Croissance durable : les bénéfices de l’économie circulaire

Dans le cadre du Cursus Master en Ingénierie on est emmené à réaliser différents stages pendant le cursus, dont le premier se déroule en première année. Ce stage se doit se faire au sein d’une entreprise de notre choix. Le stage nous permet dès la première année de nous faire connaître le fonctionnement d’une entreprise afin de nous renseigner sur le « monde » de l’entreprise, acquérir de nouvelles connaissances sur de techniques de travail utilisées dans une entreprise et le métier d’ingénieur.

Ce stage est aussi une opportunité de peut-être, approfondir sur toutes les connaissances acquises pendant la première année de licence et d’acquérir des nouvelles compétences qui sont ne rapport avec la ligne d’études qu’on veut poursuivre, comme par exemple de techniques en laboratoire, et d’apprendre des nouvelles choses qui sont en accord avec nos études.

Même s’il est difficile de trouver un stage la première année d’études, je suis arrivé à trouver un stage en relation avec la spécialité de mon CMI, Sciences et Génie des Matériaux, ce qui m’a permis d’apprendre beaucoup des choses en relation avec les matériaux comme les différentes possibilités de caractériser un matériau et aussi Je effectué le stage au sein d’une entreprise espagnole : TECNALIA. Une entreprise espagnole qui est une des entreprises de référence dans le monde scientifique en Espagne.

Qui m’ont proposé de faire le stage dans la division Building Technologies, dans le domaine des matériaux, et plus particulièrement dans la recherche des éco-ciments et matériaux basés sur le ciment.

L’ENTREPRISE : TECNALIA TECNALIA TECNALIA est une entreprise espagnole privée dédiée à la recherche et elle est une référence européenne en ce domaine.

Elle compte avec 6 différentes divisions qui travaillent dans plusieurs domaines : Building Technologies, Energie et environnement, ICT, Industrie et transport, Santé et Lab_Services.

TECNALIA présenté en 2018, 1.407 personnes de 30 différentes nationalités et dont 248 étaient des chercheurs. Le financement de TECNALIA est à la fois privé est public. C’est-à-dire, ils sont à la fois embauchés par des entreprises privés et le gouvernement basque et espagnol dans des projets de Recherche et Développement qui font de TECNALIA une référence européenne. Grâce à ces financements son revenu était de 110 millions d’euros en 2018.

Cela fait de TECNALIA la première société privée d’État à contracter et participer dans de projets dans le Programme Horizon 2020. L’activité de l’entreprise est de « transformer la recherche et technologie en PIB », c’est-à-dire, ils préviennent les besoins des personnes et essayent de convertir les technologies et la recherche faite en PIB pour aider à développer ces besoins.

Pour cela, ils ont un réseau des différentes entités, comme d’universités et entreprises au niveau espagnol, européen et international. La division où j’ai fait mon stage est la division Building Technologies, qui compte avec différentes lignes d’investigation. Ces lignes abordent plusieurs domaines, comme les matériaux ou la construction.

Par exemple, une ligne de travail dans le domaine de la construction est la construction digitale, dans laquelle ils essayent de faire plusieurs choses, comme la création d’un software qui permet de faire la gestion d’une ville et d’un territoire mais aussi ils créent des systèmes autonomes qui permettent la gestion de bâtiments ou des infrastructures.

Cela se fait grâce à l’intégration d’intelligence artificielle et d’algorithmes d’analyse des données qui permettent que le système soit autosuffisant pour la gestion de ces infrastructures. Il y a aussi l’édification intelligente, qui permet à la fois d’obtenir des bâtiments qui sont à énergie positive ou la digitalisation et automatisation des travails de construction.

De l’autre côté, dans le domaine des matériaux, on a par exemple les matériaux bio-basés où ils améliorent la résistance des matériaux en ajoutant de solutions naturelles qui permettent de perfectionner la résistance et la durabilité face à la dégradation biologique.

