Congrès - Recherche d'activité

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.

Dans le souci de confectionner des matériaux plus performants et qui répondent aux normes dans le domaine de la construction, il devient impératif de trouver la technique qui permet d’atteindre cet objectif. Pour ce faire, trois types de presse les plus répandus sur le marché national  sont sélectionnées au cours de cette étude, afin de comparer leurs effets sur les briquettes de parement à base de latérite et de ciment. Les trois presses utilisées sont : la presse manuelle artisanale, la table vibrante  et la presse manuelle mécanique de type Testaram. Ces matériels utilisent la méthode de densification soit par vibro-compactage, soit par compaction statique à l’aide d’un piston mobile.

Des résultats obtenus, il ressort que le type de presse utilisé pour la réalisation des briquettes de parement influence leur retrait de séchage, leur densification hydrostatique et leur résistance à la flexion. Les retraits les plus faibles, les densités hydrostatiques les plus élevées et les résistances à la flexion les plus importantes sont obtenues avec la presse Testaram. En effet, plus le degré de compactage est important, plus le gain de résistance sera important donc la résistance à la rupture sera forte. Ainsi la presse Testaram qui permet un meilleur compactage donnera les résistances les plus élevées suivie de la table vibrante et de la presse artisanale

L’utilisation de fibres naturelles pour la fabrication de matériaux fonctionnels à structures microcellulaires permet d’obtenir des matériaux relativement nouveaux aux propriétés uniques. Cette classe de matériaux est en constante évolution car elle combine les coûts et les performances mécaniques d’une matrice thermoplastique avec ceux des fibres naturelles. Les applications visées par ces composites sont principalement celles des industries de l’emballage, de la construction et des transports. En dépit du fort développement des composites à fibres synthétiques ou artificielles, ces derniers n’ont jamais éclipsé l’intérêt porté aux fibres naturelles. Toutefois, les propriétés particulières des mousses microcellulaires renforcées par des fibres naturelles n’ont pas été totalement étudiées et comprises. Dans cette étude, des composites formés de polyéthylène de haute densité et de fibres de lin ont été moussés en injection avec un agent moussant chimique. Les matériaux obtenus forment clairement des structures sandwichs : c’est-à-dire un cœur moussé entre deux peaux non-moussées. Dans un premier temps, la morphologie des échantillons a été observée par microscopie afin de déterminer la taille des bulles et la densité cellulaire, ainsi que les épaisseurs de chaque couche. De plus, la masse volumique et les propriétés mécaniques en traction, flexion, torsion et impact ont été analysées en vue de compléter la caractérisation de ces nouveaux matériaux.

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.

Les anodes en carbone sont consommées dans le procédé de l’électrolyse pour la production de l’aluminium. La production des anodes commence par la préparation de la pâte qui est constituée des agrégats (coke de pétrole calciné, anodes cuites et crues recyclées, mégots) et du lien (brai de goudron de houille). La pâte préchauffée est mélangée et compactée afin de produire des anodes crues. Ces anodes sont cuites dans des grands fours de cuisson. Après leur refroidissement, elles sont utilisées dans les cuves d’électrolyse. L’homogénéité de la pâte est très importante pour une bonne distribution des constituants dans une anode, ce qui permet de produire des anodes de bonne qualité.

Une des méthodes utilisées pour déterminer la distribution des composantes (coke et d’autres particules granulaires, brai, pores) d’une anode est basée sur l’analyse des images prises par le microscope optique des échantillons carottés des anodes. Dans ce type d’applications, l’apparence noire du coke, du brai et des pores rend l’identification de ces composantes difficile. Une méthode est développée en utilisant la lumière polarisée et elle permet la détermination de la distribution de toutes les composantes dans une anode. Dans cet article, la méthode sera décrite et les résultats seront présentés démontrant son application à l’identification de différentes composantes des anodes.

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.

