Congrès - Recherche d'activité

Après l’eau, le béton est la substance la plus utilisée sur Terre. Environ un 1 m³/habitants de béton est produit à chaque année à l’échelle planétaire. Toutefois, une empreinte environnementale négative est liée à son utilisation. La synthèse du ciment Portland, le liant le plus fréquemment utilisé dans sa fabrication, requière beaucoup d’énergie et génère de grandes quantités de CO2. À elle seule, l’industrie du ciment est responsable d’environ 7% des émissions mondiales de gaz à effet de serre. Dans un contexte de développement durable, la recherche de nouveaux liants plus respectueux de l’environnement s’impose. Les « géopolymères » s’avèrent une solution de plus en plus intéressante à travers le monde. Ces matériaux se distinguent par une réduction des émissions de CO2, de la demande en énergie et la valorisation des résidus industriels. L’objectif de ce projet de maîtrise se divise en deux volets. Le premier consiste au développement des géopolymères par des essais de performance et de durabilité face à la réaction alcali-granulat. Le deuxième volet comprend l’évaluation de l’efficacité des ajouts cimentaires riches en alcalis pour contrecarrer la réaction alcali-silice, et ce dans des systèmes binaires (ciment + ajouts). Ce projet vise une meilleure compréhension du comportement de nouveaux matériaux agissant comme substituants du ciment Portland et ainsi comprendre les différents effets (positifs/négatifs) pour contrer la détérioration progressive du béton.

Dans un environnement économique hautement concurrentiel, les concepts de customisation et de personnalisation de masse traduisent la volonté des organisations à répondre au mieux aux attentes de clients. Cela conduit à une complexité accrue dans la conception des produits et les systèmes manufacturiers qui engendre des coûts. Dans l’optique de réduire ces coûts de complexité, les entreprises recherchent des modèles d’analyse capable d'identifier les zones où cette complexité apparaît le plus.

La complexité du poste de travail intègre les aspects physiques et fonctionnels des tâches à accomplir, y compris le facteur humain. Les méthodes populaires de la dynamique non linéaire et la théorie de l’information s’intéressent essentiellement à la structure du produit ou du procédé manufacturier. Cependant, des approches de l’ergonomie des facteurs humains vont rechercher la perception de l’opérateur au moyen des questionnaires structurés. Les mesures quantitatives proposent généralement des métriques qui ciblent un aspect spécifique de la complexité par le dénombrement des modules ou pièces au sein des familles de produits, des interfaces utilisées, du nombre d’opérations. Ainsi, ce projet vise à développer un indicateur de complexité qui conjugue divers aspects de complexité afin d’aider les organisations à la prise de décision. 

L’étude de la dissolution de particules d’alumine dans un bain d’électrolyse lors de la production de l’aluminium est important pour la bonne opération des cuves. Le bain étant corrosif, peu opaque et à une température avoisinant les 1000°C, il est très difficile d’observer les phénomènes physiques et de faire des mesures. Avec ces difficultés, la modélisation prend tout son sens et permet de dépasser les limites expérimentales. Le modèle présenté permet de simuler la vitesse de dissolution d’alumine,  validé par une étude expérimentale. Le modèle résout l’équation de transfert de masse pour représenter la dissolution et les équations de transfert de chaleur et d’écoulement (Équation de Navier-Stokes) pour représenter la convection naturelle présent dans le creuset lors de l’expérience. La validation passe par la comparaison du coefficient de dissolution à l’interface bain-échantillon. Le modèle permet également de mieux comprendre l’impact de l’écoulement sur la dissolution. Après validation, le modèle pourra permettre de représenter la dissolution de particule d’alumine afin de comprendre le mécanisme des interactions interparticulaires. Les résultats montrent une légère différence sur la valeur du taux de dissolution, mais restent dans le même ordre de grandeur. La difficulté dans la réalisation de ce modèle est de déterminer les conditions limites.

