Sujet de stage

Le bitume, mélange complexe d’hydrocarbures obtenu quasi-exclusivement de la distillation pétrolière, est largement utilisé comme liant organique dans le domaine de la construction routière grâce à ses nombreuses qualités telles que sa souplesse d’emploi, ses propriétés viscoélastiques et adhésives, son imperméabilité à l’eau et sa résistance chimique. Le bitume est employé dans la formulation de différents produits routiers. Les techniques à froid à base d’émulsions de bitume représentent une alternative écologique aux techniques à chaud, notamment pour les routes à faibles trafics. Les Bétons Bitumineux à l’émulsion (BBE) ou enrobés bitumineux à l’émulsion sont des matériaux composites fabriqués par malaxage de granulats (matériaux inorganiques naturels) et d’émulsion de bitume (liant organique en émulsion). Les matériaux obtenus se distinguent des enrobés à chaud par leur microstructure (teneur et nature des vides dans le matériau), leur rigidité et leur sensibilité de mise en œuvre. 

Bien que les enrobés à l’émulsion constituent une alternative intéressante pour la décarbonation de l’entretien routier, ces matériaux souffrent d’un faible recul scientifique en comparaison aux enrobés bitumineux à chaud.

Ce projet de stage vise à étudier la relation entre la physico-chimie des émulsions de bitume, les paramètres de formulation et les propriétés mécaniques des enrobés à l’émulsion. Les propriétés de remontée en cohésion et d’adhésion bitume-granulats des formules d’enrobés à l’émulsion seront particulièrement investiguées lors de ce projet.

Dans le cadre de ce stage, vous serez amené(e) à mettre en œuvre un programme expérimental permettant de formuler et de caractériser une large gamme d’émulsions de bitume en faisant varier la nature du bitume, le type et la teneur en tensioactifs de l’émulsion. Le programme consistera ensuite à formuler des enrobés à l’émulsion sur la base des émulsions fabriquées au préalable puis de caractériser le comportement des formulations de Bétons Bitumineux à l’émulsion dans différents domaines mécaniques : viscoélasticité linéaire, déformations permanentes, cohésion, …  Ce programme poursuivra un double objectif d’amélioration des connaissances du comportement de ces matériaux et de proposition de règles de formulation favorisant la qualité et la durabilité de ces matériaux.

Dans le cadre de ce projet de recherche, vous serez amené à :

• Réaliser un état de l’art sur les voies de formulation des émulsions de bitume et des essais appliqués sur enrobés à l’émulsion
• Participer à l’élaboration du planning de l’étude avec des experts en physico-chimie, matériaux et rhéologie
• Fabriquer puis caractériser une large gamme d’émulsions de bitume
• Fabriquer une large gamme d’enrobés à l’émulsion
• Réaliser des essais mécaniques sur les enrobés à froid (tribologie, module complexe, résistance à la compression, cohésion, …)
• Echanger et présenter vos travaux aux équipes de recherche

Profil recherché

• Etudiant(e) de niveau Bac+5 en physico-chimie, formulation des milieux dispersés, colloïdes , matière molle et/ou matériaux
• Autonomie et sens de l’organisation
• Esprit critique et force de proposition
• Bon relationnel (esprit d’équipe)
• Curiosité scientifique