Les cellules photovoltaïques électrochimiques (CPE) sont basées sur la jonction entre un semi-conducteur et un milieu électrolytique contenant un couple redox. Le présent travail vise à étudier les propriétés d’une nouvelle électrode composite CuInS₂/graphène, pour application dans une CPE. Cette électrode est formée par déposition, sur un substrat de verre conducteur, d’un volume d’une solution d’oxyde de graphène contenant des particules de CuInS₂ en suspension, préparées par synthèse colloïdale. Les films obtenus sont recuits à 400ºC pendant 3 h sous vide. Les analyses par diffraction des rayons X et par diffraction électronique démontrent que le CuInS₂croît dans la phase tétragonale-chalcopyrite tandis que le graphène présente une structure hexagonale. Les images de microscopie électronique à transmission et à balayage montrent des particules de diamètre ˂ 10 nm, dispersées sur les feuilles de graphène (Fig.1). La voltampérométrie cyclique montre que le couple redox 5-mercapto-1-méthyltétrazolate/disulfure di-5-(1-méthyltétrazole) (T^-/T₂) se comporte de manière irréversible à une électrode de CuInS₂/poly(fluorure de vinylidène). L'ajout de graphène à la composition du film réduit considérablement cette irréversibilité et l’augmentation de sa concentration, de 0,2 à 12 mg/mL, en intensifie les courants. Ce résultat s’explique par les excellentes propriétés électroniques du graphène qui améliorent le transfert d’électrons entre les particules de CuInS₂.

Au Canada, et dans les pays connaissant des températures hivernales très basses, les installations électriques subissent de grandes perturbations lors de la formation de givre et de glace. Des mesures de dégivrage existent déjà pour tenter d’empêcher des dommages permanents aux équipements, mais des chercheurs ont trouvé cela intéressant de travailler à empêcher la glace de se former au préalable, au moyen de surfaces superhydrophobes et glaciophobes. Deux méthodes pour produire ces surfaces sont l’utilisation de revêtements à appliquer sur les équipements ou le moulage par injection de surfaces microtexturées. Comme tout produit fabriqué, il est important pour une entreprise de pouvoir s’assurer dans une certaine mesure de la réussite de sa fabrication. Un moyen efficace pour cela est d’utiliser la simulation numérique, cependant il n’est pas toujours aisé d’obtenir des simulations qui convergent vers la solution réelle.

L’objectif de cette étude est donc de déterminer les valeurs optimales des paramètres que l’on peut modifier pour pouvoir remplir les microtextures situés sur la surface.

Pour ce faire, nous proposons de faire varier différents paramètres de traitement tels que la pression, la vitesse et la température du moule et du polymère, puis de tester les combinaisons qui nous permettent d’avoir le pourcentage maximal de remplissage de microstructures. Cette étude permettra de réaliser et réussir plus aisément le moulage par micro-injection de surface non mouillable.

Face à la pression démographique croissante dans le monde et aux besoins d’aménagement subséquents, l’amélioration des sols en place constitue une alternative durable aux fondations profondes. Si les méthodes traditionnelles d’amélioration des sols ont été éprouvées, l’idée d’un renforcement de sol par biocalcification a émergé il y a une douzaine d’années. Le principe repose sur l’injection de bactéries, d’urée et d’un sel de calcium, qui conduit à la formation d'un précipité de calcite dans le milieu encaissant. D’un point de vue géotechnique, la littérature fait état d'applications possibles pour la prévention de la liquéfaction, la stabilisation de pentes, le renforcement de voies de chemins de fer ou encore de mines par chambres et piliers.
Si les perspectives d'application sont importantes, les premières recherches se sont toutefois focalisées sur les phénomènes biologiques et les performances mécaniques des sols renforcés n'ont été abordées que très succinctement par la caractérisation de la résistance à la compression simple, des essais de cisaillement direct et quelques essais triaxiaux consolidés, drainés ou non.
Suite à ce constat, un programme expérimental de caractérisation mécanique de matériaux améliorés par biocalcification a été mis en place à l'École Polytechnique de Montréal. La communication proposée vise ainsi à présenter les résultats des essais de laboratoire réalisés sur des échantillons de sables, ainsi qu'une loi de comportement qui en résulte.

