Description du sujet de thèse

La thèse proposée se fera dans le cadre du projet CNRS AI for EB. Le but de ce projet est de fournir aux acteurs de la construction un outil de prise de décision en faveur des géo et bio-matériaux. Le projet portera plus spécifiquement sur la construction en terre crue qui connait un regain d’intérêt en Europe [1] et qui reste toujours utilisée au Cameroun [2].
En effet, les briques ou couches de terre crue (BTC, adobe ou bauge), contrairement aux matériaux de construction conventionnels, sont sujets à de fortes variabilités de comportement, de diverses origines. Plusieurs niveaux de variabilité peuvent être identifiés [3 & 4]: les ressources (sol et végétaux), la composition des parois, la technique de mise en œuvre. De plus la compréhension des géo matériaux fait face à une autre difficulté : leur caractérisation. En effet, les techniques et protocoles conventionnels sont longs (isothermes de sorption) et parfois inadaptés (taille des échantillons) en raison de la variabilité de la ressource mais aussi de la présence de fibres également hétérogènes dans leur forme et nature. La variabilité résultant de ces mesures [5-7] doit être prise en compte dans la modélisation du comportement des matériaux. Ainsi, un outil permettant d’effectuer toutes les vérifications (structurelles, énergétique, acoustique, environnementale, etc) des constructions en terre crue tout en tenant compte de leur forte variabilité est indispensable. Le projet AI for EB devrait répondre à cet enjeu. Il s’appuiera sur la double compétence des laboratoires partenaires et sur les premiers travaux publiés dans le domaine [8-10]
Le doctorant se focalisera principalement sur la variabilité des ressources (terre et fibres) et son impact sur les propriétés physiques, mécaniques, hygrothermiques et acoustiques. La première partie de son travail sera de mettre en œuvre par le biais d’outils d’intelligence artificielle une base de données concernant les ressources utilisées pour construire en terre crue en France (Bretagne et Pays de La Loire) et dans l’ouest du Cameroun. Cette base de donnée doit lier la ressource (échelle du matériau) à la propriété de la brique (ou de la couche). Elle devra être complétée par des essais de caractérisation en laboratoire car l’ensemble des propriétés visées n’est pas accessible. Pour traiter ces données et identifier les données manquantes nous nous servirons des algorithmes d’IA déjà développés par l’équipe camerounaise [11] et sur un article publié pour une autre application [12]. L’IA permettra également à partir de cette BDD de calculer pour d’autres ressources, non accessibles dans la littérature ou dans le projet, les propriétés visées. Le but pour le doctorant est:
l’établissement d’une carte d’échantillonnage des sols et des fibres végétales, prenant en compte la nature lithologique, les spécificités climatiques et l’étude des patrimoines locaux ;
l’identification de ces ressources : analyses minéralogique, microstructurale, physique, chimique ;
de dresser des cartes minéralogiques, de comportement thermique, hydrique et mécanique des matériaux locaux pour l’ouest de la France et du Cameroun.
A terme, ce travail servira de données d’entrée à un logiciel utile aux décideurs pour valider la constructibilité d’un bâtiment en terre crue, à partir d’une analyse multicritères.

Contexte de travail

2 Laboratoires :
GeM, Institut de recherche en Génie civil Et Mécanique, Nantes Université, Centrale Nantes, UMR CNRS 6183
URISIE (Unité de Recherche d’Ingénierie des Systèmes Industriels et Environnement), Université de Dshang (Cameroun)

Le GeM est une Unité Mixte de Recherche de Centrale Nantes, l'Université de Nantes et du CNRS. Ce laboratoire a été fondé en 2004 et compte environ 240 personnels répartis sur 3 sites à Nantes et Saint-Nazaire. L'objectif est de réunir au sein d'un même laboratoire l'ensemble des compétences de la métropole Nantes Saint-Nazaire dans le domaine du génie civil, de la mécanique des matériaux et des procédés, de la modélisation et de la simulation en mécanique des structures.
Le GeM est très impliqué dans la formation par la recherche : il compte une centaine de doctorants et porte plusieurs masters. Les axes de recherches des 9 Unités Thématiques de Recherche (UTR) s'articulent autour du triptyque Matériaux – Procédés – Structure. Les compétences internes relèvent à la fois des techniques expérimentales, de la modélisation et de la simulation numérique.
Le doctorant intégrera à l’UTR INGVER (approche de l’ingénierie verte) dans l’équipe Terre crue située à Saint-Nazaire à Nantes université.
Cette thèse s'inscrit dans le cadre du projet CNRS Africa (2023 2026) sur L’utilisation de l’IA pour le développement de la construction en terre crue. Cette thèse se fait donc en co-tutelle avec L’université de Dschang (Camerou), laboratoire URISIE.

Contraintes et risques

Le poste ne comporte pas de contrainte ou de risque particulier lié à des équipements spécifiques.

Informations complémentaires

- le/la candidat-e devra être titulaire d'un diplôme d'ingénieur et/ou d'un master en Génie Civil ou en électronique ou en informatique
- le poste nécessite une double compétence en matériaux et modélisation numérique
- des aptitudes à communiquer à l'écrit et à l'oral en français et en anglais seront nécessaires pour présenter le travail réalisé dans des conférences scientifiques.
- Le/la candidat-e intégrera un projet de recherche impliquant plusieurs partenaires. Des aptitudes pour le travail d'équipe seront donc importantes pour la réussite du projet