Projets financés en 2025

Adjuvants biosourcés DMSP pour la décarbonatation des matériaux de construction

DMSPdecarb

Thèse UdeS
Porteur : Jérôme Claverie (Faculté des sciences, UdeS)
Coporteur : Jean-Baptiste d'Espinose de Lacaillerie (SIMM ESPCI - UMR 7615, CNRS)
Doctorant: Pierre-Luc Vallières (Faculté des sciences, UdeS) 

Thèse CNRS
Porteur: Jean-Baptiste d'Espinose de Lacaillerie (SIMM ESPCI - UMR 7615, CNRS)  
Coporteur: Jérôme Claverie (Faculté des sciences, UdeS)
Doctorant: Robert Mathilde (Sorbonne Université et SIMM ESPCI - UMRM 7615, CNRS) 

Le projet « Adjuvants biosourcés DMSP pour la décarbonatation des matériaux de construction (DMSPdecarb) » vise à développer de nouveaux dispersants cationiques biosourcés destinés aux ciments et aux matériaux de construction en terre crue, afin de réduire significativement l’empreinte carbone des infrastructures. En s’appuyant sur le diméthylsulfopropionate (DMSP), un composé abondant et naturellement présent dans le cycle du soufre, le projet propose la synthèse innovante de tensioactifs, polymères et latex cationiques biosourcés capables d’assurer une dispersion efficace des argiles et des ajouts cimentaires tels que le métakaolin, tout en limitant la floculation et les effets négatifs sur les propriétés mécaniques. Le programme de recherche combine chimie des polymères, physico‑chimie des interfaces et science des matériaux cimentaires afin de comprendre les mécanismes d’adsorption et de dispersion à l’échelle moléculaire et d’évaluer leurs effets à l’échelle macroscopique des matériaux. En favorisant le remplacement partiel du ciment Portland et l’amélioration des performances des matériaux en terre crue, le projet ambitionne de contribuer de manière concrète à la décarbonation du secteur de la construction, tout en s’inscrivant dans une démarche de chimie verte et d’analyse de cycle de vie.

Axe thématique: Chimie durable et circularité des matières - Matériaux responsables bas-carbone pour la construction durable

Ecoconception de Liants et Matériaux Recyclés pour Batteries Li-ion

ECO-LIB

Thèse UdeS
Porteuse: Marie-Luc Arpin (École de gestion, UdeS)
Coporteur: Guillaume Junqua (IMT Mines Alès, Hydrosciences Montpelier - UMR 5151, CNRS)
Doctorant: Nauman Shafiq Qureshi (Faculté de génie, UdeS) 

Thèse CNRS
Porteuse: Laure Monconduit (Institut Charles Gerhardt Montpelier - UMR 5253, CNRS)
Coporteur: Abderraouf Boucherif (Faculté de génie, UdeS) 
Doctorant: Noé Bouilhaguet (Université de Montpelier et Institut Charles Gerhardt Montpelier - UMR 5253, CNRS) 

Le projet « Ecoconception de Liants et Matériaux Recyclés pour Batteries Li‑ion (ECO‑LIB) » vise à développer des batteries lithium‑ion plus durables, performantes et économiquement viables en intégrant des matériaux recyclés et des liants biosourcés, dans une logique d’économie circulaire et de transition énergétique. Il propose de remplacer des matériaux critiques et fortement émetteurs par du silicium issu de panneaux photovoltaïques en fin de vie, du germanium recyclé provenant de déchets de la microélectronique et des liants à base de lignine sulfonate issus de l’industrie papetière, en anticipation des futures restrictions sur les polymères fluorés. Le projet combine la conception et la caractérisation de nouvelles électrodes Li‑ion à base de matériaux recyclés avec une analyse de cycle de vie intégrant les dimensions environnementales, économiques, géopolitiques et de disponibilité de l’eau en France et au Québec. En croisant sciences des matériaux, micro‑nanotechnologies, chimie durable et sciences sociales, ECO‑LIB ambitionne de démontrer la faisabilité technologique et la pertinence socio‑environnementale de nouvelles filières de batteries écoconçues, tout en éclairant les conditions de leur appropriation par les acteurs industriels et territoriaux.