Le traitement thermique du bois à haute température est effectué en le chauffant aux températures entre 180°C et 230°C. Le produit final possède des nouvelles propriétés comme meilleure stabilité dimensionnelle et résistance biologique contre les microorganismes, couleur foncée attirante. Le mécanisme de vieillissement du bois non traité a été étudié abondamment; cependant, il n’y a pas beaucoup d’information sur l’impact du vieillissement sur le bois traité thermiquement.

Les surfaces des échantillons du tremble non traité et traité thermiquement ont été soumises au vieillissement accéléré pour des périodes de 72 à 1512 heures. Ensuite, ces surfaces ont été analysées par le MEB et les tests de mouillabilité ont été effectués par la mesure des angles de contact sur ces surfaces afin de déterminer les changements dans la structure microscopique et les propriétés thermodynamiques en fonction de la période de vieillissement.

L’analyse des surfaces par le MEB a démontré clairement les changements structurels. Après le vieillissement de longues périodes, il n’y avait pas de différence significative par rapport à la dégradation des surfaces du bois non traité et traité thermiquement. La mouillabilité a augmenté avec le vieillissement dû probablement au développement des cracks sur la surface. La mouillabilité du bois traité thermiquement était moins que celle du bois non traité à cause de la réduction des contenus en extractives et hémicelluloses pendant le traitement thermique.



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.

La straintronique est le domaine qui étudie comment les propriétés électroniques des matériaux sont modifiées par des contraintes mécaniques (déformations). Avec l'essor des matériaux 2D pour les dispositifs d'électronique quantique, il devient nécessaire de modéliser les déformations mécaniques au niveau de l'hamiltonien quantique. Les perturbations de l'hamiltonien dues aux déformations proviennent de deux sources : les déformations du réseau et les changements aux forces de liaison entre les atomes. Nous présentons ici une théorie générale qui tient compte de la symétrie des liaisons et qui nous permet de calculer l'effet complet des déformations en termes de paramètres de structure de bande pour des systèmes à une ou plusieurs couches 2D. Nous utilisons ensuite la théorie des groupes pour déterminer si et comment la déformation peut être décrite par un ou de multiples potentiels scalaires et vectoriels. Nous discutons de plusieurs matériaux 2D et présentons spécifiquement le graphène bicouche déformé comme une application pratique de notre modèle. Dans le graphène bicouche, nous identifions une échelle d'énergie, dépendante de la déformation, au-dessus de laquelle un seul potentiel vectoriel peut décrire la déformation mécanique. Cette simplicité pourrait grandement simplifier l’analyse de données expérimentales dans le domaine de la straintronique quantique. De plus, la généralité de notre modèle nous permet d'étudier systématiquement une plus large gamme de matériaux.

De nos jours, une grande sensibilisation à l’environnement à contribué à augmenter l’usage des fibres naturelles comme renfort dans les matériaux composites. En plus d’être biodégradables et écologiques, les composites à fibres naturelles (CFN) présentent des propriétés mécaniques susceptibles de répondre aux exigences industrielles et donc de concurrencer des matériaux non dégradables dans plusieurs domaines d’application. Dans divers domaines, un des problèmes majeurs pour le développement des CFN est l’effet de l’environnement, en particulier l’humidité et la chaleur qui causent la dégradation des pièces et les rendent inutilisables dans ces conditions. De plus, les processus de vieillissement et d’endommagement sont complexes par la nature hétérogène des matériaux composites. Dans le but d’exploiter au maximum ces matériaux, plusieurs travaux tentent d’expliquer le phénomène de diffusion d’humidité et d’évaluer son effet ainsi que celui de la température sur la perte des performances mécaniques des CFN. Ce présent travail a comme objectif d’étudier expérimentalement et numériquement l’influence du vieillissement hydrique sur le comportement mécanique d’un bio-composite  à fibre courte Chanvre/Polypropylène.  Le comportement mécanique du composite non vieilli est évalué ainsi que l’effet de l’humidité sur ses propriétés mécaniques. Les résultats expérimentaux de diffusion sont comparés à une modélisation numérique par éléments finis.

