs avantages et limites,
- La prise hydraulique des ciments : caractéristiques des coulis de ciment notamment des ciments aux laitiers de hauts fourneaux (CEM III) avec son temps de prise, caractéristiques en présence de perturbateur comme une trop grande quantité d’eau, la présence de matière organique... des effets connus depuis longtemps mais quel est leur origine plus précisément.
Selon la formation de l’alternant (mesures physiques et/ou sciences des matériaux), il pourra s’intéresser aux
méthodes existantes ou innovantes faisant appel à des techniques de mesures non destructives et sans contact
pour suivre l’évolution d’une injection in situ au niveau d’une pile de pont immergée (par ex : faisabilité de
l’utilisation de nano-capteurs immergés dans le béton pour la mesure embarquée sur site des températures, pH, déformations pour le suivi de l’injection, faisabilité d’immerger des capteurs de mesure de vitesse du son pour suivre la prise du coulis de ciment au cours du temps)

2) Travail expérimental de caractérisation des matériaux
Le travail consistera à réaliser un développement expérimental avec un certain nombre de technique pour évaluer la prise cimentaire du coulis d’injection et évaluer si le matériau de fondation et du terrain d’assise ont effectivement gagné en résistance/portance. On mettra en évidence en particulier les facteurs pouvant influés sur l’augmentation de la résistance du coulis avec une « approche matériau ». On utilisera en laboratoire des matériaux reconstitués pour des essais paramétriques et/ou des prélèvements d’échantillons par carottages issues de sites réels (si collaboration avec un maitre d’ouvrage). Les essais consisteront en des essais physico-chimiques (Partie expérimentale en laboratoire) et des essais mécaniques (Partie expérimentale en laboratoire et sur site)

3) Travail expérimental sur modèle réduit pour tester des méthodes de caractérisation du coulis d’injection transposable in situ.
L’objectif est de tester la faisabilité sur un massif de sol de 1m3 environ avec une injection de coulis contrôlée
quelques exemples d’outils pour localiser le coulis (extension de la zone impactée) et la qualité de la prise du coulis ;mesures par ondes sonores avant/et après travaux (contrôle soniques), mesures par résistivité
électrique avant/et après travaux, mesures pas caméra thermique (avec différence de température entre l’eau du coulis injecté et celle du massif...

L’apprenti acquerra de l’expérience scientifique pour :
- Caractériser différents matériaux naturels ou artificiels communément rencontrés dans le génie civil et en
particulier les sols et les ciments
- Manipuler une grande variété d'équipements entre autre : appareils d'essais mécaniques (presse de
compression uniaxiale, presse triaxiale) et d’essais hydrauliques (perméamètre à l’eau), banc de percolation, cellule de conductivité électrique sur pate, essai de prise Vicat, test de consistance au jeune
âge des coulis (rhéologie)... D’autres essais plus spécifiques à la géotechnique (la plupart sont normalisés) pourront être abordés tels que la mesure de la valeur de bleu, l’analyse granulométrique par
sédimentation/tamisage, les mesures de consistance des sols (essai d’enfoncement, scissomètre, table à
choc, essai au cône, mesures des limites d’Atterberg...). Enfin, le laboratoire possède également les
équipements permettant d’observer et caractériser du point de vue chimique, minéralogique et microstructural les matériaux testés mécaniquement (diffraction de rayons X, microscopie électronique à
balayage, porosimétrie par intrusion de mercure ou mesure de la matière organique à l’aide d’un analyseur carbone/soufre). Les méthodes de mesure et d’auscultation non destructive sans contact seront également abordées (vitesse du son, mesures de résistivité électrique des matériaux...)

Compétences acquises :
- Conduite d’essais en laboratoire (mais une intervention sur site de type chantier n’est pas exclue) incluant la préparation des matériaux (études mécaniques complétées lorsque nécessaire de mesures à l’échelle microscopique pour caractériser la minéralogie, la microstructure...), la mise en place et la gestion d’un plan d’expérience, aide à l’instrumentation (capteur, programmation) /développement des essais, la rédaction et transmission des résultats au responsable d’essai. L’interprétation des essais sera réalisée avec l’aide du tuteur.
- Initiation aux démarches qualité, métrologie et hygiène et sécurité dans le laboratoire.
- Participation à la transmission des savoirs en participant à l'encadrement de stagiaires ou doctorants à la manipulation des équipements sur lesquels l’apprenti sera précédemment formé - en fonction des opportunités, utilisation d’un logiciel de modélisation numérique pour évaluer la réponse mécanique des matériaux voire la confronter à l’expérimental

Profil recherché 

Diplôme permettant le recrutement en 3e Année BUT ou Licence Pro « Sciences et Génie des Matériaux » et
« Mesures physiques », pas de profil chimiste.

Compétences requises :
- Compétences techniques : compétences en sciences des matériaux et mécanique, compétence en
instrumentations /capteurs est un plus
- Compétences transversales : goût prononcé pour l’expérimentation en laboratoire
- Compétences relationnelles : travailler en équipe
- Modes de formation : compagnonnage par chercheurs, techniciens
Compétence : sérieux, fiabilité, gout pour la pluridisciplinarité, flexibilité et curiosité qui sont les qualités requises
dans un laboratoire de recherche dont les activités se renouvellent et s’adaptent aux demandes