Formulation and Characterization of Low-Carbon Magnesian Binders Intern

Rejoindre Mines Saint-Étienne, c’est s’engager dans une institution où la science et l’innovation bâtissent un avenir plus durable. Une école d’excellence où chacuna l’opportunité de révéler son plein potentiel et de contribuer à relever les défis de demain.

Classée parmi les meilleures écoles d’ingénieurs en France et reconnue mondialement, notre école, membre de l’Institut Mines-Télécom, forme les talents de demain tout en contribuant activement à relever les grands défis industriels, numériques et environnementaux. Avec nous, vous intégrez une communauté de 500 collaborateurs, 2500 étudiants, et participez à un projet ambitieux : conjuguer excellence académique, recherche d’avant-garde et impact sociétal positif.

 L’Institut Mines-Télécom fédère les grandes écoles françaises autour des défis industriels majeurs, numériques, énergétiques et écologiques. Avec ses 8 Grandes Écoles publiques et 2 écoles filiales, il est le premier institut public dédié aux ingénieurs et managers. Ensemble, nous imaginons et construisons un avenir durable, en formant les acteurs qui façonneront les transitions de demain.

À Mines Saint-Étienne, nos centres de recherche sont le cœur battant de notre École.

Pensés comme de véritables hubs d’innovation, nos cinq Centres de Formation et de Recherche  articulent leurs expertises autour de grands enjeux industriels, environnementaux, sociétaux et technologiques.

Leur mission ? Imaginer le monde de demain en alliant excellence académique et impact concret.

Vous rêvez d’une industrie propre, efficace et durable ? Le centre SPIN en fait sa priorité.

Énergie, environnement, procédés industriels… on y conçoit des systèmes pour produire mieux, avec moins.

L’objectif ? Limiter l’impact environnemental, réduire la consommation énergétique et booster l’efficacité.

🔧 Dans un monde en pleine mutation, nos équipes déploient leur créativité scientifique pour accompagner l’industrie du futur. 

Et vous, prêt·e à innover à nos côtés ?

🎯 Ce que nous attendons de vous

La production de béton est responsable d'environ 8 % des émissions mondiales de CO2. Ces émissions sont principalement liées à la combustion et à la décarbonatation du calcaire nécessaire à la production du ciment Portland conventionnel.

Les liants à base de magnésie (MgO) sont étudiés comme alternatives potentielles aux ciments conventionnels, avec une empreinte carbone réduite. Le magnésium nécessaire à leur production pourrait être extrait de roches non carbonatées ou de saumures riches en magnésium. Ces ressources constituent des sources alternatives de matières premières et pourraient permettre d'éviter les émissions de CO2 liées à la décarbonatation du calcaire.

Cependant, ces liants alternatifs sont encore en cours de développement et leurs mécanismes d'hydratation, leur composition et leurs propriétés mécaniques doivent être mieux compris. En particulier, la nature et la réactivité de la source de magnésium, ainsi que les conditions de formulation et de préparation, peuvent influencer la microstructure et les performances mécaniques du matériau obtenu.

L'objectif de ce stage est d'étudier différentes sources de magnésium et d'évaluer leur potentiel pour le développement de liants de type MgO-SiO2 présentant de bonnes propriétés mécaniques et un impact environnemental réduit.

Plusieurs formulations de liants seront préparées et étudiées en faisant varier la source de magnésium et différents paramètres de formulation. Les matériaux obtenus seront caractérisés à l'aide de techniques complémentaires afin d'évaluer leur composition chimique, les phases formées lors de l'hydratation, leur microstructure, leur porosité et leurs propriétés mécaniques. Les principales étapes du stage seront les suivantes :

·        Étude bibliographique : synthèse des connaissances sur les liants magnésiens, leurs mécanismes d'hydratation et leurs applications potentielles.

·        Caractérisation des matières premières : étude de la composition chimique et minéralogique, de la distribution granulométrique (PSD) et de la réactivité des matières premières sélectionnées.

·        Formulation et préparation des liants : élaboration de pâtes de ciment de type MgO-SiO2 en utilisant différentes sources de magnésium et différents paramètres de préparation.

·        Caractérisation des matériaux : analyse des pâtes hydratées par diffraction des rayons X (DRX), analyse thermogravimétrique (ATG), microscopie électronique à balayage couplée à la spectroscopie à dispersion d'énergie (MEB/EDS), mesure de la porosité accessible à l'eau et essais mécaniques.

Analyse des résultats : comparaison des différentes formulations afin d'identifier les principaux paramètres influençant leur microstructure et leurs propriétés mécaniques.