Le renforcement des structures en béton armé (BA) avec des composites à base de polymères renforcés de fibres (PRF) est une technique relativement récente, mais de plus en plus utilisée en pratique, compte tenu des  avantages qu’elle procure comparativement  au renforcement conventionnel. Le comportement à l’effort tranchant des poutres en BA dépend de plusieurs mécanismes et paramètres complexes et inter-reliés. Parmi ces paramètres, l’effet d’échelle peut avoir une influence majeure sur le comportement à l’effort tranchant des poutres en BA. Peu d’études ont été dédiées au comportement des poutres en BA renforcées à l’effort tranchant à l’aide de PRF externe avec l’effet d’échelle comme paramètre d’étude. L’objectif de la présente étude est de caractériser l’effet d’échelle dans des poutres en BA renforcées à l’effort tranchant avec un renfort en PRF collé en surface avec une configuration en U. Les  paramètres de l’étude sont : (1) l’acier transversal interne et (2) la rigidité du PRF. Cette étude compare six séries de poutres avec trois différentes tailles mais géométriquement semblables. Les résultats  révèlent qu’il y a un effet d’échelle additionnel associé au renfort en PRF qui s’ajoute à  celui associé au béton conventionnel dans les poutres sans acier transversal. En présence d’acier transversal, l’effet d’échelle est atténué par la contribution à la résistance au cisaillement  procurée par l’acier  transversal interne.

Ce travail donne les résultats de 30 mélanges de bétons drainants confectionnés avec un ciment GU, trois types de granulats de calcaire broyés de 2,5-10mm (f₁₀), 5-14mm (f₁₄) et 10-20mm (f₂₀) et trois combinaison binaires et un rapport E/C de 0,30. Pour chaque mélange la masse volumique, la résistance à la compression et traction, la porosité effective et la perméabilité ont été évalués. L’effet de deux niveaux d’énergie de consolidation a été également apprécié. Pour les granulats considérés nous avons varié le rapport entre le volume de pâte et la porosité inter-granulaire (V_P/G_VI) de 30% à 80% afin d’évaluer l’effet du volume de pâte sur les différentes propriétés. Les résultats de nos investigations ont montrés que le f_max a un effet négligeable sur les propriétés mécaniques. Par ailleurs la quantité des particules fines ainsi que la distribution granulométrique (coefficient d’uniformité, coefficient de conformité) influence ces dernières de façon générale. Une porosité d’au moins de 18 % est nécessaire pour assurer la perméabilité minimale requise (1mm/sec). Les résultats ont également montré une nette amélioration des propriétés mécaniques avec l’augmentation du volume de pâte et de l’énergie de consolidation. En considérant les paramètres de notre étude nous avons trouvés que l’intervalle de volume de pâte sur le volume de vide susceptible d’octroyer un béton drainant fonctionnel est compris entre 30 et 60% (V_P/G_VI). 

L’effet du vieillissement accéléré sur la modification de la couleur de la surface du tremble torréfié sous différentes températures de traitement thermique a été étudié avec un colorimètre (Datacolor, CHECK TM), et les résultats ont été analysés selon le système CIE-L*a*b*. L’impact du traitement thermique et du vieillissement accéléré sur la composition surfacique et la cristallinité de cellulose a été examiné avec XPS et FT-IR. Les résultats ont été comparés avec ceux du bois non traité.

Le spectre de XPS a montré que le rapport O/C augmente avec l’augmentation de la période du vieillissement, indiquant l’oxydation de la surface. On a trouvé que la surface du tremble torréfié devient riche en cellulose et pauvre en lignine dû à l’oxydation lors de vieillissement. Cela indique que la lignine est plus sensible au vieillissement que les autres composantes pour le tremble torréfié. La cristallinité de la surface du tremble torréfié a été trouvée plus élevée que celle du bois non traité pendant le vieillissement. Les résultats de l’analyse par FT-IR ont confirmé la sensibilité de la lignine au vieillissement pour le tremble torréfié et non traité. Donc, la lignine se détériore plus vite que les autres composantes lors de vieillissement. Par conséquence, les couleurs de la surface du bois torréfié et non traité devient plus pâles après une longue période de vieillissement.



