Nos recherches
Formuler de nouveaux bétons, notamment en y intégrant des fibres végétales ou des déchets valorisés, concevoir des matériaux dits intelligents, dotés de capteurs leur permettant de s’adapter au climat et à des contraintes diverses, procéder à l’analyse de leurs propriétés et évaluer la façon dont ces nouveaux produits s’insèrent dans une économie circulaire : voilà quelques-uns des projets stimulants menés par notre Chaire, qui souhaite répondre aux défis imposés par la transition écologique.
Nos projets et réalisations se regroupent sous trois catégories :
Formulation et caractérisation
Projets en cours
Objectifs :
- Développer une méthode pour la synthèse d’absorbants de géopolymères avec les résidus de bauxite (granulaires et coulés);
- Tester la captation de polluants avec ces géopolymères;
- Procéder aux analyses de développement durable et économique des produits formulés.
Partenaires :
Rio Tinto
Financement :
Mitacs Accélération
Équipe :
Michael DiMare, Rhea Guha, Pierre Bambier
Objectifs :
- Optimiser l’utilisation des brasques traitées (BT) dans les pâtes et différents déchets miniers;
- Caractériser la physico-mécanique et l’effet des BT sur les propriétés clés de la microstructure des remblais en pâte cimentés (RPC) par une approche multiéchelle;
- Caractériser les teneurs en sulfate et la lixiviation de ces matériaux;
- Réaliser l’analyse de cycle de vie de la production de RPC afin de comparer les impacts générés par l’utilisation de deux types de résidus en ce qui concerne les impacts environnementaux.
Partenaires :
Université Laval (demandeur), Rio Tinto, Ciment Québec
Financement :
FRQNT
Équipe :
- Victor Brial, chercheur postdoctoral
Objectif :
- Évaluation de nouveaux matériaux et processus de fabrication pour les grands emballages.
Partenaire :
Siemens Energy
Équipe :
- Lucas Hof (ÉTS)
- Silvia Castillo, Claudia Rega Sarasola
Objectif :
- Accélérer l’innovation dans le domaine de l’impression 3D et de l’automatisation pour le génie civil et le génie de la construction.
Financement :
Fondation canadienne pour l’innovation
Équipe :
Vasilis Sergis, François Duhaime
Réalisations
Objectifs :
- Formuler un mélange d’argile avec des fibres végétales pour la construction afin de mesurer les propriétés hygrométriques;
- Mesurer la migration vers l’argile des produits utilisés dans le traitement du bois contre le feu et les insectes;
- Tester la résistance au feu des matériaux bois-argile, sur une poutre et sur un prototype de petit mur;
- Effectuer la modélisation hygrothermique sur l’enveloppe en bois-argile;
- Effectuer des analyses de cycle de vie pour mettre en évidence les conditions qui démontrent que les maisons en bois-argile sont bénéfiques dans un contexte durable;
- Diffuser les résultats aux partenaires et en Afrique.
Partenaires :
QWEB, American Structures, Technologies Boralife, ENERGIES 2050
Financement :
CRSNG Alliance, PRIMA Québec
Équipe :
Auguerata Kaboré, Meriam Aouinti, Mathieu Bendouma
Objectifs :
- Optimiser l’utilisation de brasques traitées (BT) dans les trois systèmes (pâtes de ciment, mortiers et bétons) en améliorant leurs propriétés;
- Caractériser la physico-mécanique des nouvelles phases hydratées (p. ex. C-A-S-H, calcium-aluminate-silicate-hydrate) qui ont un impact majeur sur la microstructure de la pâte de ciment;
- Caractériser la durabilité des nouveaux bétons avec les BT;
- Réaliser une analyse de cycle de vie des sous-produits de BT pour mettre en avant les avantages environnementaux de nouveaux bétons avec BT.
Partenaires :
Rio Tinto, Ciment Québec, Université Laval
Financement :
CRSNG, CRITM
Équipe :
Victor Brial, Thomas Duplessis, Niakalé Camara
Objectifs :
- Formuler le béton pour l’impression 3D par la mesure des paramètres rhéologiques des pâtes cimentaires avec adjuvants et ajouts cimentaires, de l’hydratation par calorimétrie, de l’adsorption des polymères au ciment, de la résistance à la compression à l’état durci et de microstructure.
