Optimisation de mortiers d’impression 3D à faible impact environnemental

Résumé

La crise climatique impose à toute la chaîne de valeur du secteur de la construction d’entamer une transition vers des pratiques plus vertueuses. Ce projet de recherche doctoral s’inscrit dans un mouvement nécessaire d’industrialisation du domaine de la construction, qui doit s’accompagner d’une baisse de son impact environnemental. L’impression 3D de mortier par extrusion se développe de manière spectaculaire dans les milieux académiques et industriels, dévoilant des avancées remarquables au niveau du procédé. En parallèle, peu de stratégies existent pour la formulation de matériaux adaptés à ces systèmes exigeants du point de vue rhéologique, notamment concernant des liants alternatifs. Pourtant, une des pistes les plus accessibles pour une décarbonation significative (> 30%) de l’impression 3D est l’optimisation des constituants et dosages de mortiers, maximisant ainsi la résistance par unité de volume de ciment, principale contributeur des émissions de gaz à effet de serre dans les mortiers. Dans ce contexte, des méthodologies de formulation spécifiques à l’impression 3D doivent être explorées sous le prisme de la performance environnementale. Ainsi, cette thèse propose deux solutions d’optimisation de mortiers à très faible teneur en ciment, pour la réduction des impacts environnementaux. La première approche permet d’associer un calcul d’analyse de cycle de vie contextualisé et la capacité de prédiction des réseaux de neurones artificiels pour l’optimisation multi‑objectifs d’un mortier contenant trois types d’ajouts cimentaires. La deuxième approche exploite un modèle physique d’empilement granulaire pour faciliter la formulation de mortiers de type LC3 destinés à être accélérés. Une analyse critique sur la contribution pouzzolanique de l’argile calcinée à la microstructure, par rapport à son effet délétère sur la compacité globale est émise pour plusieurs gammes d’application. Finalement, ce travail contribue à confirmer le potentiel encore peu exploré des liants ternaires et quaternaires pour l’impression 3D bas‑carbone.

Date	5 août 2025
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Claudiane Ouellet-Plamondon (Directeur(-trice)) & Jean François Caron (Codirecteur(-trice))