Trois dendrimères de polyglycérol hyperbranchés de masses molaires moyennes égales à 500, 1100 et 1700 g.mol^-1, ont été obtenus par polymerisation d’un glycidol dérivé de l'huile de soja. L’incorporation de ces dendrimères dans la structure poreuse d’une montmorillonite sodifiée a abouti à l’obtention d’organo-argiles (NaMt-500, NaMt-1100 et NaMt-1700, respectivement). Celles-ci ont été utilisées comme adsorbants pour la capture réversible du CO₂. La capacité de rétention du CO₂ (CRC) a été évaluée par désorption à température programmée. La CRC augmente avec le nombre de groupement OH incorporés. Ces derniers se sont avérés être les principaux sites d'adsorption. Paradoxalement, l’augmentation du poid moléculaire et du pourcentage d’insertion du dendrimère n’accroît pas nécessairement la quantité de CO₂ adsorbées. Ceci serait dû à un renfermement de la structure dendrimérique sur elle-même, entraînant une chute considérable du nombre de groupements OH accessibles. La plus grande valeur de CRC a été obtenue sur les échantillons NaMt-500 à faibles teneurs en dendrimère (2.16 mmol.g^-1). La libération ultérieure du CO₂ nécessite des températures beaucoup plus basses, comparativement aux amines et autres composés analogues. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour la préparation d’adsorbants efficaces pour la capture réversible de gaz à effets de serre, à partir de matériaux peu coûteux et respectueux de l'environnement tels que les argiles et les polyols d’origine végétale.

Les matériaux bidimensionnels (2DMs) tels que le graphène sont intrinsèquement des systèmes électromécaniques. Leurs propriétés de transport quantique sont inévitablement influencées par les contraintes mécaniques. Le graphène a un grand potentiel pour des applications dans le domaine quantique, mais ses propriétés de transport quantique sous contrainte sont peu connues expérimentalement. Nous avons développé une méthodologie expérimentale pour étudier le transport quantique sous contrainte dans le graphène.

Nos mesures sur une première génération de transistors ont confirmé que l’étirement du graphène peut partiellement supprimer sa conductivité électronique en conformité avec la théorie. Ces transistors étaient très courts (80 nm) et leur niveau de désordre électrostatique était relativement élevé. Pour poursuivre nos études dans des dispositifs ultra-propres, tout en maintenant notre capacité à appliquer de grandes contraintes variables (~ 0 - 2 %), nous avons développé une nouvelle génération de dispositifs. Ces transistors ont une longueur de l’ordre de 1 micron et peuvent être recuits par réchauffement de Joule pour réduire leur désordre électrostatique. Nous présentons nos mesures de transport dans ces dispositifs, dans le but de (i) vérifier qu’il est possible de complètement supprimer la conductance de charge du graphène par contrainte mécanique et (ii) mesurer précisément l’effet de la contrainte sur la conductivité thermique à température ambiante.

La conservation de la diversité végétale est un enjeu crucial des prochaines années en raison des changements climatiques appréhendés. Une des façons de conserver cette diversité est sous forme de semences. Or, pour assurer le maintien du potentiel de germination des semences, il faut que le contenant limite les échanges entre l’ambiance de conservation et les semences. Le présent  travail qui rentre dans le cadre d’un projet de recherche entre le CTMP et le MRNF, a pour but de développer une nouvelle formulation pour un contenant permettant une conservation sécuritaire des semences.

Une étude des systèmes ternairesPEHD/PA/Argile a été réalisée en mettant en jeu différents types d’argiles organophiles. Les mélanges ont été préparés à l’état fondu en utilisant une extrudeuse double vis. Un compatibilisant à base de PEHD fonctionnalisé par de l’anhydride maléique (PEHD-g-AM) a été utilisé en vue d’améliorer la dispersion de l’argile dans le PEHD.

