Incendie de la Cathédrale Notre-Dame de Paris – étude des actions thermiques

Offre de stage M2

Descriptif

Le stage proposé s’inscrit dans le programme de recherche multipartenaires « DEMMEFI » (Évaluation structurale post-Incendie des Monuments Historiques, vers une utilisation optimisée de la MEF et de la MED). L’objectif de ce projet est de développer un cadre de calcul mécanique avancé permettant d’aider au diagnostic structurel de maçonneries anciennes. Un des cas d’étude du projet est la Cathédrale Notre-Dame de Paris, sévèrement endommagée par un incendie de sa charpente le 15 Avril 2019. L’impact du feu sur la tenue structurelle de l’ouvrage sera estimé par des simulations thermomécaniques de quelques éléments structuraux. Les simulations entreprises devront prendre en compte l’effet de l’augmentation de la température dans la maçonnerie, pour 2 raisons essentielles : (i) en phase de chauffage (durant l’incendie) les pierres et mortiers de chaux ont subi des dilatations thermiques différentielles ayant pu aboutir à une fragilisation locale de la structure et (ii) l’élévation de la température a entrainé une modification des propriétés thermomécaniques, qu’il convient particulièrement de considérer dans les calculs de stabilité post-incendie.
En l’absence de mesures de températures atteintes lors de l’incendie il est donc primordial de faire des hypothèses réalistes concernant la sévérité de la sollicitation thermique. Dans ce contexte, l’objectif du stage proposé est donc d’estimer à posteriori le niveau de température atteint dans les matériaux constitutifs de quelques éléments structuraux de la Cathédrale.
Dans une première phase, et sur la base d’échantillons de matériaux non chauffés directement issus de la Cathédrale (pierre et enduit), le travail consistera à établir un référentiel de comportement des matériaux sous hautes températures. Des cycles de chauffe seront ainsi réalisés en four de laboratoire sur ces échantillons, et des observations seront réalisées à la suite de leur refroidissement. Le but de ces essais étant de connaitre l’état physico-chimique des matériaux pour un niveau de température donné. Les mesures post-chauffage reposeront sur des observations microscopiques au MEB, des analyses chimiques (DRX), des mesures de porosité, des analyses thermo-différentielles (ATD), thermogravimétriques (ATG) et calorimétrique (DSC) ainsi que des analyses colorimétriques.
Suite à l’établissement de ce référentiel de comportement sous hautes températures, les mêmes types de mesure seront réalisés sur matériaux ayant subi l’incendie prélevés sur différents éléments structuraux de la Cathédrale Notre-Dame (murs bahuts et extrados des voûtes en particulier). L’objectif sera alors d’estimer le profil de température maximale atteint au sein des échantillons prélevés.

Conditions d'exercice

  • Lieu : Université de Bordeaux, I2M, campus de Talence
  • Date de début : premier trimestre 2021
  • Durée : 4 à 6 mois
  • Rémunération : 577 €/mois

Compétences requises

  • Chimie des matériaux et méthodes de caractérisation
  • Mécanique des matériaux
  • Thermique des matériaux
  • Minéralogie et méthodologies expérimentales (microscopie, ATD/ATG, spectrométrie…)
  • Connaissances en géologie
  • Curiosité pour le patrimoine et les monuments historiques

Mise à jour le 13/11/2020

Informations

Contacts

Jean-Christohe Mindeguia
I2M


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