Soutenance de thèse - Mamadou Younoussa BARRY

Soutenance de thèse - Mamadou Younoussa BARRYMamadou Younoussa BARRY, en vue de l’obtention du grade de Docteur en Sciences pour l’Ingénieur, spécialité « Génie Civil », présentera ses travaux intitulés : « Contrôle en ligne et hors ligne des paramètres d’impression 3D du béton pour la prédiction des propriétés en service », le 9 décembre à Lorient.

Date 09/12

Résumé

Contrôle en ligne et hors ligne des paramètres d’impression 3D du béton pour la prédiction des propriétés en service. 

L’impression 3D du béton se développe comme une technologie innovante en construction grâce à ses avantages en numérisation et automatisation. Cette recherche vise à fiabiliser et optimiser le procédé en établissant un modèle prédictif reliant les paramètres d’impression, les propriétés du matériau en conditions réelles et les performances mécaniques des structures. Pour cela, une approche expérimentale double est mise en place : en ligne, à travers l’instrumentation du procédé (cellules de charge, capteurs de température et d’humidité) pour suivre les interactions et instabilités lors du dépôt, et hors ligne, via des essais en laboratoire (pénétromètre, scissomètre, rhéomètre, extrudeuse à piston) afin de caractériser et valider les observations. La modélisation prédictive constitue le cœur du projet, établissant des corrélations entre les paramètres du procédé (rapport eau/ciment, dosage en HPMC, vitesse d’extrusion et de déplacement, temps entre couches) et les performances finales. L’intégration de ces données dans une base numérique permet de simuler et prédire le comportement du matériau. Ce travail pose ainsi les bases scientifiques pour l’industrialisation et la démocratisation de l’impression 3D béton, en intégrant la logique de l’intelligence artificielle, des modèles de prédiction et de l’industrie 4.0, où innovation technologique et durabilité environnementale se rejoignent.

Mots clefs : impression 3D béton, matériaux cimentaires, rhéologie, extrusion, instrumentation, suivi en ligne et hors ligne.

Abstract

Online and offline control of concrete 3D printing parameters for predicting in-service properties.

3D printing of concrete is emerging as an innovative technology in construction thanks to its advantages in digitization and automation. This research aims to enhance the reliability and optimization of the process by developing a predictive model linking printing parameters, material properties under real conditions, and the mechanical performance of printed structures. A dual experimental approach is implemented: inline, through process instrumentation (load cells, temperature and humidity sensors) to monitor interactions and instabilities during deposition; and off-line, through laboratory tests (penetrometer, shear vane, rheometer, piston extruder) to characterize and validate the observations. Predictive modeling constitutes the core of the project, establishing correlations between process parameters (water to cement ratio, HPMC dosage, extrusion and travel speed, interlayer time) and the final performances. The integration of these datasets into a digital database enables the simulation and prediction of material behavior. This work thus lays the scientific foundations for the industrialization and democratization of 3D printed concrete, integrating artificial intelligence, predictive models, and Industry 4.0, where technological innovation and environmental sustainability converge.

Key words: 3D concrete printing, cementitious materials, rheology, extrusion, instrumentation, in-line and off-line monitoring

Membres du jury

• Pr Nordine LEKLOU, rapporteur, Professeur des Univesités, Nantes Université, IUT de Saint-Nazaire, GeM CNRS UMR 6113
• Pr Abdelhak KACI, rapporteur, Professeur des Universités, CY Cergy Paris Université, L2MGC UR 4114
• Pr Arnaud PERROT, directeur de thèse, Professeur des Universités, Université Bretagne Sud, IRDL CNRS UMR 6027
• Dr Yohan JACQUET, encadrant de thèse, Université Technique du Danemark
• Dr Fatima Zahraa KACHKOUCH, encadrante de thèse, Maître de Conférences, CY Cergy Paris Université, L2MGC UR 4114
• Dr Élodie PAQUET, examinatrice, Maître de Conférences, Nantes Université, LS2N CNRS UMR 6004
• Pr Jean-François CARON, examinateur, Directeur de Recherche, École Nationale des Pont-et-Chaussées ParisTech, NAVIER CNRS UMR 8205

Les travaux sont dirigés par Arnaud Perrot, Yohan Jacquet et Fatima Zahraa Kachkouch

École doctorale SPI.bzh N°647

Informations pratiques

Mardi 9 décembre à 10h

Amphithéâtre 

ENSIBS

Lorient

Crédit photographique : ©Université Bretagne Sud. Service Communication