Catégorie d\'emplois : Emplois FTC EFD

Etude et évaluation de l’empreinte environnementale des méthodes de construction sur plots et pilotis (H/F)

Contexte :
Le CNRS, au sein de l’Institut Pprime, sur le site du Futuroscope, dans la cadre du projet de recherche Tech-0-Artif ((Solutions Techniques pour des Constructions Sans Artificialisation) recrute un stagiaire pour évaluer l’empreinte environnementale des méthodes de construction des habitats réversibles de l’Oasis du Coq à l’Âme. Le projet Tech-0-Artif s’inscrit dans une démarche de recherche qui explore une piste nouvelle de lutte contre l’artificialisation des sols via le développement de solutions techniques permettant de rendre les activités humaines compatibles avec le maintien des services écosystémiques. Cette expérimentation est menée sous forme de laboratoire vivant au sein de l’éco-hameau de l’Oasis du Coq à l’Âme, qui se base sur la notion de communs, la co-construction et la co-opération. Le projet Tech-0-Artif est financé par l’ADEME dans le cadre de l’Appel à projets de recherche – Vers des bâtiments responsables, et vise une normalisation des techniques de fondation faiblement artificialisantes et peu impactantes sur l’environnement.

Description du poste :
Le développement économique et démographique a pour conséquence indirecte l’artificialisation des sols, qui se caractérise par une perte de leur fonction naturelle, causée par l’urbanisation et l’exploitation des sols (250000 ha artificialisés en France durant les 10 dernières années; données issues de l’observatoire de l’artificialisation). Cette artificialisation conduit donc à une destruction difficilement réversible des services écosystémiques des terres artificialisées. Le projet Tech-0-Artif, dont le présent stage constitue une étape essentielle, a donc pour objectif d’étudier et évaluer des solutions techniques de constructions non- artificialisantes (pilotis ou plots) et de comparer la performance et les impacts écologiques des différentes techniques de construction au sein de l’expérimentation collective de l’Oasis du Coq à l’Âme. Plus précisément, la question centrale est de savoir si ce type de construction permet de réduire les impacts de l’habitation sur les services écosystémiques du terrain où elle est construite.

Description de l’employeur/ Laboratoire :
L’institut P’ est un laboratoire de recherche des domaines des Sciences Physiques et des Sciences de l’Ingénierie. C’est une UPR CNRS conventionnée avec l’Université de Poitiers (Faculté des Sciences Fondamentales et Appliquées, Faculté des Sciences du Sport et École Nationale Supérieure d’Ingénieurs de Poitiers, ENSIP) et l’École Nationale Supérieure de Mécanique et d’Aérotechnique, ISAE-ENSMA. Ses activités couvrent un large spectre de thématiques et de compétences complémentaires allant de la physique des matériaux à la mécanique des fluides et des matériaux, au génie mécanique et à l’énergétique. Trame de fiche de poste DRH 2

Description du profil recherche :
Nous proposons ici en particulier d’étudier et évaluer l’impact environnemental des méthodes de construction sur pilotis et plots, dont nous faisons l’hypothèse qu’ils permettent de construire sans artificialiser. Après une première phase d’écoconception, basée sur l’inventaire des ressources et de la biodiversité locales et sur une approche par analyse de cycle de vie (ACV), nous mettrons en place des plateformes expérimentales instrumentées. Nous en évaluerons l’impact sur l’environnement immédiat (sol, ruissellement, biodiversité) et en réaliserons une ACV plus détaillée. Nous étudierons le comportement de ces fondations lorsqu’elles sont soumises aux risques naturels (tremblements de terre, inondations, glissements de terrain), et initierons une réflexion sur la transposabilité de ces techniques dans les textes réglementaires locaux et nationaux. Finalement, nous organiserons la diffusion de ces résultats pour un public plus large.

Application :
Construction durable, Ecoconception, Habitats réversibles, Impacts environnementaux, Zéro artificialisation, Transition écologique, Science participative, Eco-hameau, Recherche-Actions

Outils et connaissances à utiliser :
Analyse de Cycle de Vie (ACV), Matériaux biosourcés et géosourcés, Approche systémique, Interdisciplinarité. Des connaissances en géotechnique et low-tech serait un plus.

