Description du sujet de thèse

Le, la recruté(e) au CNRS travaillera à l’Institut de Chimie des Milieux et des Matériaux de Poitiers (UMR CNRS 7285) au sein de l’équipe HydrASA.L’IC2MP (Université de Poitiers) possède une expertise nationalement reconnue en caractérisation et en comportement thermo-hydro-mécanique des milieux naturels argileux.
Dans le cadre d’un programme CNRS NEEDS-MIPOR, ce projet pluridisciplinaire vise à explorer de nouvelles perspectives de compréhension de la réactivité des roches argileuses mises en œuvre dans le cadre du stockage de déchets en couches géologiques profondes. Ce milieu est fortement endommagé par le creusement des galeries (EDZ) et les surpressions d’hydrogène liée à la corrosion des containers de déchets. La fracturation et/ou microfissuration diffuse induites impactent grandement les propriétés de transfert. Il existe donc un enjeu majeur à mieux comprendre l’autocolmatage des fissures dans le cadre de la prédiction du comportement à long-terme des ouvrages souterrains. L’hydratation de la zone initialement fracturée permet une refermeture des fractures et une cicatrisation hydraulique par des mécanismes de gonflement. Cependant, ce processus reste encore mal compris (origine de la cicatrisation, réouverture en fin d’essai) et mal contraint en présence de couplages multiphysiques. Une approche couplée expérimental/modélisation multi-échelles a été proposé dans le cadre du projet NEEDS MIPOR PACEM (2025 ; Prêt D. IC2MP) dans le but de mieux identifier et quantifier les phénomènes en jeu, ainsi que de tendre vers des modélisations robustes et prédictives. Il s’inscrit dans la continuité des projets structurants MECHE et ARPENTONS.
Le travail de thèse permettra de lever un verrou essentiel dans le contexte de ces trois programme NEEDS MIPOR et est soutenu par l’ensemble des laboratoires partenaires (ISM/LMV/GeoRessources/3SR/LETIS ASNR). Il se concentrera particulièrement sur des études expérimentales avancées par imagerie 4D afin de caractériser, très finement, les processus dynamiques de gonflement/retrait des matériaux argileux sur des systèmes modèles beaucoup plus homogènes et simples que les argilites du Callovo-Oxfordien (COx) prévues pour le stockage ou les sols.
Le(a) candidat(e) travaillera sur des poudres compactées d’illite et de smectite (MX80) saturées par des solutions à différentes forces ioniques permettant de dissocier l’impact des mécanismes de gonflement interfoliare (i.e., cristallin et osmotique) de ceux mis en jeu dans les pores interparticulaires (i.e., pression capillaire et osmotique). L’observation in-operando en µtomographie de rayons X 4D sera réalisée grâce à un dispositif oedométrique disponible à l’IC2MP (Thèse Mhamdi Alaoui, 2023). L’ensemble des volumes obtenus pendant les essais de gonflement/retrait seront traités par corrélation volumique DVC enrichie (GPU) développée en interne (Hedan et al. , 2018). Cette approche fournira une spatialisation 3D des déformations au cœur de et au voisinage des fissures potentiellement créées lors de la phase de retrait.

Contexte de travail

Recruté/e au CNRS, le/la doctorant/e sera intégré/e au sein de l’équipe HydrASA de l’Institut de Chimie des Milieux et Matériaux de Poitiers.
La thématique générale de l’équipe HydrASA (Hydrogéologie, Argiles, Sols, Altérations) porte sur la compréhension et la modélisation des transferts dans les géosystèmes réactifs.
Ces géosystèmes réactifs renvoient à une grande variété d’objets naturels de dimensions caractéristiques très différentes : les minéraux argileux et leurs agrégats, les profils de sols argileux et les grands systèmes géologiques.
Les principaux intérêts de recherche de l’équipe sont de relier les différentes échelles d’espace mises en jeu à travers ces objets et d’intégrer les grandes échelles de temps.
La personne recrutée sera sous la responsabilité hiérarchique du responsable scientifique de la thèse de l’équipe HydrASA de l’IC2MP.
Les candidats devront être titulaire d’un master en géosciences, ou physique des matériaux ou mécanique.

Les candidats doivent :
– maitriser la physique des matériaux argileux (hydratation, mécanique, gonflement, réseaux poreux, …)
– mettre en place et développer des essais expérimentaux
– maitriser la préparation fine de matériaux argileux ou autre en laboratoire
– maitriser les techniques d’imagerie (RX, MEB, MET, …)
– maitriser les logiciels d’images (reconstruction d’images 3D, analyses d’images, programmation, …)
– maitriser l’anglais
– être en mesure de rédiger des rapports scientifiques en français, voire en anglais
– avoir des capacités de gestion de projets
– avoir un gout prononcé pour le travail en équipe

Le candidat retenu devra avoir la motivation et l’enthousiasme nécessaires pour mener le projet de la recherche expérimentale aux petites échelles. Il/elle devra être capable de travailler de manière autonome et en tant que membre d’une équipe multidisciplinaire. Le candidat sera curieux, il appréciera la résolution de problèmes et le développement de nouvelles technologies nécessitant de la créativité, de l’innovation et des initiatives personnelles tout en respectant les contraintes imposées.

Les candidats intéressés et très motivés doivent envoyer une lettre de motivation indiquant pourquoi le candidat est intéressé par ce poste, un CV complet (avec la liste de publications le cas échéant) et 2 références académiques (avec adresse, numéro de téléphone et e-mail).