Modélisation multi-échelle de matériaux géopolymère/CNT avancés et nano-renforcés. – NanoGP

De nos jours, les géopolymères sont des alternatives avancées aux matériaux cimentaires, où la résistance aux produits chimiques et au feu sont parmi les propriétés les plus attrayantes. Les géopolymères permettent d'utiliser des déchets industriels tout en les transformant en un nouveau matériau liant. Leur production s'accompagne d'une émission de CO2 beaucoup plus faible par rapport au ciment Portland. Le renforcement des géopolymères avec des nanomatériaux à base carbone améliorerait considérablement sa microstructure ainsi que ses performances mécaniques et sa durabilité à long terme.
L'objectif de ce projet est d'utiliser une approche de modélisation numérique multi-échelles pour optimiser les propriétés mécaniques des géopolymères renforcés par des nanotubes de carbone (NTC). Pour cela, une modélisation atomistique sera réalisée par le groupe français en utilisant des méthodes de dynamique moléculaire, tout en considérant les effets d'humidité, d'échauffement et de contraintes extérieures. Un modèle de particules à micro-échelle sera développé par le groupe allemand, qui sera basé sur des modèles de particules (Monte Carlo), des algorithmes basés sur des images 3D, des schémas d'homogénéisation et une méthode par éléments finis, pour permettre la mise à l'échelle.