Sur quoi ont porté vos recherches ?
Baptiste Luzu : Intitulée « Conception d’un géopolymère illitique : étude de la faisabilité industrielle », ma thèse a porté sur la valorisation de l’argile verte en un liant géopolymère pour la fabrication de mortiers ou de bétons. Composé en majorité d’illites, l’argile verte est l’une de premières couches du sous-sol de l’Est et l’Ouest de la région parisienne. Avec les travaux du Grand Paris, cette argile est extraite en grande quantité mais rien n'en est fait. L’idée n’est pas nouvelle : des géopolymères sont déjà fabriqués à partir d’une autre argile, le kaolin. L’intérêt des géopolymères est qu’ils émettent beaucoup moins de CO2 lors de leur fabrication que le clinker habituellement utilisé dans l’industrie du ciment. Mais l’illite a une structure plus complexe que la kaolinite : elle est plus difficile à activer. Le premier objectif de ma thèse était donc de déterminer un procédé d’activation afin de rendre les argiles illitiques réactives dans une solution alcaline. Une activation thermique (850° pendant 2h) puis mécanique par broyage à haute intensité est la méthode la plus efficace. J’ai ensuite travaillé sur les paramètres de formulation comme le type de solution alcaline – silicate de sodium ou silicate de potassium, la concentration en alcalins, le ratio quantité de solution alcaline / quantité de précurseur…
À quels résultats avez-vous abouti ?
Après avoir testé près de 200 formules, nous sommes arrivés à créer une pâte de géopolymère avec de haute performances mécaniques que nous avons breveté. C’est rare et très gratifiant de déposer un brevet en tant que jeune chercheur. Pendant la dernière partie de ma thèse, j’ai déterminé des applications industrielles pour notre matériau. Nous avons notamment fabriqué des parois de coffres-forts en collaboration avec Fichet-Bauche, une entreprise spécialisée dans les coffres-forts. Les résultats ont été positifs avec une très bonne résistance au feu et une meilleure résistance à l’effraction – comparable à des bétons hautes-performances - que les matériaux classiques comme les bétons cellulaires ignifuges. D’autres utilisations du matériau sont envisageables. Par exemple comme revêtement dans les tunnels car, au contraire du béton classique (sans ajout de fibres en polypropylène), les géopolymères n’éclatent pas en condition d'incendie. Ils permettraient d’éviter les éboulements jusqu’à l’intervention des pompiers.
Quels sont vos projets pour l’avenir ?
Avant de soutenir ma thèse le 8 février 2021, j’ai rejoint l’Institut Jean Lamour (Université de Lorraine) comme postdoctorant dans le cadre du projet Interreg CO2REDRES. Dans la continuité de mes travaux de thèse, ce projet a pour objectif d’étudier la possibilité d’utiliser les ressources secondaires de la Grande Région comme substitut au clinker. À terme, je souhaite travailler dans le secteur industriel et continuer mes travaux sur la transformation de co-produits en matériaux de construction à faible impact environnemental. J’envisage également de créer une entreprise afin de valoriser mon liant géopolymérique illitique.
Vous avez soutenu la 1re thèse depuis la création de l’Université Gustave Eiffel, que cela vous inspire-t-il ?
De la licence au master, j’ai réalisé l’ensemble de mon parcours universitaire à l’UPEM. J’ai vu l’Université Gustave Eiffel se construire de l’intérieur. De plus, j’ai réalisé ma thèse à la fois au sein du laboratoire Géomatériaux et Environnement (LGE ex-UPEM) et Formulation, microstructure, modélisation et durabilité des matériaux de construction (FM2D ex-IFSTTAR). Ce contexte de collaboration et de rapprochement entre laboratoires donne une signification particulière à mes travaux de recherche.