En plus, dans le domaine des matériaux, ils travaillent aussi avec les polymères plastiques à partir des matériaux recyclés qui améliorent les fonctionnalités comme la résistance et la durabilité des matériaux. Cela constitue la grande partie des recherches faites dans la division de Building Technologies, qui est surtout dirigé vers la Recherche et le Développement. Mon stage a été effectué, comme je l’ai déjà dit, dans cette division, et dans la ligne d’investigation des matériaux, plus concrètement dans la ligne de travail des éco-ciments et matériaux de construction multifonctionnels. Dans cette ligne d’investigation l’économie circulaire est très importante.

Le concept d’énergie circulaire reflète que les systèmes européens de production et de consommation doivent être transformés pour atteindre la vision de l’Union Européenne en 2050. L’augmentation rapide de l’extraction et exploitation des ressources naturelles a des nombreux impacts négatifs sur l’environnement en Europe.

Même si l’utilisation des ressources en Europe a été efficace ces dernières années, la charge environnementale reste considérable, surtout si les pressions dans les pays d’origine des produits importés sont prises en compte. L’économie circulaire représente une alternative au modèle économique prédominant qui consiste en consommer et disposer.

La Fondation Ellen MacArthur définit une économie circulaire comme une économie qui cherche à maintenir l’utilité des produits en conservant leur valeur. Même s’il y en existe plusieurs visualisations de l’économie circulaire, la Figure 1 montre un modèle très simplifié.

L’idée est que la production de déchets sont minimisés grâce à l’éco-conception, au recyclage ou la réutilisation des produits. Figure 1: Source : EEA based on Eurostat, 2015b Un exemple de cette économie circulaire est l’utilisation des arides recyclés dans la création des mortiers de ciment. Ces arides ont été utilisées après une investigation très exhaustive pour comprendre non seulement le fonctionnement de ces arides lors de la création des mortiers mais aussi les différences des propriétés entre les arides de carrière et les arides recyclés.

COMPÉTENCES ACQUISES

Activités faites Dans la société consommatrice dans laquelle on habite, il nous faut des mesures pour pouvoir recycler et comme cela produire moins en moins de choses. Cela se fait dans plusieurs domaines y compris le domaine de la construction.

TECNALIA le sait et ce pour cela qu’ils sont dans la recherche pour répondre cette question qui est surtout une demande sociale partout dans le monde. Pour cela, ils sont cette partie qui est dédiée aux éco-ciments et matériaux de construction multifonctionnels dans la division des matériaux, plus précisément ils produisent de nouvelles technologies des ciments pour une réduction dans l’émission de CO2 grâce à la baisse de consommation de ressources naturelles et d’énergie et qui améliorent les propriétés des ciments et des bétons.

Dans cette partie ils y en ont plusieurs choses qui sont faites. Tout d’abord, les éco-ciments et les éco-bétons. Ce sont des synthèses de nouveaux ciments avec une baisse dans la consommation de carbone, mais aussi la création des ciments et bétons avec des matériaux recyclés ou des sous-produits industriels.

Сomme par exemple, des débris comme les arides recyclés dont on a déjà parlé. Comme il a été prouvé plusieurs fois, les arides recyclés peuvent être une alternative aux arides de carrière.

TECNALIA est une des entreprises espagnoles qui mettent en œuvre cette possibilité. Pour cela, ils rassemblent des arides recyclés, comme par exemple des débris de bâtiments, qui contiennent normalement du béton, des argiles, des cristaux ou du bois. Qui sont ajoutés pour la création de ces éco-ciments. Dans cette investigation il y a aussi l’ajout de nanomatériaux qui améliorent les propriétés.

Cela se fait par le développement des nouveaux nano aditifs comme des nanomatériaux ou des aérogels. Ces aditifs optimisent les fonctionnalités et créent des nouvelles fonctionnalités comme : l’auto-réparation, la conductivité électrique, la super isolation ou le stockage énergétique.

Finalement, une autre chose qui est faite ici c’est l’impression 3D avec des ciments comme on l’observe sur la Figure 2 et la Figure 3. Figure 2 et 3 : Source : Amaia del Rio Ce sont des choses que l’équipe de éco-ciments et matériaux multifonctionnels recherchent. Ce sont donc des choses que j’ai dû faire pendant le stage. Le premier jour de mon stage j’ai surtout observé les personnes travailler mais plus les jours passent, plus des choses j’ai dû faire.