Nature du travail :
Evaluer les impacts environnementaux des choix techniques de fondations des habitats de l’Oasis du Coq à l’Âme à l’aide de l’outil ACV

Développement de mesures pour la distribution des charges électriques aux interfaces solide/liquide sous champ électrique direct

Le projet de thèse s’appuie sur ces précédents travaux et a pour objectif d’appliquer la métrologie à l’étude des problèmes électrolytiques. Pour ce faire, il sera nécessaire, dans un premier temps, d’ajuster les bancs de PEA et de PWP en fonction de cette nouvelle problématique. Cela impliquera notamment le développement de cellules composées d’un trinôme anode/électrolyte liquide/cathode (par exemple), représentatif des matériaux utilisés dans les batteries. Le choix des matériaux d’électrodes et d’électrolytes sera fait après discussion avec le partenaire IC2MP. Il sera essentiel de reconfigurer les bancs pour appliquer une tension continue (DC) afin d’étudier les transferts de charges électriques et leur organisation au sein de ces batteries modèles lors des phases de charge et de décharge temporelles. Dans une deuxième étape, il sera nécessaire de développer des outils de déconvolution mathématique pour extraire la distribution des charges électriques à partir des signaux de mesure. Enfin, il faudra approfondir l’interprétation de la physicochimie du transfert de charges aux interfaces, étudier la dynamique du transfert de charges, analyser et comprendre le vieillissement des mécanismes au fil des cycles de fonctionnement, examiner l’influence de la nature chimique des électrodes et des électrolytes, évaluer l’impact de l’état de surface et de la géométrie des électrodes, et apprécier l’influence de la nature du champ électrique.

Job offer – Postdoctoral position: Experimental study of a free liquid surface interacting with a non-thermal plasma.

Projet de recherche

Les décharges plasmas en contact avec des liquides constituent une solution prometteuse dans de nombreux domaines de recherche comme la synthèse de nanomatériaux, la dépollution, la synthèse chimique ou les applications biomédicales. De nombreuses études sont conduites pour comprendre

la nature de l’interaction entre plasma et liquide et en particulier par diagnostics optiques d’émission et d’absorption. Il est important d’identifier la surface liquide lorsque de tel diagnostics sont utilisés car les gradients de concentration d’espèces peuvent être important : à pression

atmosphérique, les électrons solvatés provenant d’un plasma ont une distance de pénétration de quelques nm dans une solution aqueuse. La forme de la surface plasma/liquide est fortement influencée par les phénomènes électro-hydrodynamiques dus à la présence de charges d’espace et d’un champ électrique. Cela se manifeste par une protubérance ou un creux sur la surface du liquide. En général, de l’imagerie est utilisée pour identifier la frontière entre plasma et liquide.

Cependant, celle-ci n’est pas facilement observable si la variation spatiale est trop petite (<1 mm)

ou si elle est tridimensionnelle. La forme de surface liquide est importante car elle influence la répartition spatiale du champ électrique et elle définit la surface d’échange entre plasma et liquide.

Nous proposons d’adapter la méthode de Free synthetic schlieren surface (FS-SS) pour mesurer la forme de cette surface liquide. Bien que la méthode ait montré sa capacité à l’étude des interactions plasma-liquide, des verrous empêchent d’exploiter pleinement les résultats et des élaborations sont nécessaires.

Le principal objectif du projet est de développer une méthode de mesure de surface libre (basée sur la FS-SS) adaptée à l’étude des plasmas en contact avec des liquides. Il est organisé en trois tâches. La première tâche consiste à élaborer une source plasma plus simple à étudier. La deuxième tâche, concerne l’amélioration de la méthode FS-SS et son application à une décharge à courant continu. La dernière tâche concerne l’étude d’une décharge nanoseconde en contact avec

des solutions aqueuses de glycérine avec la nouvelle méthode.

ACTIVITES PRINCIPALES

– Concevoir le dispositif plasma hors équilibre en contact avec le liquide ;

– Améliorer la méthode en travaillant sur le dispositif expérimental (optique) mais aussi le traitement des données ;

– Caractériser un plasma froid ;

– Etudier l’interaction plasma-liquide ;

– Traiter et interpréter les données ;

– Présenter et valoriser les résultats obtenus.

COMPETENCES PRINCIPALES REQUISES

Compétences opérationnelles :

Doctorat dans le domaine de la physico-chimie des plasmas froids ou de la mécanique des fluides ;

Expérimentateur autonome, en particulier sur des dispositifs optiques ;

Programmer sur le logiciel Matlab ou en python ;

Communication en anglais.