Les innovations dans le domaine du béton ont récemment permis la création de nouveaux types de béton aux propriétés étonnantes. Une de ces nouveautés est la création de béton à partir d’un mélange de ciment Portland (OPC), de ciment d’aluminate de calcium (CAC) et de sulfate de calcium (C$). Ces bétons possèdent des résistances en jeune âge très supérieures aux résistances obtenues avec des bétons traditionnels. Cependant, ce type de mélange possède des temps de prises inférieures à 5 minutes les rendant inutilisables lors d’une coulée en chantier. Il est possible de contourner ce problème en utilisant le béton projeté par voie sèche puisque l’eau n’est ajoutée qu’une demi-seconde avant la sortie de la lance et de la mise en place. L’objectif de ce projet de recherche est donc de développer un béton projeté à base d’OPC-CAC-C$. Dans un premier temps, la proportion des liants présentant les meilleures résistances en jeune âge et une stabilité volumique constante (en effet, ces liants peuvent être expansifs!) a été étudiée. Un suivi du gonflement et des résistances en compression a été réalisé sur 50 mélanges de mortier afin d’identifier la meilleure formulation qui a par la suite été projeté. Cette projection grandeur nature a permis la mise en place d’un matériau possédant une résistance de 12 MPa à 1h et 35 MPa à 3h, et qui acquière des résistances finales de 50 MPa en 1 journée, ce qui démontre le succès du projet.

Les anodes en carbone sont consommées dans l’électrolyse de l’alumine pour la production de l’aluminium primaire. Les alumineries modernes utilisent des anodes précuites. La fabrication des anodes précuites en carbone est l’une des étapes les plus coûteuses lors de la production de l’aluminium.  La fissuration des anodes est un problème major parce qu’elle augmente la consommation d’énergie qui a un impact direct sur les émissions environnementales et le coût de production. Donc, il est nécessaire d’évaluer ce problème.

Plusieurs méthodes expérimentales sont disponibles pour étudier la fissuration. Dans nos laboratoires, nous utilisons trois méthodes. La mesure de la distribution de la résistivité électrique sur la totalité d’un  échantillon est une méthode quantitative pour déterminer la perte énergétique liée à la fissuration. Aussi, la morphologie et la structure des surfaces peuvent être caractérisées par la microscopie optique, une analyse basée sur la technique d’analyse par image. Cette méthode reste limitée à cause de la difficulté de localiser le problème de fissuration sur une large surface. Une technique non destructive est la tomographie de rayon X qui donne une image des fissures en détail. La combinaison des résultats de ces trois méthodes d’analyses donne une idée globale sur le phénomène de la fissuration. Dans cet article, nous présenterons ces méthodes et les résultats de notre étude sur la fissuration.



La prise de conscience écologique et la nécessité de développer des matériaux durables ont intensifié l’émergence des fibres naturelles dans l’industrie des matériaux composites en raison de leurs propriétés mécaniques compétitives face aux fibres de verre. Dans ce projet de thèse, le comportement à l’impact et en fatigue post-impact d’un matériau composite fabriqué à partir de renforts unidirectionnels (UD) de lin est étudié. En ce qui concerne les fibres naturelles, ce sujet est très peu abordé dans la littérature. Les renforts de lin, nommés UD-mat et utilisés dans le cadre de cette thèse, sont relativement nouveaux. Les composites pris en considération sont de type lin/époxy et verre/époxy et sont fabriqués à partir de renforts UD-mat et UD, respectivement. Les deux configurations choisies sont : [0]₈ et [0/90]_2S. L’étude du comportement de ces configurations face à un impact à basse vitesse montre une forte capacité d’absorption d’énergie pour le lin/époxy et une résistance à l’impact élevée pour le verre/époxy. Les essais de fatigue avant impact montrent une meilleure tenue en fatigue pour les croisés de lin/époxy en matière de contraintes normalisées par rapport à la contrainte de rupture du composite. La microtomographie et d’autres techniques sont utilisées pour le suivi de l’endommagement. Des essais de fatigue post-impact seront appliqués et une simulation numérique basée sur des modèles existants sera développée.

Les méthodes physico-chimiques sont connues pour répondent  aux exigences de l’industrie à contrôler les processus de fabrication depuis l’extraction de la matière première jusqu’au produit fini.

Dans l'industrie de fabrication des ciments, la teneur en alcalis dans la matière première a une influence majeure  sur le fonctionnement des équipements pendant la cuisson. En effet, un excès de  1% peut être à l'origine de l'endommager des réacteurs par formation de boulets  au cours de la cuisson. D'ou le besoin d'une grande précision dans l'évaluation des taux d'alcalis dans les composants de la farine crue.

