Stage - Caracterisation des Materiaux Excaves au Tunnelier avec l'Objectif de Reemploi Bas Carbone en Terrassement H/F

Description de l'offre

La réutilisation en terrassement des importants volumes de déblais issus des chantiers d'infrastructures se heurte régulièrement à des contraintes de plasticité, d'hétérogénéité, de comportement mécanique ou de teneur en eau. Les marins ou verses de tunnelier, générés lors de creusements mécanisés pour des opérations souterraines d'envergure telles que CIGEO ou le Métro de Grand Paris Express, illustrent cette situation. Souvent traités comme de simples déblais à évacuer, ces matériaux remaniés et très humides intègrent parfois des résidus de conditionnement comme de la bentonite, des polymères ou des mousses. Trouver des voies de valorisation pour ces terres permet de diminuer l'empreinte environnementale globale, l'utilisation de matériaux de carrière, les transports et les mises en dépôt.

Pour réemployer les sols fins en terrassement, la pratique courante consiste à employer des liants hydrauliques ou de la chaux afin d'ajuster leur humidité en vue du compactage ou d'en faire évoluer les propriétés mécaniques et la sensibilité à l'eau. Bien qu'efficaces, ces méthodes génèrent des impacts carbone qui incitent le secteur à privilégier des options plus sobres, économes en ressources et adaptées aux gisements locaux. Dans ce cadre, GEOS cherche à explorer des techniques et des matériaux alternatifs de traitement pour encourager l'usage de déblais dans les couches de forme, les remblais techniques ou les remblais méthodiquement compactés. L'enjeu réside dans la mise au point de démarches fiables de contrôle, de traitement et de caractérisation afin de prouver leur aptitude au réemploi, au bénéfice de l'économie circulaire et de la pérennité des structures.

Selon les matériaux et données disponibles, les pistes de travail pourront comprendre :

·  les ajustements physiques tels que les corrections granulométriques via des matériaux recyclés ou le tri des fractions ;
·  les liants hydrauliques réduits en clinker ;
·  les liants ternaires formulés avec du filler calcaire, du métakaolin ou du laitier ;
·  les liants bas carbone et argiles activées ;
·  les matériaux aluminosilicatés activés et géopolymères ;
·  les sous-produits industriels aptes à la valorisation ;
·  les techniques de stabilisation enzymatique ou de bio-cimentation ;
·  les procédés visant à réguler la teneur en eau et à perfectionner l'aptitude au compactage.

Le travail s'inscrit au croisement de l'innovation matériaux, de la géotechnique, de la décarbonation des infrastructures et de l'économie circulaire. L'encadrement sera assuré par un géotechnicien expérimenté et un ingénieur spécialisé en simulation numérique. Une formation aux connaissances et aux outils utiles, en particulier la modélisation selon des lois de comportement avancées des sols et roches, sera dispensée. Des interactions pourront également avoir lieu avec les partenaires, laboratoires ou fournisseurs impliqués.

L'objectif consiste à bâtir une démarche d'ingénierie comparant les alternatives sur les aspects opérationnels, environnementaux, économiques et géotechniques, en vue de définir des circuits de valorisation applicables aux projets de terrassement. Les missions s'organisent en quatre temps :

·  Phase 1 : Contexte, enjeux et cadrage : cerner le cadre réglementaire et les principes de l'économie circulaire appliqués aux terrassements (CIGEO, GPE) en lien avec ACTIERRA, filiale d'Ingérop dédiée à l'environnement réglementaire ; étudier les problématiques liées aux résidus de conditionnement (bentonite, polymères, mousses), aux teneurs en eau et à l'hétérogénéité ; préciser les livrables ainsi que le périmètre du travail.
·  Phase 2 : État de l'art et cadrage : réaliser une synthèse bibliographique des documents de recherche, guides et recommandations applicables ; analyser les techniques d'extraction au tunnelier et leurs répercussions sur les marins ; traiter de la caractérisation géotechnique des déblais (classification, identification), de leur sensibilité aux modes d'extraction et de leur variabilité ; étudier les procédés de traitement traditionnels face aux solutions bas carbone selon les débouchés visés (couches de formes, remblais méthodiquement compactés, dépôt ou modelé).
·  Phase 3 : Évaluation des solutions de traitement : examiner, à partir des éléments disponibles et d'éventuels essais, les effets des méthodes alternatives sur le comportement hydrique, la durabilité, la résistance mécanique, la portance, l'aptitude au compactage et la compatibilité environnementale des marins ; mettre en regard ces solutions avec les traitements traditionnels quand c'est pertinent.
·  Phase 4 : Analyse multicritère et recommandations : concevoir une analyse comparative technico-environnementale intégrant la maturité, le coût, l'impact carbone, la faisabilité sur chantier et la performance ; formuler des préconisations pour orienter les programmes d'essais préalables, les futures études, les domaines d'emploi envisageables et les axes de recherche à développer.
·  Étudiant en dernière année d'école d'ingénieur généraliste ou spécialisée en géotechnique ou géologie ;
·  Grande motivation, autonomie et enthousiasme ;
·  Des connaissances poussées en mécanique des sols et des roches constituent un atout pour la candidature.

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