Excavated Materials Characterization for Low-Carbon Reuse with Tunnel Boring Machine Intern

Description du poste

Les projets d’infrastructures produisent des volumes importants de déblais dont le réemploi en terrassement reste parfois limité par leur teneur en eau, leur plasticité, leur hétérogénéité ou leur comportement mécanique. 
Les matériaux issus du creusement mécanisé des tunnels, couramment appelés marins ou verses de tunnelier, constituent un exemple emblématique : ils sont remaniés, souvent très humides et peuvent contenir des résidus de conditionnement tels que mousses, polymères ou bentonite. L’étude portera notamment sur 
les marins de tunnelier, car ces matériaux sont produits en grandes quantités lors des grands projets souterrains (Metro de Grand Paris Express, CIGEO, etc.), alors qu’ils sont encore fréquemment considérés comme des déblais à évacuer. Leur valorisation en terrassement permettrait de réduire les mises en dépôt, 
les transports, le recours aux matériaux de carrière et, par conséquent, l’empreinte environnementale des projets. 

Traditionnellement, le remploi des sols fins en ouvrage de terrassement repose principalement sur l’usage de la chaux et/ou de liants hydrauliques pour corriger leur teneur en eau en vue de les compacter ou pour modifier leurs caractéristiques (sensibilité à l’eau, résistance mécanique, …). Ces solutions sont performantes, mais leur impact carbone et la nécessité de préserver les ressources conduisent aujourd’hui les acteurs du terrassement à rechercher des solutions complémentaires, plus sobres et adaptées aux matériaux disponibles 
localement. 

Dans ce contexte, GEOS souhaite approfondir les connaissances sur des matériaux et procédés alternatifs de traitement, susceptibles de favoriser le réemploi de déblais en ouvrage de terrassement (remblais méthodiquement compacté, remblais techniques, couches de forme …). L’enjeu est donc de développer des protocoles fiables de caractérisation, de traitement et de contrôle permettant de démontrer leur aptitude au réemploi. Cela contribuerait à une économie circulaire des terrassements, tout en garantissant la performance et la durabilité des ouvrages. 
Les pistes étudiées pourront inclure, selon la disponibilité des données et des matériaux : 

• les adaptations physiques (séparation des fractions, corrections granulométriques par incorporation de matériaux recyclés, ..) ; 
•  les liants hydrauliques à teneur réduite en clinker ; 
• les liants ternaires à base de laitier, métakaolin ou filler calcaire ; 
• les argiles activées et liants bas carbone ; 
• les géopolymères et matériaux aluminosilicatés activés ; 
• les sous-produits industriels valorisables ; 
• les procédés de bio-cimentation ou de stabilisation enzymatique ; 
• les traitements ou procédés permettant de maîtriser la teneur en eau et d’améliorer l’aptitude au compactage. 

L’objectif est de construire une approche d’ingénierie permettant de comparer ces solutions sur les plans 

géotechnique, environnemental, opérationnel et économique, afin d’identifier des voies de valorisation 

réalistes pour les projets de terrassement.

Dans ce cadre, Le stage s’articulera autour des phases suivantes. 

Phase 1 : Contexte, enjeux et cadrage 

• Contexte réglementaire et économie circulaire des terrassements (GPE, CIGEO) - interface avec ACTIERRA (filiale Ingérop - Environnement règlementaire)
• Problématiques : hétérogénéité, teneurs en eau, résidus de conditionnement (mousses, polymères, bentonite, ..). 
• Objectifs : périmètre, livrables 

Phase 2 — État de l’art et cadrage

• Bibliographie : guides, recommandations applicables et documents de recherche sur le sujet ; 
• Méthodes d’extraction au tunnelier et leurs influences sur la nature des marins ; 
• Caractérisation géotechnique des matériaux excavés (identification, classification), variabilité et sensibilité aux méthodes d’extraction ; 
• Solutions de traitement conventionnelles via alternatives bas carbone en fonction des critères de valorisation / usages recherchés (dépôt/modelé, remblais méthodiquement compactés, couches de formes, …) ; 

Phase 3 — Évaluation des solutions de traitement 
Analyser, sur la base de données disponibles et éventuellement d’essais, l’effet de solutions alternatives sur les propriétés des marins : aptitude au compactage, portance, résistance mécanique, comportement hydrique, durabilité et compatibilité environnementale. Comparer les solutions à des traitements 
conventionnels lorsque cela est pertinent. 

Phase 4 — Analyse multicritère et recommandations 
Élaborer une comparaison technico-environnementale des solutions étudiées selon leur performance, leur faisabilité chantier, leur impact carbone, leur coût et leur maturité. Proposer des recommandations pour orienter les études, les programmes d’essais et les possibilités de réemploi des marins en terrassement. 
Cette analyse conduira à des recommandations sur les domaines d’emploi potentiels, les essais à prévoir en amont des projets et les sujets de recherche à approfondir. Ce stage offre l’opportunité de travailler sur une problématique actuelle, à l’interface entre la géotechnique, l’économie circulaire, la décarbonation des infrastructures et l’innovation matériaux. 
Le ou la stagiaire développera des compétences en caractérisation géotechnique, traitement des sols, analyse bibliographique, évaluation environnementale, exploitation de résultats d’essais et formulation de recommandations techniques. Il ou elle sera accompagnée(e) par des ingénieurs géotechniciens de GEOS et 
pourra être amené(e) à échanger avec les partenaires, laboratoires ou fournisseurs associés aux solutions 
étudiées. 
Le stagiaire sera formé aux outils et aux connaissances nécessaires pour son stage, et notamment à la 
modélisation en lois de comportement avancées des sols/ roches. Il sera placé sous la responsabilité d’un 
géotechnicien expérimenté et d’un ingénieur spécialisé en simulation numérique. 

Qualifications

Etudiant de dernière année en école d’ingénieur généraliste ou spécialisée en géologie / géotechnique, 
autonome et enthousiaste, très motivé. 
Des connaissances abouties en mécanique des sols et roches sont valorisées dans l’appréciation de la 
candidature

Informations supplémentaires

Site web : www.geos.fr
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