Le présent travail est une étude  comparative de l’Absorption Atomique et  Fluorescence X pour le  dosage des éléments mineurs : Na, Mg et K dans la matière première de l’industrie des ciments (argile, calcaire et  farine crue).

Les résultats des mesures montrent que  les deux méthodes sont complémentaires pour le controle de la composition des produits de fabrication des ciments, la fluorescence X est une méthode préliminaire, qualitative,  et quantitative essentiellement  des éléments majeurs alors que l’absorption atomique est une méthode quantitative des éléments traces. 

Les pailles sont souvent ajoutées aux matériaux à base de terre pour limiter le rétrécissement et/ou améliorer la résistance à la flexion de ces derniers. Or elles attirent souvent les rongeurs et les insectes vecteurs de maladies, à cause de leur structure composée de graisses, de cires, de lignines et d’hémicelluloses. La potasse ou la soude industrielle à une concentration de 60g/L (6 %), dégradent en partie les substances amorphes des fibres végétales. Cette étude présente l’effet du traitement à la solution de potassium issue de cendre de bois sur les propriétés de la paille de riz et des composites pour un confort dans  l’habitat bioclimatique. Pour ce faire, les pailles de riz ont été traitées avec les solutions de potassium issues de la cendre de bois et analysées à la loupe binoculaire, puis soumises à l’essai de traction. Ensuite, les pailles de riz traitées de 3 cm, de différentes proportions massiques (0 ; 0,2 ; 0,4 ; 0,6 ; 0,8 % et 1 %) sont ajoutées au mélange argile-ciment-eau pour obtenir des mortiers de différente formulation soumis à des tests mécaniques. Les pailles de riz s’atrophient du fait de la solubilisation de l’hémicellulose, des graisses et cires qui attirent les rongeurs et insectes, dans la solution de potasse à pH de 9,5; soit une concentration de 80 g/L de potasse. Le composite avec pailles traitées présente de bonne résistance. 

L’un des problèmes majeurs du procédé de moulage par microinjection est en particulier de comprendre les conséquences des conditions du procédé (thermomécaniques) sur les propriétés mécaniques de la pièce, via les modifications de microstructures et les éventuels défauts qui peuvent être engendrés. Cependant la maitrise de la relation microstructure et propriétés mécaniques via les conditions du procédé est une étape cruciale due à la complexité des phénomènes multiphysiques qui surgissent durant et après le cycle de microinjection. Dans cette étude nous avons décrit la morphologie d’une pièce en Polyoxymethylene de géométrie rectangulaire de type échelle dont les épaisseurs sont les suivantes (0.8, 0.45, 0.2 mm), fabriquée par une machine de micromoulage bi-injection de type Battenfeld Microsystem 50. Une analyse de la microstructure à l’échelle locale via des mesures par microscopie optique en mode transmission est donc réalisée. Les observations révèlent un fort gradient de microstructures à travers l’épaisseur de la pièce dans la direction d’écoulement. La réduction graduelle de l’épaisseur de la pièce, a pour conséquence une hausse de champs de cisaillement et du gradient thermique dans le sens d’injection. Ces changements donneront lieu à des structures morphologiques diversifiées : nous observons une structure ``shish kebab``, les couches cœur-peau, ainsi que la présence de morphologies sans cœur (core-free) ou sans la couche peau vers l’extrémité de la pièce.

Les surfaces superhydrophobes, inspirées par un grand nombre de phénomènes naturels, tels que les caractéristiques autonettoyantes de la feuille de lotus, ont gagné beaucoup d’intérêt dans les dernières décennies. La rugosité de surface joue un rôle dominant dans la superhydrophobicité et il existe de nombreuses techniques pour créer une rugosité sur la surface. Les traitements de surface par les plasmas sont particulièrement intéressants pour le traitement de surface en conservant les propriétés intrinsèques du matériau traité.

Le plasma non thermique à la pression atmosphérique permet de traiter des surfaces tridimensionnelles et les autres avantages comparés aux techniques basse pression sont : absence de système de vide en général très couteux, possibilité d’intégrer le système dans les lignes automatisées et robotisées de fabrication ainsi que la possibilité de réaliser des traitements sur des surfaces d'équipement en service.

