Description du sujet de thèse
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Modélisation chimie-mécanique du couplage entre carbonatation, corrosion des armatures et fissuration d'un milieu cimentaire
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La corrosion des armatures est une des principales causes de dégradation prématurée des infrastructures en béton, y compris dans le domaine nucléaire où le béton est largement utilisé dans les enceintes de confinement et les structures de stockage de déchets. La carbonatation due à la pénétration du CO2 dans le béton entraîne une baisse du pH de la solution porale, favorisant la corrosion des armatures. Cette corrosion entraine la formation de produits expansifs pouvant provoquer la fissuration du matériau. Le travail de thèse, proposé dans le cadre d'une collaboration au sein d'un projet européen entre le CEA de Saclay, l'École des Mines de Paris - PSL et l'IRSN, vise à développer un modèle numérique pour simuler ces phénomènes. Le modèle combine un code de transport réactif (Hytec) et un code d'éléments finis (Cast3M) pour étudier les effets locaux de la corrosion par carbonatation sur la fissuration du béton. Ce projet s'appuiera sur des travaux expérimentaux réalisés en parallèle permettant de recueillir des données pour identifier les paramètres et valider le modèle. La première partie du travail se concentrera sur la modélisation de la carbonatation des matériaux cimentaires en conditions insaturées, tandis que la deuxième portera sur la corrosion des armatures due à la baisse de pH induite par cette carbonatation. Le modèle décrira la croissance des produits de corrosion et leur expansion induisant des contraintes dans le béton et une possible microfissuration.
Ce projet de recherche s'adresse à un doctorant souhaitant développer ses compétences en science des matériaux, avec une forte composante en modélisation et simulations numériques multi-physiques et multi-échelles. La thèse sera réalisée principalement au CEA de Saclay et à l'École des Mines de Paris - PSL (Fontainebleau).
Université / école doctorale
Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (SMEMaG)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Master Mécanique, Matériaux, Modélisation et Simulation numérique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
BARY Benoît < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
CEA
DES/DRMP//LECBA
CEA/Saclay
DES/ISAS/DRMP/S2CM/LECBA
Bâtiment 158, PC 25
91191 Gif/Yvette Cedex
0169082383
Tuteur / Responsable de thèse
BARY Benoît < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
CEA
DES/DRMP//LECBA
CEA/Saclay
DES/ISAS/DRMP/S2CM/LECBA
Bâtiment 158, PC 25
91191 Gif/Yvette Cedex
0169082383
En savoir plus
Domaine
Sciences pour l'ingénieur
Sujets de thèse
Modélisation chimie-mécanique du couplage entre carbonatation, corrosion des armatures et fissuration d'un milieu cimentaire
Contrat
Thèse
Description de l'offre
La corrosion des armatures est une des principales causes de dégradation prématurée des infrastructures en béton, y compris dans le domaine nucléaire où le béton est largement utilisé dans les enceintes de confinement et les structures de stockage de déchets. La carbonatation due à la pénétration du CO2 dans le béton entraîne une baisse du pH de la solution porale, favorisant la corrosion des armatures. Cette corrosion entraine la formation de produits expansifs pouvant provoquer la fissuration du matériau. Le travail de thèse, proposé dans le cadre d'une collaboration au sein d'un projet européen entre le CEA de Saclay, l'École des Mines de Paris - PSL et l'IRSN, vise à développer un modèle numérique pour simuler ces phénomènes. Le modèle combine un code de transport réactif (Hytec) et un code d'éléments finis (Cast3M) pour étudier les effets locaux de la corrosion par carbonatation sur la fissuration du béton. Ce projet s'appuiera sur des travaux expérimentaux réalisés en parallèle permettant de recueillir des données pour identifier les paramètres et valider le modèle. La première partie du travail se concentrera sur la modélisation de la carbonatation des matériaux cimentaires en conditions insaturées, tandis que la deuxième portera sur la corrosion des armatures due à la baisse de pH induite par cette carbonatation. Le modèle décrira la croissance des produits de corrosion et leur expansion induisant des contraintes dans le béton et une possible microfissuration.
Ce projet de recherche s'adresse à un doctorant souhaitant développer ses compétences en science des matériaux, avec une forte composante en modélisation et simulations numériques multi-physiques et multi-échelles. La thèse sera réalisée principalement au CEA de Saclay et à l'École des Mines de Paris - PSL (Fontainebleau).
Université / école doctorale
Sciences Mécaniques et Energétiques, Matériaux et Géosciences (SMEMaG)
Paris-Saclay
Localisation du sujet de thèse
Site
Saclay
Critères candidat
Formation recommandée
Master Mécanique, Matériaux, Modélisation et Simulation numérique
Demandeur
Disponibilité du poste
01/10/2026
Personne à contacter par le candidat
BARY Benoît < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
CEA
DES/DRMP//LECBA
CEA/Saclay
DES/ISAS/DRMP/S2CM/LECBA
Bâtiment 158, PC 25
91191 Gif/Yvette Cedex
0169082383
Tuteur / Responsable de thèse
BARY Benoît < email slettet af sikkerhedsmæssige årsager >
CEA
DES/DRMP//LECBA
CEA/Saclay
DES/ISAS/DRMP/S2CM/LECBA
Bâtiment 158, PC 25
91191 Gif/Yvette Cedex
0169082383
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