Les recherches menées par l’équipe Matériaux bio-sourcés et composites à base de fibres végétales, Matériaux numériques concernent toutes les activités qui s’intéressent à l’introduction du végétal dans les matériaux de construction de la mécanique et du génie civil. Le niveau d’investigation se situe à plusieurs échelles :
- caractérisation de la microstructure à l’aide de divers microscopie et tomographie
- caractérisation géométrique, physico chimique et mécanique à l’échelle du grain ou de la fibre
- interaction avec les liants cimentaires et/ou polymère
- comportement multi physique à l’échelle de l’élément de la structure en mécanique et en génie civil
Activités scientifiques
Le thème est organisé selon les activités scientifiques suivantes :
- Mise en œuvre et caractérisation du comportement des matériaux bio-sources
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Caractérisation multi échelles de bio sourcés
- Matériaux de construction à base de granulats d’origine végétale (Chènevotte, Moelle de tournesol, tournesol broyé, copeaux de bois…)
- Mise en œuvre et caractérisation du comportement des matériaux bio-sources à base de fibres de tournesol pour l'isolation thermique et phonique des bâtiments
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Liants adaptés aux matériaux bio-sourcés
- Elaboration d’un liant cimentaire à base de matériaux locaux (ponce/chaux)
- Elaboration d’une biocolle à base de chitosane
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Formulation et mise en œuvre de composites bio-sourcés
- Mise en œuvre et caractérisation du comportement des matériaux bio-sources à base de fibres de lin
- Mise au point de bétons de végétaux à performances mécaniques améliorées pour le bâtiment
- Caractérisation expérimentale des matériaux
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Actions Matériaux Numériques
Plaquette de présentation
Le thème scientifique est constitué de 8 permanents, et 3 doctorants dont les travaux sont en cours :
Permanents
- S. Amziane (PR, Polytech, Référent scientifique)
- A. Béakou (PR, IFMA)
- J.F. Destrebecq (PR, UFR Science UBP)
- M. Grédiac (PR, UFR Science UBP)
- E. Toussaint (PR, Polytech)
- K. Charlet (MCF, IFMA)
- C. Mattrand (MCF, IFMA)
Doctorants
- Husam Wadi
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Titre provisoire : Comportement des ossatures en bois remplies de béton de chanvre
Début de thèse : Inscription de décembre 2015 à Clermont-Ferrand 2 (UBP), dans le cadre de École doctorale sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)
Soutenance prévue en : Novembre 2018
- Guillaume Delanoy
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Titre provisoire : Durabilité des bétons de Végétaux
Début de thèse : Inscription de décembre 2015 à Clermont-Ferrand 2 (UBP), dans le cadre de École doctorale sciences pour l'ingénieur (Clermont-Ferrand)
Soutenance prévue le 17 octobre 2018
- Joseph Sheridan
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Titre provisoire :
Début de thèse : Inscription de décembre 2015 à l’université Queens University of Belfast
Soutenance prévue en : Novembre 2018
Thèses soutenues
- Richard Ntenga : Modélisation multi-échelle et caractérisation de l’anisotropie élastique de fibres végétales pour le renforcement de matériaux composites, thèse soutenue le 04 juillet 2007.
- Agnès Roudier : Analyse multi-échelle du comportement hygro-mécanique des fibres de lin, thèse soutenue le 04 avril 2012.
- Fabien Béténé Ebanda : Etude des propriétés mécaniques et thermiques du plâtre renforcé de fibres végétales tropicales, thèse soutenue le 30 novembre 2012.
- Florence Saulnier : Influence de traitements physico-chimiques des renforts sur le comportement mécanique des composantes à base de co-produits de bois, thèse soutenue le 12 décembre 2013.
- Vincent Nozahic : Valorisation du tournesol et de la ponce dans les matériaux de construction, thèse soutenue le 19 septembre 2012.
- Shengnan Sun : Modélisation et caractérisation mécanique d’un composite bio-sourcé par mesure de champs cinématiques sans contact, soutenance le 14 avril 2014
- César Niyigena : Variabilité des performances des bétons de chanvre en fonction des caractéristiques de la chènevotte produite en Auvergne, soutenue en juin 2016
- Anh Vu Nguyen : Matériaux composites à renfort végétal pour l’allègement de pièces mobiles de systèmes robotiques, soutenue en 2015
Collaborations sur les 5 dernières années
Locales
- Institut de Chimie de Clermont-Ferrand, UMR 6296 UBP/CNRS/ENSCCF
- C-BIOSENSS, EA 4676 UDA
- Plateau technique de microscopie, INRA de Clermont-Ferrand-Theix
Nationales
- PRISME, UPRES 4229, Université d’Orléans
- LAUM, UMR 6613 CNRS / Université du Maine
- GEMH Limoges
- IRSTEA Montpellier
- ENSAM Cluny
- IUT Rennes
- Université Bretagne Sud (Lorient)
- IFSTTAR
- INSA Toulouse
- Université de Toulouse
- IRSTEA Clermont-Ferrand
Internationales
- Université de Douala, Cameroun
- Université Catholique de Louvain, Belgique
- Queens University of Belfast (Irlande du Nord)
- University of Bath (Royaume Unis)
- Université d’Annaba (Algérie)
Contrats sur les 5 dernières années
- Projet « Composite à base de bois auvergnat (COMBAT) », financement de la Région d’Auvergne dans le cadre du programme « Nouveau Chercheur » (2010-2013)
- Matériaux et Procédés de Substitution (MaProSu) du CNRS (2009)
- ANR DEMETHER (2011-2014)
- Validation de deux formulations de bétons Liant Vicat /Chanvre (Mécanique et Thermique), Entreprise, VICAT
- Caractérisation du comportement mécanique et thermique des bétons de chanvre (Ciment naturel / Chanvre d’auvergne), Entreprise, VICAT.
- Caractérisation en vue de certification du chanvre d’Auvergne (2010 à 2014), CIVAM Auvergne
- 2009-2012 AGROBETON I: Conception d’un Eco matériau pour le génie civil à base de fibres végétales et de Liants Locaux – Projet multipartenaire (Laboratoire Magma et Volcan, VetagroSup Clermont Ferrand, FFB Auvergne, FRCIVAM) Financement, FEDER/Région Auvergne, FFB: 120 K euros
- AGROBETON II : Variabilité des performances des bétons de chanvre en fonction des caractéristiques de la chènevotte produite en Auvergne – Projet Multipartenaire (Institut Pascal, FR CIVAM), Financement, FEDER/Région Auvergne : 115 K euros
- 2013-2015 –projet ECOGRAFI Plateforme à vocation recherche sur l’ECO – valorisation des matériaux GRAnulaires et Fibreux (Financement Région, Département, Ville : 840 K€)
Moyens expérimentaux et/ou de calcul
- Microtomographe SKYSCAN 1174 avec cellule de traction compression 440 N, résolution spatiale 6 à 30 µm
- Machines de traction, de flexion, de fatigue, de fluage, équipées de cellules de charge de différentes capacités
- MEB de table PHENOM, FEI
- Procédés de mise en œuvre des composites
- Matlab, ABAQUS, ANSYS
- Microscope optique
- 2 caméras CCD SENSICAM à capteur 12 bits refroidi 1040 x 1376 pixels
- Caméra CCD PCO 2000 à capteur 14 bits refroidi 2048 x 2048 pixels
- Caméra thermique CEDIP Jade 3 240 x 360 pixels