L’objective de travail est le développement des surfaces superhydrophobes par le traitement de plasma. Nous avons étudié l'effet des paramètres opératoires du plasma sur l'hydrophobicité du caoutchouc de silicone. Les paramètres tels que la distance entre le substrat et la buse, la puissance, la fréquence du plasma et le débit gazeux ont été considérés. Dans des conditions spécifiques, un angle de contact de l'eau de 153˚ et une hystérésis 5˚ a été atteint. La formation de rugosité sur la surface a été confirmée par des micrographies MEB.

Lors de la fabrication de l’aluminium primaire dans les cuves d’électrolyse par le procédé Hall Héroult, l'aluminium tend à se déposer au fond de la cuve tandis que l'oxygène réagit avec le carbone des anodes pour se dégager essentiellement sous forme de CO₂. Cette combustion du carbone oblige à remplacer régulièrement les anodes. Les performances de ces anodes peuvent être évaluées par leurs diverses propriétés mécaniques, électriques, physiques et chimiques, telles que la densité, la résistivité électrique, et les réactivités à CO₂ et à l’air.

Durant le processus de fabrication, les matières premières constituées de coke, de rejets d’anodes et de mégots sont broyées, mélangées avec du brai et utilisées pour la formation de la pâte d’anode. Après cela, le tout est placé dans un vibro-compacteur pour une mise en forme avant de subir un processus de refroidissement et de cuisson. Le bon déroulement de chacune des étapes de fabrication est important afin de produire des anodes de qualité.

Le procédé de vibro-compaction représente l’une des étapes les plus critiques. Si les anodes ne sont pas bien vibrées, leurs résistances mécaniques vont diminuer et, à leurs tours, provoquer la formation prématurée de fissures causant ainsi de lourdes pertes financières. Pour ce faire, un modèle dynamique du vibo-compacteur est développé. Ce modèle est utilisé pour identifier les conditions optimales du procédé de vibro-compaction. Le modèle et les résultats seront présentés dans cet article.



Dans les dernières années, l’étude de transistors à effet de champ à base de graphène (GFET) s’est révélée pertinente pour la quantification de certains bioanalytes (Béraud et al., Analyst, 146(2), 403-428). Toutefois, l’utilisation de GFET en flux continu reste rare. Le but ici est donc d’étudier le fonctionnement des GFET en condition dynamique, afin de pouvoir comprendre l’impact de la vitesse de flux sur la détection de particules.

Nous avons fabriqué des GFET grâce à des techniques de microfabrication sur substrat de silicium/oxyde de silicium, par photolithographie et dépôt de graphène. Pour étudier l’impact de la vitesse de flux sur le fonctionnement des GFET, nous utilisons une plateforme de mesure unique, qui permet de faire varier le courant entre les électrodes drain et source grâce à l’application d’une tension de grille. Cette plateforme permet de mesurer les métriques électriques des GFET, comme le point de charge nulle et la transconductance. Nous présenterons comment ces métriques évoluent en fonction de la composition et du débit de la solution circulant à la surface des GFETs.

À terme, ce projet permettra de mieux comprendre les dynamiques de force en jeu perturbant la détection de particules au niveau du graphène des GFET.

Certains procédés industriels fonctionnent de manière répétitive produisant une pièce après l’autre. Dans le cas du thermoformage, la qualité de la pièce de plastique moulée dépend du profil de température à sa surface. L’ajustement des consignes de température des éléments chauffants se fait par essai et erreur, entraînant le gaspillage de feuilles de plastiques.

La « commande par apprentissage itératif » (CAI) permet d’automatiser ce processus d’ajustement. Le profil de température à la surface de la feuille est mesuré en fin du cycle de production et l’écart entre ce profil et celui qui est désiré permet de recalculer de nouvelles consignes de température.

Il est proposé d’utiliser une CAI, conçue à partir de l’inverse du modèle flou du procédé. Le système d’inférence utilisé pour la modélisation floue du procédé est le Takagi Sugeno Kwan d’ordre un. Le modèle flou est obtenu à partir de mesures faites sur le procédé, les règles étant obtenues en utilisant une interpolation par krigeage. Ce modèle flou est inversé et combiné avec un filtre exponentiel pour obtenir la CAI.