Axes thématiques: Innovation responsable, transitions et biodiversité | Micronanotechnologies | Chimie durable et circularité des matières - Matériaux responsables bas-carbone pour la construction durable

Évaluer l’Aluminium énergie: performances et circularité, des électrons à la pile Aluminium-air

EvAlNRJ

Thèse UdeS
Porteuse: Allison Wustrow (Faculté des sciences, UdeS)
Coporteur: Laurent Guillet (Laboratoire des sciences et techniques de l'information de la communication et de la connaissance - UMR 6285, CNRS)
Doctorant: Marc-Olivier Gosselin (Faculté des sciences, UdeS) 

Thèse CNRS
Porteur: Philippe Mandin (Laboratoire des systèmes mécaniques IRDL - UMR 6027, CNRS)
Coporteur: Martin Désilets (Faculté de génie, UdeS) 
Doctorante: Harouna Thiam (Université Bretagne Sud et Laboratoire des systèmes mécaniques IRDL - UMR 6027, CNRS) 

Le projet « Évaluer l’Aluminium énergie : performances et circularité, des électrons à la pile Aluminium‑air (EvAlNRJ) » vise à explorer l’aluminium comme vecteur énergétique alternatif pour le stockage et la conversion d’énergie dans une perspective de mobilité décarbonée. Il combine chimie quantique, électrochimie, prototypage de piles aluminium‑air et analyses technico‑économiques et sociétales afin d’identifier les meilleurs alliages d’aluminium, d’optimiser les performances des anodes et de concevoir des prototypes de piles de l’échelle analytique à des dispositifs représentatifs. Le projet s’intéresse également à la circularité complète de l’aluminium, depuis sa production électrolytique jusqu’à la récupération et la revalorisation de l’hydroxyde d’aluminium généré lors du fonctionnement des piles, en intégrant des considérations de recyclabilité, d’acceptabilité sociétale et de durabilité. En s’appuyant sur l’abondance de l’aluminium, la maturité industrielle de sa filière et l’absence de métaux critiques, EvAlNRJ ambitionne d’évaluer de manière rigoureuse le potentiel des piles aluminium‑air face aux batteries lithium‑ion et à l’hydrogène comme solutions énergétiques pour la transition énergétique.

Axes thématiques: Chimie durable et circularité des matières - Matériaux responsables bas-carbone pour la construction durable | Sciences et technologies quantiques

Capteurs Automatisés pour le Monitoring Environnemental des Régions Arctiques

CAMERA

Thèse UdeS
Porteur: Paul Charette (Faculté de génie, UdeS) 
Coporteur: Joël Charrier (Institut Foton-Systèmes photoniques - UMR 6082, CNRS)

Thèse CNRS
Porteuse: Alexandra Langlais (IODE | Institut de l'Ouest : Droit et Europe - UMR 6262, CNRS) 
Coporteur: Céline Verchère (Faculté de génie, UdeS) 

Le projet « Capteurs Automatisés pour le Monitoring Environnemental des Régions Arctiques (CAMERA) » vise à développer et déployer des capteurs optiques miniaturisés fonctionnant dans le moyen infrarouge (MIR) afin de détecter et quantifier in situ des gaz climatiquement actifs (notamment CO₂, CH₄, N₂O, DMS) et d’autres molécules associées aux perturbations environnementales en Arctique. Le projet combine, d’une part, le développement de technologies avancées d’optique intégrée et de spectroscopie infrarouge sur puce (axe micro‑nanotechnologies, CNRS, LN2/3iT) et, d’autre part, leur validation sur le terrain dans des environnements nordiques soumis au dégel du pergélisol, en collaboration étroite avec la communauté inuit de Cambridge Bay (Nunavut). En associant innovation technologique, sciences de l’environnement et innovation responsable, CAMERA ambitionne de fournir des outils robustes, compacts et à haute résolution spatio‑temporelle pour mieux comprendre, surveiller et anticiper les transformations rapides des écosystèmes arctiques dans un contexte de changements climatiques accélérés.

Axes thématiques: Innovation responsable, transitions et biodiversité | Micronanotechnologies

Vers une adoption accélérée des bétons bas carbone à base d’argiles locales activées

Thèse UdeS
Porteur: William Wilson (Faculté de génie, UdeS) 
Coporteur: Dimitri Deneele (Institut des matériaux Jean Rouxel de Nantes- UMR 6502, CNRS) 

Le projet « Vers une adoption accélérée des bétons bas carbone à base d’argiles locales activées » vise à lever des verrous scientifiques et technologiques majeurs à la décarbonation du secteur du ciment et du béton, responsable d’une part significative des émissions mondiales de CO₂. La thèse se concentre sur le développement de voies alternatives d’activation d’argiles locales (smectites et illites) afin de maximiser leur réactivité et d’améliorer les propriétés à l’état frais des bétons bas carbone. En combinant des approches d’activation thermique, mécano‑chimique et par micro‑ondes, cette thèse ambitionne de réduire la dépendance à la kaolinite, de limiter l’usage de combustibles fossiles et de surmonter les problèmes de fluidité associés aux argiles activées. En s’appuyant sur une méthodologie intégrant caractérisation fondamentale, essais en systèmes cimentaires et mise en œuvre à l’échelle du béton, les travaux visent à accélérer l’intégration industrielle de ces matériaux et à contribuer concrètement à l’adoption de solutions bas carbone dans la construction durable.

Axes thématiques: Innovation responsable, transitions et biodiversité | Chimie durable et circularité des matières - Matériaux responsables bas-carbone pour la construction durable