Enjeux Environnementaux et Durabilité

La géotechnique étudie le comportement des sols et des roches dans le cadre des constructions et infrastructures. La prise en compte des enjeux environnementaux et de durabilité y est devenue centrale, en particulier avec l’évolution des normes, la croissance urbaine, et les impacts du changement climatique. Les géomatériaux, qui désignent les matériaux issus du sol ou de roches pour la construction (sols traités, terres excavées, composites minéraux, etc.), posent également des problématiques complexes liées à leur durabilité et leur interaction avec l’environnement. Les enjeux environnementaux et la durabilité appliqués à la géotechnique et aux géomatériaux s'inscrivent dans une dynamique multidisciplinaire intégrant les sciences de l’environnement, l’ingénierie et les matériaux.

Nos axes se structurent autour de plusieurs pôles fondamentaux, qui contribuent à réduire l’impact environnemental des infrastructures géotechniques tout en améliorant la durabilité des matériaux utilisés.

Développement de matériaux géotechniques durables et écologiques.

• Utilisation de matériaux recyclés et valorisation des déchets : Incorporation de matériaux issus de déchets industriels ou de chantiers (bâtiments démolis, matériaux organiques stabilisés) pour réduire l’extraction de ressources naturelles et la production de déchets.
• Mise au point de géomatériaux biosourcés ou à faible empreinte carbone : Développement de liants alternatifs (géopolymères, ciments écologiques), matériaux composites, ou stabilisants naturels (chaux, cendres volantes).
• Optimisation de la durabilité par la stabilisation/chimie verte : Étude des interactions chimiques favorisant la résistance mécanique, la durabilité et la réduction des produits toxiques.

Évaluation et gestion des impacts environnementaux des projets géotechniques

• Modélisation des risques liés aux pollutions du sol et des eaux : Analyse des transferts de polluants via matériaux, lixiviation, interactions sol-eau-atmosphère.
• Développement d’outils d’évaluation environnementale : Adaptation de méthodes comme l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) aux matériaux et techniques géotechniques pour quantifier leur bilan environnemental.
• Contrôle et prévention de la contamination lors de l’utilisation des géomatériaux : Surveillance des émissions (gaz, métaux lourds), régulation des rejets et gestion des risques sanitaires.

Amélioration de la résilience et de la durabilité des infrastructures géotechniques

• Conception de sols stabilisés résistants aux agressions climatiques (érosion, inondations, cycles gel/dégel)
• Étude de la longévité des matériaux en contexte naturel et anthropisé : Durabilité face aux variations chimiques, mécaniques et biologiques.
• Intégration des enjeux climatiques dans les projets géotechniques (adaptation au changement climatique) : Résilience aux conditions extrêmes, gestion durable des ressources en eau dans les sols, suivi des impacts liés à la sécheresse ou saturation.

Transition vers une économie circulaire en géotechnique

• Réemploi et recyclage des matériaux géotechniques et des déblais
• Optimisation des cycles de vie des matériaux et structures : Conception pour le démontage, réutilisation et recyclage.
• Développement de filières locales et durables de production et traitement des matériaux pour limiter le bilan carbone dû aux transports et à l’extraction.

Innovation technologique et numérique appliquées à la géotechnique verte

• Capteurs et monitoring en temps réel pour évaluer la performance environnementale et le vieillissement des matériaux
• Modélisation numérique des interactions physiques, chimiques et biologiques dans les sols et matériaux pour prédire la durabilité et minimiser les impacts
• Intelligence artificielle et Big Data pour optimiser la gestion des projets géotechniques en intégrant les contraintes environnementales et durables

Aspects socio-économiques et réglementaires

• Intégration des normes environnementales et durables dans la conception et l’évaluation des projets
• Analyse des coûts et bénéfices environnementaux à long terme (externalités écologiques)
• Sensibilisation et formation des acteurs du secteur sur les enjeux de durabilité.

Les enjeux environnementaux et la durabilité sont des axes cruciaux dans les domaines de la géotechnique et des géomatériaux, en raison de l’impact potentiel des activités humaines sur les sols, les sous-sols, et leur interaction avec l’environnement naturel et construit. Voici une synthèse des principaux objectifs de recherche spécifiques à ces domaines, fondés sur les principes de développement durable et les enjeux environnementaux contemporains :

Compréhension et gestion des impacts environnementaux liés aux sols et matériaux géotechniques

• Évaluer l’impact des projets géotechniques (excavations, fondations, barrages, remblais) sur la pollution des sols, des eaux souterraines et de l’air.
• Étudier la migration et la biodégradation des contaminants dans les sols et matériaux afin de concevoir des solutions de dépollution adaptées.
• Développer des méthodes de monitoring environnemental en temps réel basées sur des capteurs pour surveiller la qualité des sols et limiter les risques environnementaux.

Développement de matériaux géotechniques durables et écologiques

• Concevoir des géomatériaux à faible empreinte carbone, intégrant par exemple des matériaux recyclés, biosourcés ou issus de déchets industriels valorisés.
• Étudier les propriétés mécaniques et durabilité de ces nouveaux matériaux en relation avec leur impact environnemental.
• Optimiser les procédés de fabrication et mise en œuvre pour minimiser la consommation d’énergie et de ressources.

Gestion durable des ressources géologiques

• Promouvoir une exploitation raisonnée des ressources naturelles (agrégats, argiles, sables) en intégrant les principes de l’économie circulaire dans la géotechnique.
• Développer des méthodes d’évaluation des risques liés à l’extraction, notamment les risques géotechniques et environnementaux (érosion, perte de biodiversité).
• Favoriser la réhabilitation écologique des sites d’extraction et chantiers.

Adaptation aux changements climatiques et résilience des infrastructures

• Étudier l’influence des changements climatiques sur la stabilité des sols et infrastructures, notamment les phénomènes liés au gel/dégel, assèchement, inondations et leur impact sur les propriétés géotechniques.
• Développer des techniques de conception et renforcement des sols et fondations résilientes face aux conditions climatiques extrêmes et aux évolutions rapides du milieu.
• Promouvoir l’intégration de solutions fondées sur la nature (Nature-Based Solutions) pour la stabilisation et protection des sols.

Modélisation et évaluation intégrée des impacts

• Mettre au point des outils et modèles multidisciplinaires intégrant les aspects physiques, chimiques, biologiques et socio-économiques liés à la durabilité des sols et matériaux géotechniques.
• Intégrer la notion de cycle de vie (ACV) pour évaluer de façon complète les impacts environnementaux et sociaux des techniques géotechniques.
• Développer des indicateurs et critères pour aider à la prise de décision durable dans la planification et la gestion des projets.

Gouvernance et participation pour la durabilité

• Encourager la participation des communautés locales et parties prenantes dans les décisions relatives à la gestion des sols et leurs usages.
• Étudier les cadres réglementaires et politiques favorisant l’intégration des enjeux environnementaux dans les pratiques géotechniques.
• Favoriser la diffusion des bonnes pratiques et innovations durables via la formation et la recherche-action.