Les résultats montrent que cette approche de commande permet une convergence rapide du profil de température mesuré vers le profil désiré, car l’inverse du modèle flou du procédé contenu dans le CAI permet d’obtenir un estimé des consignes de température relativement près des consignes permettant d’obtenir le bon profil de température. Le filtre exponentiel corrige les imperfections du modèle flou.

Résumé –Les effets de l’addition du magnésium et du vieillissement naturel sur les comportements mécanique et microstructural des alliages B206 avec addition de Mg ont été étudiés.Les observations microscopiques (MEB et microscopie optique) et la microanalyse ont révélé la formation de plusieurs phases telles que b-Fe,a-Fe, Mg₂Si etc. dans les alliages tel que coulé. Ces phases, sous forme de composés métalliques, se logent pratiquement le long des joints de grains. Il a été remarqué que la fraction volumique des particules Mg₂Si croit avec l’augmentation de Mg. Le traitement thermique d’homogénéisation-trempe-vieillissement naturel conduit simultanément à la dissolution des particules Mg₂Si se trouvant sur les joints de grains et à la formation de celles-ci à l’intérieur de la matrice. Il a été aussi constaté que l’élévation du Mg entraine à la fois une croissance de la résistance à la déformation et une diminution de la ductilité des alliages considérés. Le vieillissement naturel améliore les propriétés mécaniques de traction-résilience-dureté.

Mots-clés : Alliages B206, traitement thermique, magnésium, dureté-résilience-traction, composés intermétallique.

La nanocellulose cristalline est un matériau naturel extrait de la fibre de bois. On l’obtient par l’hydrolyse acide de la cellulose naturelle. À partir de ces cristaux, il est possible de préparer des films colorés qui montrent des propriétés iridescentes. Ces propriétés optiques intéressantes sont dues à l’agencement spécifique des nanocristaux de cellulose en phase cholestérique. Pour obtenir une telle phase liquide cristalline, il faut créer une suspension aqueuse de ces nanocristaux. Pour ce faire, la surface du nanomatériau doit être modifiée afin de posséder des charges négatives. Ceci augmente la répulsion entre les particules ce qui stabilise la suspension. En évaporant l’eau, on obtient la phase cholestérique. Il est possible de modifier le pas de vis de cette phase cholestérique par l’ajout de chlorure de sodium ou autres sels dans la suspension. Ceci entraine donc un changement des propriétés optiques des films issus de ce nanomatériau : la longueur d’onde de la réflexion spéculaire diminue vers le bleu.

Pour mieux comprendre ce phénomène, une approche théorique est utilisée. Les interactions entre le sodium, l’eau et les groupements chargés négativement à la surface de la cellulose (carboxylate et sulfate) sont étudiées par méthodes de calculs de haut niveau (Méthodes MP2 et CCSD-T). Ces calculs permettent de mieux cerner le mécanisme d’auto assemblage de la nanocellulose cristalline et ainsi, comprendre comment peut-on mieux contrôler ses propriétés optiques.

Aujourd'hui, l’étude des nanomatériaux diélectriques complexes est un sujet de recherche riche et fascinant, tant pour ses implications fondamentales que pour les impacts technologiques. En raison de leurs caractéristiques impressionnantes, l'utilisation des nano-diélectriques dans les isolants électriques a connu un engouement ces dernières années. Pour garantir la continuité du courant électrique, le matériau utilisé pour fabriquer les isolateurs doit pouvoir supporter différentes forces mécaniques, électriques et électrodynamiques dans les pires conditions telles que la pluie, le brouillard, la rosée, la glace, la neige, la pollution, etc. Il a été remarqué qu'en appliquant différents revêtements nano-diélectrique sur les surfaces d'un isolant, ses performances seront alors améliorées [REF]. L'ajout de matériaux semi-conducteurs de constante diélectrique élevée, tels que TiO2 (ε~80), peut améliorer les propriétés diélectriques et la conductivité électrique du caoutchouc de silicone (SR) permettant de le rendre plus approprié pour les applications  extérieures [REF].

Des nanocomposites et microcomposites de caoutchouc de silicone / TiO2, des nanocomposites de caoutchouc de silicone / ZnO et des microcomposites ont été préparés et analysés. Dans cette présentation, l'effet de la taille et de la concentration des particules sur la permittivité relative sera mesuré en utilisant un analyseur d'impédance et leur potentielles d’applications en électrotechnique évalué.

