Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés :
Spectroscopie RMN, microscopie à fluorescence, ciment durable, microfluidique
Unité d’accueil : NIMBE / LIONS
Résumé
Ce projet est axé sur le développement d’outils permettant d’étudier la chimie du ciment. Des dispositifs microfluidiques seront utilisés pour contrôler l’environnement de petits échantillons de ciment, et des techniques telles que la RMN et la fluorescence seront utilisées pour contrôler leur pH pendant la carbonatation.
Sujet détaillé
La production de ciments Portland conventionnels représente jusqu’à 8 % des émissions mondiales de CO2. Environ 40 % de ce CO2 provient de l’énergie dépensée pour chauffer le calcaire brut et les argiles nécessaires à la production du ciment, tandis que les 60 % restants sont libérés par les carbonates piégés dans le calcaire. Malheureusement, seule une petite partie de ce CO2 libéré est recapturée lorsque les ciments sont durcis par des processus d’hydratation standard. Afin de réduire les émissions nettes de CO2, un nombre croissant de chercheurs et de jeunes entreprises (par exemple CarbonCure, Solidia, Fortera) s’efforcent de faire durcir les ciments par une combinaison d’hydratation et de carbonatation afin de recapturer le CO2 libéré. Cependant, la carbonatation des ciments est un phénomène mal compris qui peut se dérouler selon des voies étonnamment complexes en plusieurs étapes.
Suite à des études antérieures au sein du laboratoire sur l’évolution de la structure des ciments, l’objectif de ce stage est d’étudier les changements chimiques qui se produisent dans la solution interstitielle du ciment pendant la carbonatation. L’environnement des ciments sera soigneusement contrôlé en utilisant des dispositifs microfluidiques, et les réactions seront surveillées en utilisant la spectroscopie/imagerie par résonance magnétique nucléaire (RMN) et la fluorescence. Ces techniques nous permettront d’évaluer le pH pendant le durcissement de différentes formulations de ciment durable, un paramètre important lié à la composition de la phase finale et à la durabilité du béton.
Lieu du stage
CEA Saclay, Site de l’Orme des merisiers (91) Essonne, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 6 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Oui
- Date limite de candidature : 3 février 2025
Compétences requises
Méthodes, techniques :
RMN/IRM, fluorescence (optode 1D et microscopie confocale), microfluidique, microscopie électronique à balayage, impression 3D, conception assistée par ordinateur
Langages informatiques et logiciels :
Langue : Anglais
Liens utiles
- Site web du laboratoire : iramis.cea.fr/nimbe/lions
- Page personnelle du responsable de stage