Proposition de stage : Impact du vieillissement de géomembranes sur l’environnement

Les géomembranes sont classiquement utilisées dans les ouvrages hydrauliques comme les bassins, les canaux et les barrages. Ce sont des produits manufacturés sous forme de nappe dont au moins l'un des constituants est à base de polymère. Elles sont utilisées en contact avec le sol ou d'autres matériaux dans le domaine de la géotechnique ou du génie civil. Leur fonction principale est d'assurer une étanchéité. Il existe différentes natures chimiques de géomembranes qui sont insolubles dans l'eau et très faiblement perméables à la vapeur d'eau. Ainsi les phénomènes d'extraction de composants de ces géomembranes induits par le vieillissement des matériaux sont rarement discutés. Or, dans les cas des polyoléfines comme le polypropylène (Bertholdo et al. 2004) ou le polyéthylène (Billigam 1993, Rowe 2005, Thörnblom et al. 2011), après un certain temps d'immersion, différentes études ont montré pour d'autres applications une extraction vers le milieu environnant des antioxydants. Les effets nocifs des antioxydants (AO) sont principalement étudiés dans les tuyaux d'eau potable ou les emballages alimentaires en plastique. Ainsi Brocca et al. (2002) ont identifié un certain nombre de substances organiques dans des eaux potables en contact des tuyaux en polyéthylène et notamment des dérivés des antioxydants phénoliques. Skjevrak et al. (2003) ont quant à eux observé la présence d'esters d'aldéhydes, de cétones d'hydrocarbones aromatiques et de terpénoïdes dans de l'eau potable en contact avec des plastiques de type PVC, PEHD et polyéthylène réticulé (PEX) ainsi que la présence de produits de dégradation de trois antioxydants phénoliques dans le biofilm formé à la surface de tuyaux en PEHD en contact avec de l'eau (Skjevrak et al. 2005).
Actuellement à notre connaissance aucune étude n'a été réalisée sur les produits susceptibles d'être extraits des géomembranes EPDM au cours du temps, alors que cette nature chimique de géomembranes est très utilisée. Il a été toutefois observé que ces matériaux déjà vieillis en laboratoire subissent quelques évolutions de leurs caractéristiques au cours du temps.

Sujet

L'objectif de cette étude est d'évaluer la nature des additifs ou de petites fractions de chaines macromoléculaires pouvant être extraits. Cette étude nécessitera la mise en place de protocoles d'analyses chimiques des solutions de vieillissement de géomembranes pour par la suite estimer leur impact sur l'environnement.

Références bibliographiques

• Bertoldo M., Ciardelli F. (2004). Polymer 45, pp. 8751-8759.
• Billingham, N.C. (1993). In: Scott GE, editor., Amsterdam: Elsevier.
• Brocca, D., Arvin, E., Mosbaek, H. (2002). Water Research 36: 3675-3680.
• Skjevrak, I., Due, A., Gjerstad, K.O., Herikstad, H.(2003). Water Research 37, pp. 1912-1920.
• Skjevrak, I., Lund, V., Ormerod, K., Herikstad, H. (2005). Water Research 39, pp. 4133-41
• Thörnblom, K., Palmlöf, M., Hjertberg, T. (2011), , Polymer Degradation and Stability 96, pp. 1751-1760.

Localisation

Ce stage se déroulera à L'université Gustave Eiffel de Champs-sur-Marne dans le laboratoire Comportement physico-chimique et durabilité des matériaux et commencera durant du premier trimestre 2021 pour une période de 5 ou 6 mois.

Profil du candidat

Le candidat devra posséder des compétences en matériaux polymères et analyse chimique (IRTF, UV, Chromatographie liquide haute performance). Une expérience dans le domaine de la chimie analytique est demandée Le goût de l'expérimentation et du travail en équipe sera nécessaire pour mener à bien ce stage.

Contacts : Laetitia Van Schoors et Fabienne Farcas