Simulation numérique des propriétés rhéologiques des matériaux cimentaires: développement d'un modèle paramétrique sous COMSOL Multiphysics

Description

La valorisation des matériaux cimentaires, en particulier des éco-matériaux, nécessite une maîtrise rigoureuse des paramètres rhéologiques et tribologiques lors de leur mise en œuvre, que ce soit par pompage ou par des techniques traditionnelles. La thixotropie, la stabilité et la qualité de finition sont également des facteurs déterminants [1]. Le comportement de ces matériaux est souvent assimilé à celui des fluides de type Bingham ou d’Herschel–Bulkley [2–3].

Une étude paramétrique approfondie s’avère donc indispensable pour comprendre la variabilité des réponses observées. L’utilisation d’outils de simulation numérique de type Computational Fluid Dynamics (CFD), permet d’intégrer non seulement des modèles empiriques développés et validés (incluant les travaux antérieurs du L2MGC-), mais aussi un couplage multi-physique prenant en compte la rhéologie, les réactions d’hydratation, l’interaction granulats/pâte.

Cette approche offre une visualisation fine des phénomènes internes complexes (profils de vitesse, champs de contraintes et redistribution de phases) et constitue un outil prédictif puissant pour optimiser les formulations et les conditions de mise en œuvre, tout en réduisant le recours aux essais expérimentaux. Cette démarche s’inscrit pleinement dans les objectifs économiques et environnementaux actuels.

Profile

Le(la) candidat(e) devra être en Master 2 recherche ou élève ingénieur en dernière année, dans les domaines du génie civil, génie des matériaux, mécanique, mécanique des fluides, modélisation numérique ou génie des procédés.

Il/elle disposera de connaissances solides sur les matériaux cimentaires (bétons, mortiers, pâtes), avec un intérêt pour les éco-matériaux et la mise en œuvre (ouvrabilité, pompage, finition). Des bases en rhéologie des fluides complexes (Bingham, Herschel–Bulkley) et en simulation CFD sont indispensables, ainsi qu’une familiarité avec des outils tels que ANSYS Fluent, OpenFOAM, COMSOL ou équivalents.

Le(la) candidat(e) devra faire preuve d’autonomie, rigueur scientifique, esprit d’analyse et goût pour la recherche, et posséder un niveau suffisant en programmation scientifique (Python, MATLAB, C/C++). Ce stage s’adresse prioritairement à un(e) étudiant(e) souhaitant s’orienter vers la recherche ou un doctorat.

Starting date

Dès que possible