L’effet de l’incorporation de nanoparticules d’argiles sur le comportement mécanique en régime dynamique (DMA) d’un système ternaire PEHD/PA6/Montmorillonite est mis en évidence. La morphologie ainsi que les propriétés rhéologiques ont été étudiés. Les améliorations observées au niveau des propriétés mécaniques nous laissent croire que des changements structuraux ont eu lieu dans l’espace interfolliaire des nanoparticules ou dans l’interphase PEHD/PA. Les essais de DRX n’ont pas pu mettre en évidence, de façon appréciable, les changements structuraux au niveau de l’espace confiné des nanoparticules, probablement à cause des faibles intercalations observées. Les essais rhéologiques dynamiques ont, par contre, permis de mieux suivre et quantifier ces changements et de les corréler avec avec les résultats des essais mécaniques. Il en ressort que la manière dont les nanoparticules sont incorporées dans les différentes matrices (PA et PEHD) influence beaucoup les propriétés mécaniques du système. Deux types de polyamides 6 (amorphe et cristallin) ainsi que leur mélanges respectifstifs ont été utilisés afin d’optimiser l’insertion des nanoparticules dans le mélange PEHD/PA6. le but étant de diminuer la perméabilité à l'eau) du PEHD en vue d'être utilisé comme contenant pour la conservation des semences.

Les mélanges ont été préparés par extrusion double vis dans différentes conditions avec et sans compatibilisant (PEHD-g-MA) selon différents modes d'incorporation des nanoparticules.

L'écoulement dans le processus de coulée par le bas de lingots de grande taille est étroitement lié à la qualité finale de l'acier. Le transport des inclusions et leur piégeage dépendent grandement du processus de remplissage dans le système de coulée et des moules. Dans cette étude, une modélisation par éléments finis d’un lingot d’acier de 20 tonnes a été utilisée pour étudier l’influence du degré d’ouverture de la buse sur l’écoulement du métal liquide et son effet sur le transport des inclusions non métalliques. L’effet du changement de géométrie de la buse a été pris en compte pour observer l'écoulement de l’acier liquide ainsi que l'évolution du transport des solutés pendant les phases de remplissage et de solidification. Le modèle établi prend en compte le comportement thermique et thermomécanique du métal au cours de la solidification. Deux types d’angles d’ouverture de buse ont été comparés dans cette étude : un angle de 9 degrés et un angle de 18 degrés. Ce travail permet de visualiser le suivi des particules, ce qui a abouti à une compréhension plus approfondie de la manière dont les particules sont piégées et a éclairé les emplacements d'entraînement possibles. Une relation de corrélation a été établie avec l’écoulement pour les deux scénarios étudiés. L'évolution de la température et de la vélocité à l’intérieur de notre lingot est discutée. Les résultats visent à identifier l’angle de buse le plus optimal pour améliorer la qualité des pièces moulées.

L'utilisation du soudage par friction malaxage (SFM), qui permet l'assemblage à l'état solide de pièces métalliques, se répand constamment dans diverses industries. Bien qu'un joint SFM est de qualité supérieure à un joint soudé par procédé de fusion, des phénomènes indésirables peuvent réduire ses performances mécaniques. En effet, le passage de l'outil lors de la fabrication d'un joint laisse des stries en surface propices à l'amorçage des microfissures de fatigue.

La rigidité d'un équipement de soudage, manifestée par les efforts appliqués lors du procédé, peut causer ce type de défauts en plus d'avoir d’autres répercussions, sur la taille du joint par exemple. C'est ce qui sera mis en lumière dans cette étude, l'objectif étant de déterminer les conditions de soudage qui produit des joints intègres en fonction de la rigidité d'un équipement. Les travaux de recherche porteront notamment sur l'analyse des propriétés mécaniques, de la métallographie et de l'état de surface de joints d'alliage 6061-T6 soudés par différents équipements.

Dans l'ensemble, une comparaison entre une soudure réalisée avec des équipements spécialisés SFM et non spécialisés doit permettre d'évaluer l'effet de la rigidité de ceux-ci sur l'état des joints. À ce propos, si le soudage à l'aide d'un équipement non spécialisé permet de produire un joint de qualité comparable à des équipements spécialisés, cela pourrait convaincre les petits industriels à utiliser cette technologie sans investissement majeur.