- Modéliser la rhéologie, les mécanismes de floculation et d’hydratation et les procédés de construction en vue de la programmation de l’impression 3D.
- Construire des éléments de construction en béton avec un procédé d’impression 3D.
Financement :
Fonds de recherche du Québec - Nature et Technologie
Équipe :
Malo Charrier, Vasilis Sergis
Publications :
- D-optimal design of experiments applied to 3D high-performance concrete printing mix design
- Artificial neural network for the prediction of the fresh properties of cementitious materials
- How Admixtures Affect Yield Stresses of Cement
- Testing procedures on materials to formulate the ink for 3D printing
Modélisation
Réalisations
Objectif :
- Élaborer la modélisation atomique et à gros grains de la bentonite et ses interactions avec les revêtements de cuivre.
Collaborateur :
Université Queen’s (demandeur)
Financement :
CRSNG, Société de gestion des déchets nucléaires (SGDN)
Équipe :
- Laurent Karim Béland, Université Queen's
- Karim Zongo
Objectif :
- Élaborer la modélisation à l'échelle de la nanosphère.
Partenaire :
Université Queen’s (demandeur)
Financement :
Calcul Canada
Équipe :
- Laurent Karim Béland, Université Queen's
- Karim Zongo
Objectif :
- Élaborer un outil pour évaluer les avantages énergétiques de l’utilisation des résidus de bauxite (RB) dans l’industrie du ciment et du béton, afin de montrer les avantages environnementaux associés à l’utilisation des RB.
Partenaire :
International Aluminium Institute
Équipe :
Valérie Nattrodt Monteiro, Victor Brial, Michael DiMare
Reddition de comptes :
Évaluation environnementale
Réalisations
Objectif :
- Amélioration des mélanges en béton de fibres végétales de manière à accélérer le temps de séchage et les propriétés hygrothermiques.
Partenaire :
Isofib Éco Construction Inc.
Financement :
Mitacs Accélération, Isofib
Équipe :
Philippe Fortin, Daniel Perraton
Objectif :
- Développer et valider un protocole technique de test de contamination de l’air par ATPmétrie et de désinfection des systèmes de traitement de l’air dans les espaces confinés permettant de réduire les risques de contamination et de transmission du virus causant la COVID-19.
Partenaire :
Tecnea Canada
Financement :
Mitacs
Équipe :
Mathieu Bendouma
Objectifs :
- Proposer les spécifications techniques concernant ce matériau;
- Améliorer les spécifications techniques concernant ce matériau;
- Définir les critères d’utilisation et les contrôles en chantier;
- Comparer la gélivité du RSR avec celle du granulat conventionnel.
Partenaire :
CERIU
Financement :
CERIU, Mitacs
Équipe :
Michel Vaillancourt, Samuel Pothier
Reddition de comptes :
Objectif :
- Étudier les différences entre les résultats obtenus à l’aide de différents logiciels d’ACV et formuler des recommandations quant à leur utilisation.
Partenaire :
Groupe Ageco
Financement :
Mitacs Accélération
Équipe :
Vincent Roy
Reddition de comptes :
Multidisciplinaires
Projets en cours
Objectifs :
- Cocréer un espace collectif pour explorer de nouvelles idées de rupture par le maillage entre les arts médiatiques et spécialités de l’ingénierie;
- Développer des procédés artistiques et des œuvres qui intègrent des fonctionnalités avancées;
- Diffuser au grand public les séances du processus de création de la nouvelle installation artistique en béton augmenté & quantique et de l’œuvre NFT (Non-Fungible Token, ou jeton non fongible) correspondante afin de lancer un dialogue sur la place que prennent ces technologies.
Partenaires :
Jean-Ambroise Vesac (UQAT), Bora Ung et Kaiwen Zhang (ÉTS)
Financement :
FRQNT
Réalisations
Objectif :
- Mesurer et gérer la vie en fonction de la capacité limite de la Terre à l’échelle urbaine.
Partenaire :
British Columbia Institute of Technology (BCIT)
Financement :
CRSH
Équipe :
Marie Vigier
Reddition de comptes :
Rapport à venir