moteur de recherche

MEZHOUD Sarra

Doctorante

Equipe MECA

 

Localisation géographique : ICMPE

Tél :

Email :mezhoud@icmpe.cnrs.fr

 

Sujet de thèse : Matériaux polymères multi-poreux : Conception, caractérisation et modélisation.

 

Résumé du projet de thèse : Les matériaux multiporeux trouvent de nombreuses applications dans des domaines divers, dont le génie civil et la mécanique des sols. Le rôle de chaque niveau de porosité sur les propriétés de transport de ces milieux multiporeux demeure une question fondamentale. Selon une approche interdisciplinaire multi-échelle, nous développons une démarche alliant conception, caractérisation et modélisation de matériaux polymères à plusieurs échelles de porosité. Dans ce contexte, des réseaux biporeux modèles à base de poly(méthacrylate de 2-hydroxyethyle) ont été conçus selon une approche impliquant des phénomènes de séparation de phases induits thermiquement dans une solution de polymère contenant des mélanges de solvants. Une autre technique a consisté à utiliser deux types de gabarits comme porogènes, des particules de NaCl ou de PMMA calibrées comme macroporogènes et des solvants (alcools) en tant que nanoporogènes. La caractérisation structurale et morphologique des matériaux a été réalisée par microscopie électronique à balayage et porosimétrie à intrusion de mercure. Pour décrire plus finement la microstructure, notamment la forme réelle des pores et l’interconnectivité des réseaux, des analyses par microtomographie à rayons X ont été réalisées. Le volet modélisation a pour objet de développer les outils de calcul numérique pour simuler les écoulements en milieux multiporeux tridimensionnels. En particulier, on s’attache à proposer des méthodes permettant d’optimiser le temps et la mémoire ordinateur afin de pouvoir traiter des volumes élémentaires de grande taille, représentatifs de la microstructure du milieu réel. Les propriétés géométriques mesurées pour caractériser le milieu poreux réel (taille et forme des pores, niveaux de porosité), ont été utilisées de manière à reconstruire un milieu poreux au moyen de cellulaires élémentaires idéalisées tridimensionnelles.

Résumé du projet de thèse en anglais : This multidisciplinary project combines the design, synthesis, fine physico-chemical characterization, and modeling of polymeric materials exhibiting several levels of porosity. More specifically, the fundamental question regarding the role of each porosity level on the transport properties of such porous frameworks is investigated. Such materials may be dedicated to various applications in civil engineering areas, e.g. waste disposal and insulation materials, or in soil mechanics and biomechanics. The synthesis of these innovative porous materials consisted in the preparation of bi- or multiporous poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) specimens through a strategy involving a mixture of porogenic solvent via thermally-induced phase separation. This type of materials was also prepared through the use of NaCl particles or PMMA beads as macroporogens, in conjunction with a solvent as nanoporogen. The resulting structures was then thoroughly characterized by mercury intrusion porosimetry (MIP), and scanning electron microscopy (SEM). Finally, X-ray Micro-tomography measurements was performed to visualize the 3-D shape and interconnectivity of the pores. The modeling part was dedicated to the development of computational tools to simulate a fluid flow in three-dimensional multiporous environments. The elaborated methods include the reduction of the computer memory occupancy in order to cover large elementary volumes that represent the actual 3-D microstructure.

 

Directeurs de thèse : Vincent MONCHIET (MSME), Daniel GRANDE (ICMPE)

Autres encadrants : Benjamin LE DROUMAGUET (ICMPE), Michel BORNERT (NAVIER)

Source de financement : LABEX MMCD