Le travail est simple, il s’agit d’une chaîne : tout d’abord, soit une personne doit aller chercher des échantillons, soit une entreprise leur donne, cela peut être des arides recyclés ou des nanomatériaux. Les arides recyclés sont donc séchés car ils vont être utilisés comme ciment.

Une fois sec, , l’échantillon est broyé puisque nous voulons que les grains soient inférieurs ou égaux à 0,063 mm, lorsque l’échantillon est déjà broyé, il doit être tamisé de manière à ce que, comme je l’ai déjà dit, les grains soient inférieurs ou égaux à 0,063 mm. Figure 4 : Source : Amaia del Rio Ensuite, une fois l’échantillon est tamisé, il faut aller à la salle de pétrissage pour faire un échantillon en utilisant du ciment, l’agrégat recyclé, de l’eau et du sable.

Des fois, on utilise aussi des nanomatériaux, et dans d’autres on n’utilise pas l’agrégat recyclé. Un type de nanomatériau utilisé est l’aérogel, dont je parlerai plus tard. Tous les matériaux, une fois bien pesés, sont mélangés dans un pétrin spécial, Figure 5, qui est utilisé seulement pour faire des échantillons de ciment. Après une fois la pâte de ciment faite, elle mise dans un moule, qu’on appelle trimoule (trimolde) car il peut faire trois échantillons.

Ce moule est tout d’abord engraissé avec du désencofrant (desencofrante) et mis dans une machine qui aide à compacter. Avec la pâte de ciment, le moule est rempli jusqu’a la moitié, et grâce à la machine, la pâte est compactée en donnant 60 coups, Figure 6. Après on remplit le moule avec la pâte de ciment, et on compacte encore une fois. Figure 5 : Source : Amaia del Rio Figure 6 : Source : Amaia del Rio Une fois la pâte à été bien compactée, on rase l’excès. Finalement, sur le moule est colloquée une planche en plastique avec de boules de la pâte à modeler pour s’assurer de que la planche et le ciment ne soit pas en contact, et l’échantillon est mis dans une chambre humide, Figure 7, pendant un jour. Figure 7 : Source : Amaia del Rio Le jour d’après, les échantillons sont sortis des moules en notant l’heure. Finalement, les échantillons sont submergés dans un bain d’eau jusqu’à ce qu’il soit décidé le jour de rupture.

Les ruptures se font à compression et flexion, avec deux machines différentes, celle de flexion et une autre de compression, Figure 8. Cela est fait pour savoir si les résistances s’améliorent ou non, pour cela, il faut faire un échantillon de référence. Figure 8 : Source : Amaia del Rio Il y existe d’autres matériaux qu’on peut utiliser pour faire des échantillons.

Là où j’ai fait mon stage, ils utilisent des nanomatériaux. Ces nanomatériaux sont utilisés pour savoir si en utilisant ces matériaux, les propriétés des échantillons s’améliorent, s’empirent ou s’il restent les mêmes. Un exemple de nanomatériau utilisé est l’aérogel.

Cet aérogel peut être envoyé par une entreprise, soit fait en laboratoire. Un aérogel, Figure 9, est un matériau semblable au gel dans lequel le liquide à été remplacé par un gaz.

Les aérogel sont composés jusqu’à 99.8% d’air, i est capable de supporter jusqu’à 2000 fois son poids et il est un composant très isolant, il arrête les trois méthodes de propagation qu’il existe. Figure 10 : Source : Le blog d’Al environnement Tous ces ciments et les matériaux utilisés sont caractérisés grâce aux machines que ce laboratoire dispose.

Il y a, comme je l’ai déjà dit, les machines de compression et flexion, mais le laboratoire a d’autres machines aussi. Le laboratoire dispose d’une machine de diffraction des rayon X. dans cette machine, on doit mettre un échantillon d’un matériau en poudre.

