Chercheur doctorant «Développement de matériaux pour les structures imprimées à impact terrestre»
ETH Zurich

Chercheur doctorant «Développement de matériaux pour les structures imprimées à impact terrestre»

Suisse 28 févr. 2021

À PROPOS L'INSTITUTION

L'ETH Zurich forme de véritables experts et prépare ses étudiants à mener à bien leurs tâches en tant que membres critiques de leurs communautés,

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DÉTAILS OPPORTUNITÉ

Université étatique
Région
Pays hôte
Date limite
28 févr. 2021
Niveau d'études
Type d'opportunité
Spécialités
Pays éligibles
Cette opportunité est destiné à tous les pays
Région éligible
Toutes les régions

La Chaire de construction durable de l'ETH Zurich entend ancrer la durabilité dans les disciplines de l'environnement bâti. Nous souhaitons favoriser la collaboration internationale entre les différents acteurs impliqués dans l'architecture, l'ingénierie et la construction et promouvoir une application appropriée de matériaux de construction durables pendant tout le cycle de vie des bâtiments et des infrastructures.


Contexte du projet

Le doctorat est financé par la bourse ETH «structure imprimée à impact». Le projet combine des matériaux de construction naturels à base de terre avec une conception numérique de pointe et une technologie de fabrication robotique et est une collaboration entre trois groupes de recherche de l'ETH: la Chaire de construction durable, Gramazio Kohler Research et le Robotic Systems Lab.

La construction en terre a une longue tradition de construction à travers le monde. Cependant, il manque de développement technologique et est un processus de construction très manuel, lent et dépendant du coffrage. Ainsi, une telle construction en Suisse rencontre des difficultés de mise en œuvre en raison des coûts de main-d'œuvre élevés. Nous pensons que la poursuite d'un flux de travail automatisé appliqué à une construction en terre in situ à échelle réelle peut rendre les processus de construction durables plus viables, ouvrant simultanément de nouvelles opportunités grâce à l'intégration numérique.

Nous proposons une réinterprétation contemporaine des murs en torchis. Dans un état humide, les blocs de terre sont empilés les uns sur les autres créant une structure de verrouillage. Le gain supplémentaire de résistance peut alors être obtenu par un durcissement interne et une auto-dessiccation pour accélérer le processus de séchage naturel. L'objectif actuel du doctorat est de développer une stratégie pour une telle auto-dessiccation.

Le contrôle de la rigidité des composés de terre pour obtenir la consistance souhaitée au moment souhaité du processus de construction a généré de nombreuses recherches. La Chaire de construction durable a été pionnière dans le développement du béton d'argile autocompacté (SCCC) où les fonctions suivantes sont requises 1) bonne maniabilité à l'état frais avec une faible teneur en eau; 2) la possibilité de retirer le coffrage dans les 24 h; 3) une résistance à la compression adaptée aux éléments de paroi [Ouellet-Plamondon et al, 2016]. Différentes stratégies ont été testées grâce à l'utilisation de biopolymères tels que l'alginate [Pinel et al., 2017] ou des produits plus vernaculaires [Vissac et al, 2012], ainsi que des additifs minéraux [Landrou et al, 2018]. La mise en œuvre de ces matériaux avancés en argile dans l'impression 3D a été testée [Perrot et al., 2018]. Dans toutes les applications actuelles, le procédé de défloculation / coagulation est utilisé uniquement pour traiter le matériau, en ce sens qu'il permet d'obtenir une pâte d'argile fluide qui se rigidifie à la demande une fois imprimée ou coulée. Mais le séchage du matériau qui fournira la résistance finale du mur de terre n'est réalisé que par exposition à l'air (et prend donc du temps). Sauf lorsque le séchage interne nécessaire a été réalisé grâce à l'utilisation de ciment de sulfate de calcium aluminate [Ouellet-Plamondon et al, 2016]. Cependant, ces liants ont un impact environnemental similaire à celui du ciment, par conséquent, la recherche actuelle de doctorat se concentrera sur le développement de liants alternatifs atteignant les mêmes performances d'auto-dessiccation et de résistance sans nécessiter de durcissement.