La production de nanoparticules est un procédé très coûteux, en raison des méthodes de pointes utilisées pour leur synthèse (plasma thermique, chimie colloïdale, etc.) ainsi que pour les divers traitements en surface qui leur sont appliqués. Alors que pour certaines applications avancées (ex.: en optique), ce coût élevé peut être justifié, l'applicabilité des nanoparticules sur une grande échelle est néanmoins limitée. Par exemple, dans le domaine des nanofluides (suspensions de nanoparticules ayant pour but l'amélioration des propriétés caloportrices), l'amélioration incrémentale de la conductivité thermique ne balance pas le coût des particules. Il est donc de mise d'identifier des sources de nanoparticules à faible coût. Une solution est l'extraction de nanoparticules à composition et à taille variées depuis les cendres issues de l'incinération ou de la gazéification de déchets. L'extraction proposée se fera en pré-traitant les cendres au moyen de dépôt chimique photo-induit (photo-CVD) et en séparant les particules les plus fines des plus lourdes au moyen de la sédimentation. Le traitement photo-CVD permet la fonctionnalisation de nanoparticules à plus faible coût, permettant de prévenir les phénomènes d'agglomération sans les inconvénients liés à d'autres techniques (produits secondaires pour les méthodes par chimie des solutions, requis de basse pression pour les méthodes au plasma froid).

Le silicium continu d'être grandement utilisé dans le domaine de l'électronique, surtout pour la fabrication de transistors. Par contre, à cause de son gap indirect son utilisation électro-optique est très limitée. C'est pour cette raison que des semiconducteurs III-V, comme le GaAs, sont utilisés. Malheureusement, des défauts, majoritairement liés à l'oxyde natif à la surface du GaAs, fixent le niveau de Fermi environ au centre du gap. De plus, ces défauts agissent comme des pièges non radiatifs; dans le cas de cellules photovoltaïques, ces pièges ont pour effet de réduire le photocourant. Avec la miniaturisation et l'utilisation de nanofils, la surface devient de plus en plus importante devant le volume. Il est par conséquent important d'éliminer ces pièges par passivation. Une passivation est un procédé qui rend un matériau inerte. Dans notre cas, la passivation élimine les défauts de surface et réduit la densité d'état surfacique. Différents procédés ont été caractérisés par des mesures électriques (C-V et G-V) et optiques (photoluminescence en continu et résolue dans le temps et réflectivité différentielle résolue dans le temps) dans le but de trouver la passivation la plus efficace. De plus, des mesures optiques sous un champ électrique et de spectroscopie d'impédance sont à venir. Ces connaissances permettront la fabrication de cellules solaires plus efficace et moins couteuse.

Dans les turbines Francis, le soudage multipasses relie les aubes à la couronne et à la ceinture. Les démarrages, les modes opératoires transitoires et les fluctuations de pression causent des variations cycliques des forces appliquées, causant des fissures de fatigue, surtout dans les soudures, où les contraintes sont les plus élevées. L'inspection et la réparation sont complexes, car la turbine est dans un puits au pied du barrage. La prédiction du comportement des fissures de fatigue est donc cruciale pour planifier les inspections et éviter les pannes imprévues.

Les contraintes résiduelles de compression prolongent la durée de vie en retardant l’initiation des fissures, augmentant leur fermeture et atténuant les contraintes de traction. Le martelage est particulièrement efficace pour les aciers à haute résistance, mais les recherches sur cette méthode restent limitées.

Cette étude combine des mesures expérimentales et une modélisation par éléments finis pour prédire la propagation des fissures de fatigue en présence de contraintes résiduelles induites par le martelage. Les contraintes résiduelles ont été mesurées par la méthode du contour, et les tests expérimentaux ont permis d’évaluer le taux de propagation des fissures. Ces résultats, intégrés dans un modèle par éléments finis, ont été comparés aux observations expérimentales. Ils contribuent à une gestion améliorée de la fatigue et à la prolongation de la durée de vie des turbines.

