Axe Géomatériaux
Axe Géomatériaux : Formation et évolution des géomatériaux
L’axe Géomatériaux du LGE explore la formation, l’évolution et la durabilité des matériaux naturels ou anthropiques d’intérêt géologique, industriel, patrimonial et environnemental. Les recherches visent à comprendre les transformations physico-chimiques et biologiques qui affectent ces matériaux tout au long de leur cycle de vie, depuis leur genèse jusqu’à leur altération. En mobilisant une expertise reconnue en caractérisation multi-échelle et en modélisation des mécanismes réactionnels, l’axe contribue à la prédiction de l’évolution des géomatériaux et au développement de solutions durables : stockage des déchets, valorisation des résidus, conservation du patrimoine et élaboration de nouveaux matériaux fonctionnels. Les travaux combinent expériences à haute pression/température, analyses spectroscopiques avancées, et études environnementales couplées (chimie des solutions, interactions biologiques), dans une approche intégrée reliant géosciences, matériaux et environnement.
En construction
L’étude des transformations physico-bio-géochimiques ayant lieu entre la mort d’un organisme et sa préservation dans le registre fossile permet de mieux comprendre son origine, ses biais et son état actuel. Des études expérimentales, portant sur deux taxa modèles (scarabées et crevettes) et examinant l’influence de paramètres environnementaux et taxonomiques, ont montré que le pH de l’environnement de dépôt mais également le taxon lui-même influaient sur la qualité de la préservation. Dans le cadre de préservations liées au soufre (pyritisation et sulfuration), des études ont montré que la composition de la matière organique était un facteur primordial, permettant de mettre au point un modèle taphonomique.
Odin G., Leloup J., Thuy Nguyen Tu T., Charbonnier S., Derenne S. (2024) Chemical Geology ,121858
L'oxyde de zinc (ZnO) est un matériau semi-conducteur à large bande interdite (~3,37 eV à température ambiante) qui présente des propriétés optiques, électroniques et photocatalytiques remarquables. Sous forme nanostructurée, le ZnO offre une surface spécifique élevée et une réactivité accrue, ce qui améliore ses performances dans diverses applications, telle que l’efficacité photocatalytique pour la dépollution de l’air et de l’eau.
Abou Zeid S., Perez A., Bastide S., Rossano S., Leprince-Wang Y. (2025) Langmuir 41, pp.2237 - 2247
Les études sur les verres au laboratoire concernent principalement les verres de vitraux médiévaux. Un première thématique de recherche s'articule autour de l'étude de la couleur des verres, en lien avec leur structure, avec l'objectif d'y trouver des indices des procédés de fabrication médiévaux. Une deuxième thématique concerne l'étude des phénomènes d'altération et de bioaltération des verres historiques. L'étude du rôle des microorganismes dans la formation de phases d'altération, ainsi que le déploiement de nouvelles méthodologies expérimentales pour étudier cet impact, est actuellement en cours au laboratoire.
, Guyot F., RossanoS. (2024) International Biodeterioration and Biodegradation 188, 105734
Les pérovskites sont des matériaux possédant des applications nombreuses et variées. Au laboratoire, dans un but de prédiction de la localisation des actinides dans des matrices de stockage et de compréhension des mécanismes d'incorporation, deux thèses ont été menées sur des pérovskite calciques. Ces travaux ont permis de mettre en évidence un mécanisme de substitution hétérovalente couplé dans les pérovskites CaSnO3 et CaTiO3. Un nouvel axe d'étude concerne l'utilisation de la pérovskite LaFeO3 dopée par différents éléments comme catalyseur pour le traitement des eaux polluées.
J. Goethals, A. Bedidi, C. Fourdrin, M. Tarrida, S. Rossano
Phys Chem Minerals 46, 1003–1015 (2019)
J. Jonfal, C. Fourdrin, A. Bedidi, M. Tarrida, S. Rossano
Goldschmidt 2021
La problématique de stockage, d'inertage ou de valorisation de différentes sortes de déchets (nucléaire, ménager, déblais de grand travaux...) est un axe que le LGE a choisi de développer depuis quelques années, mettant à profit sa connaissance des matériaux. Sur la période 2018-2023, une thèse a étudié la faisabilité de synthétiser des géopolymères à bases de déblais argileux issus du chantier du Grand Paris. Grâce à un process optimisé de mécanosynthèse par broyage, les précurseurs ont pu être efficacement activés afin de permettre la réalisation de géopolymères à base de 100% d’argiles. Ces matériaux ont montré des résistances à la compression exceptionnelles (jusqu’à 102 MPa). Le process complet depuis le broyage, l’activation des précurseurs et la formulation des géopolymères fait l’objet d’un brevet déposé en 2019.
Brevet WO 2020/188214 A1
Bâtiment Alexandra David-Néel
2 allée du promontoire
93160 Noisy-le-Grand
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