Description de l'emploi

Nous proposons de travailler dans un projet interdisciplinaire passionnant avec une grande visibilité. Les travaux sont menés dans un petit groupe de recherche de l'ETH Zurich équipé d'excellentes installations informatiques et de laboratoire. La supervision sera étroite mais permettra un travail indépendant. L'anglais et l'allemand sont les langues de travail de l'institut. La durée du projet est de trois ans.

Références utiles:

CM Ouellet-Plamondon, G. Habert. 2016. Béton à base d'argile auto-compacté (SCCC): Proof-of-Concept, Journal of Cleaner Production, 117, 160-168

A. Perrot, D. Rangeard, E. Courteille 2018. Impression 3D de matériaux à base de terre: aspects de traitement. Construction and Building Materials, 172, 670–676

A. Pinel, Y. Jorand, C. Olagnon, A. Charlot, E. Fleury, 2017. Vers une construction en terre coulée mimant la solidification du ciment: démonstration de faisabilité via un polymère biosourcé. Matériaux et structures, 50, 224-230.

A. Vissac, L. Fontaine, R. Anger, 2012. «Recettes traditionnelles & classification des stabilisants d'origine animale ou végétale, rapport, Grenoble: CRAterre-ENSAG.»

G. Landrou, C. Brumaud, G. Habert, 2018. Influence of Magnésium sur la suspension de kaolinite défloculée: mécanisme et contrôle cinétique, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 544, 196-204.

G. Landrou, C. Brumaud, ML Plötze, F.Winnefeld, G. Habert, 2018. Un regard neuf sur la pâte d'argile dense: mécanismes de défloculation et de thixotropie, Colloïdes et surfaces A: Aspects physicochimiques et d'ingénierie, 539, 252-260 .


Votre profil

Nous accueillons des candidats très motivés et curieux titulaires d'une maîtrise en génie chimique ou civil, matériaux ou sciences de la terre ou disciplines similaires. Le candidat idéal a un fort intérêt pour la construction durable, la robotique, les matériaux en argile et les produits cimentaires alternatifs. La maîtrise de l'anglais parlé et écrit est indispensable. La langue allemande est une valeur ajoutée.


ETH Zurich

L'ETH Zurich est l'une des principales universités au monde spécialisées dans les sciences et la technologie. Nous sommes réputés pour notre excellente formation, notre recherche fondamentale de pointe et le transfert direct de nouvelles connaissances dans la société. Plus de 30 000 personnes de plus de 120 pays considèrent que notre université est un lieu qui favorise la pensée indépendante et un environnement qui inspire l'excellence. Situés au cœur de l'Europe, tout en forgeant des liens partout dans le monde, nous travaillons ensemble pour développer des solutions aux défis mondiaux d'aujourd'hui et de demain.


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Nous nous réjouissons de recevoir votre candidature en ligne avec les documents suivants:

  • une lettre de motivation décrivant la motivation et l'expérience de recherche du candidat
  • un CV complet
  • relevés de notes / liste des cours terminés ou en cours, y compris les notes
  • une copie numérique (PDF) de la thèse de maîtrise
  • nom et adresse / coordonnées de deux arbitres

Veuillez noter que nous acceptons exclusivement les candidatures soumises via notre portail de candidature en ligne. Les candidatures par e-mail ou par courrier ne seront pas prises en compte.

Nous cherchons à démarrer le 1er mars 2021 ou par accord.

Pour toute question complémentaire, veuillez contacter le Prof. Dr. Guillaume Habert (habertg@ethz.ch) (veuillez ne pas envoyer de candidatures). Plus d'informations sur la Chaire de construction durable sont disponibles en ligne: www.sc.ibi.ethz.ch.


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