Ce que fait cette machine est qu’elle envoi des rayons X à l’échantillon. Ces rayons X sont diffractés par les électrons des atomes car la longueur d’onde est du même ordre que le rayon atomique.

Ces rayons X diffractés, après l’interaction avec le matériau, contiennent des informations sur la position et le type d’atomes qui sont dans l’échantillon. Les cristaux dispersent les rayons X en directions différentes selon la composition, ce grâce à cela qu’on peut donc savoir la dorme cristalline de l’échantillon.

La Figure 10 nous montre une machine de diffraction des rayons X. Figure 10 : Source : Factoría de cristalización Ce laboratoire compte avec des machines pour mesurer la porosité, la conductivité, la libération de chaleur pendant une réaction chimique ou la composition chimique d’un échantillon.

Toutes ces machines et tous les procédures se font tous les jours dans le laboratoire et ce donc des choses que j’ai du faire pendant le stage. Compétences acquises Ce stage m’a aidé à apprendre beaucoup des choses. Tout d’abord, j’ai appris beaucoup sur les ciments et le matériaux basés sur les ciments. Ces matériaux son peu connus en général.

Ce qui peut paraitre contradictoire car beaucoup de choses qui nous entourent sont fabriqués a partir du ciment et du béton. Qui sont des matériaux que j’ai dû voir tous les jours pendant le stage.

De plus, j’ai appris qu’on peut utiliser des matériaux recyclés dans la fabrication des ciments, comme les arides recyclés.

Cela a ajoute de la valeur a mon stage car je me considère une personne très consciente sur l’environnement et qui essaye dans le maximum de réduire la consommation des ressources naturelles. J’ai aussi appris beaucoup sur les nanomatériaux, comme les aérogels.

A mon avis, c’est un matériaux très intéressant dans la fabrication des échantillons de ciment et du béton. C’est un matériau qui a beaucoup des propriétés que je ne connaissais.

Le stage m’a permis d’apprendre des nouvelles techniques de laboratoire et aussi de perfectionner les techniques que je connaissais déjà. Ce quelque chose qui m’aide beaucoup car j’aime beaucoup être dans un laboratoire.

J’ai aussi appris à faire attention aux échantillons car des fois le produit peut être dangereux, et des fois il y a très peu de produit, et on besoin de sauvegarder tout le produit possible.

Ensuite, j’ai pu apprendre des nouvelles façons de caractérisation des matériaux, comme la diffraction des rayons X, une machine qui mesure la porosité d’un matériau, la machine de SEM (Scanning Electron Microscope), qui sert à reproduire des images d’une surface d’un matériau, ou la calorimétrie, pour mesurer la chaleur libérée pendant une réaction chimique.

Ce stage m’a donc permis d’apprendre beaucoup des choses qui sont en accord avec mes études. Finalement, le stage m’a permis de connaitre le « monde » de l’entreprise, et de connaitre le quotidien dans une entreprise.

Il m’a permis aussi à travailler en équipe dans un environnement stressant. Mais surtout ce stage m’a permis de connaitre des nouvelles personnes, qui ont été très agréables et qui m’ont beaucoup aidé.

Je me considère une personne qui aime apprendre, ce stage m’a permis de faire cela. C’est pour cela que j’ai beaucoup aimé de faire ce stage. Le but du stage était d’apprendre des choses qui étaient en accord avec nos études.

Dans mon cas, c’était les Matériaux. En faisant le stage en TECNALIA et plus particulièrement dans le laboratoire d’éco-ciments et matériaux multifonctionnels j’ai pu apprendre beaucoup sur les matériaux.

De plus, un autre but du stage était de connaitre le « monde » de l’entreprise et le jour à jour dans un entreprise. Ce stage m’a permis de faire cela.

En effet, même dans un mois, on peut savoir comment le travail est effectué dans une entreprise. Finalement, j’ai pu faire des nouvelles connaissances, qui est quelque chose que j’aime beaucoup.

Je peux donc conclure que j’ai pu accomplir les buts qui étaient données pour ce stage. Mais aussi que j’ai pu apprendre beaucoup d’autres choses.

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