L’accumulation de glace ou de neige collante sur les équipements exposés tels que les ailes d’avions,les pales d’hélicoptère,les pales d’éolienne,les mâts de bateaux,les câbles électriques pose de nombreux problème,comme en témoigne la panne d'électricité causée par la tempête verglas en 2008 dans le nord-est des États-Unis, qui a laissé plus d'un million de personnes sans électricité à un coût estimé $1 milliard US. L'accumulation de glace sur les aéronefs est également responsable de plusieurs problèmes, notamment des retards fréquents et même des incidents mortels tels que l'écrasement du vol 447 d'Air France en juin 2009 qui a tué 228 personnes. Pour pallier cette difficulté une solution intéressante a été inspirée de la nature pour développer des surfaces qui repoussent de l’eau et de la glace, autrement dit des surfaces glaciophobes.Deux approches sont proposées pour l’élaboration des revêtements glaciophobes:La première approche s’appuie sur le principe piégeage d’air en imitant la feuille de lotus.Cette stratégie vise à empêcher la nucléation ou la germination de la glace et favorise l’élimination rapide de gouttelettes d’eau,arrivant sur la surface avant la congélation.La deuxième approche piégeage de liquide est inspirée de la surface péristome glissante d’une plante carnivore Nepenthes.Cette surface a pour objectif la réduction de l’adhésion de la glace sur la surface considérée par l’utilisation d’une couche de liquide organique à l’interface glace/surface solide.

Les élastomères sont des polymères capables de supporter de grandes déformations réversibles. Ils sont très utilisés dans notre quotidien (pneus, brosse à dent, gants en plastiques...). Ils sont habituellement obtenus par réticulation chimique de chaines de polymères flexibles. Malheureusement ces matériaux sont très difficilement remis en forme à cause des liaisons covalentes de réticulation. Ce sont des polymères thermodurcissables, insolubles et ne peuvent être fondus pour une nouvelle utilisation.

Pour régler ces problèmes de mise en forme et de recyclage, les élastomères thermoplastiques (ETP) ont été introduits. Ils ont les mêmes propriétés mécaniques que les élastomères mais ils sont facilement remis en forme sous l’action de la chaleur ou d’un solvant. 

Nous proposons ici la stratégie et la synthèse de nouveaux élastomères supramoléculaires (ETP). Une fois chauffés, ces derniers ont une viscosité encore plus petites que les ETP conventionnels.

La polycondensation (chimie click) entre un polymère de faible IP obtenu par «ATRP» et une petite molécule capable de s'auto-assembler  nous a donné une reticulation physique.

Les effets de l'introduction de ces interactions sur la chaine principale et latérale ont été étudiés par DSC et DMA. Les résultats obtenus sont exposés dans ce travail. Les groupements coumarine sont introduits pour une réticulation covalente reversible sous l'action des radiations UV.  Cela est une photomodulation des propriétés mécaniques.

Le nitrure de gallium (GaN) est un matériau semiconducteur à large bande interdite directe qui suscite un intérêt croissant du fait de ses propriétés électroniques et thermiques particulièrement attrayantes pour les applications de puissance et de hautes fréquences. Pour pouvoir profiter pleinement des avantages de ce matériau plusieurs verrous technologiques doivent être surmontés. En particulier, il est indispensable de développer un procédé de passivation efficace de la surface du GaN. Ce point est crucial, d’une part, pour pouvoir réaliser une technologie MOS sur ce matériau et, d’autre part, pour améliorer les performances et la fiabilité des dispositifs électroniques et optoélectroniques sur GaN.

Nous rapportons des résultats expérimentaux sur la passivation de la surface du GaN par dépôt PECVD d’oxyde de silicium (SiO_x). Des structures métal-oxyde-semiconducteur (MOS) ont été fabriquées sur une couche de n‑GaN non intentionnellement dopée. Les mesures C-V  montrent une bonne modulation du potentiel de surface, avec un très faible décalage de la tension de bande plate, une faible hystérésis (Fig. 1) et aucune dispersion notable en fréquence. À partir des mesures C-V à 1MHz, une faible densité d’états de surface (D_it) de l’ordre de 10¹⁰ eV^-1 cm^-2 a été extraite. Le procédé de passivation du GaN développé présente un potentiel intéressant pour la réalisation de transistors MOSFETs et MOS-HEMTs sur GaN.