Plusieurs méthodes de caractérisation XRD, TEM , DMA  et rhéologie en régime dynamique ont été utilisées pour mettre en évidence les changements morphologiques et physiques des matériaux fabriqués. Les résultats obtenus par DMA combinés avec les changements morphologiques constatés par XRD et TEM ont permis de faire des corrélations avec les essais de perméabilité. Des améliorations tant au niveau des propriétés mécaniques (rigidité) qu’au niveau de l’imperméabilité ont été constatées.

Dans un contexte de développement durable, les matériaux composites à fibres naturelles, de par leur fort potentiel (résistance et module spécifiques, viabilité économique, facilité d’usinage, biodégradabilité) comparé aux composites à fibres synthétiques, font l’objet de nombreux travaux. En ce sens, deux nouveaux renforts à base de fibres unidirectionnelles de lin retenues par un liant papier ou mat à fibres courtes de lin sont en développement à l’UQTR. L’introduction de ces renforts dans la fabrication de pièces à l’échelle industrielle requiert de développer leur capacité à former des préformes qui épousent et conservent, avec le moins de défauts possibles, les caractéristiques géométriques des moules rencontrés dans l’industrie. La qualité des préformes est fortement tributaire de la réponse en compaction et de la conformation géométrique du renfort. Dans cette étude, des essais de compaction ont été réalisés afin d'évaluer l'influence de la température, de la pression, de l'humidité et du nombre de couches de renfort sur le fluage, le recouvrement d'épaisseur, la déformation permanente des renforts et la qualité des préformes 3D. Il semble que la température, la pression et l'humidité augmentent la déformation permanente alors que le nombre de couches agit inversement. De plus, les préformes fabriquées à chaud et à l'état humide ont une meilleure stabilité dimensionnelle (dimensions et géométrie) que les préformes obtenues dans d'autres conditions.

L’acide polylactique (PLA) est un biopolyester thermoplastique dont l’intérêt croissant tient à son caractère renouvelable et à sa biodégradabilité. Ses faibles propriétés thermomécaniques  limitent son utilisation pour la fabrication de pièces techniques. Au cours de cette présentation, nous décrivons une approche  pour améliorer ses performances mécaniques à des températures proches de la température de transition vitreuse du PLA. Cette approche repose sur l’ajout de fibres naturelles qui servent de renfort à la matrice polymère de type PLA. Une bonne  compatibilité entre les fibres naturelles et la matrice est primordiale et dépend principalement de l’existence d’interactions physiques et chimiques entre les deux entités. Si de telles interactions prévalent, alors les gains en termes de propriétés thermomécaniques seront élevés. L’ajout de fibres naturelles viendra également diminuer le coût de revient du matériau final. Cette présentation a pour objectif de préciser les différentes stratégies employées par le Centre de technologie minérale et de plasturgie (CTMP) pour améliorer les propriétés du PLA et la compatibilité des fibres naturelles avec ce polymère.



Ce projet de recherche aborde un défi crucial dans le domaine des aciers à haute résistance : l'optimisation simultanée de la résistance  et de la ténacité. Traditionnellement, l'amélioration de l'une de ces propriétés se faisait au détriment de l'autre, limitant ainsi les performances globales des matériaux. La contribution majeure de cette étude réside dans la découverte de cycles de traitement thermique non conventionnels capables d'améliorer à la fois la résistance et la ténacité. Cette avancée ouvre de nouvelles perspectives pour la conception de matériaux aux propriétés mécaniques supérieures. La méthodologie employée s'appuie sur une analyse approfondie de la relation entre la microstructure et les propriétés mécaniques des aciers. En utilisant des techniques avancées telles que la dilatométrie à haute résolution et la microscopie électronique , il a été possible d'observer et de quantifier les transformations de phase se produisant lors des traitements thermiques. Les résultats de cette étude sont prometteurs, démontrant qu'il est possible de dépasser les limites des traitements thermiques conventionnels. Ces découvertes pourraient révolutionner la conception et la fabrication d'aciers à haute performance pour des applications exigeantes dans divers secteurs industriels et ouvrent la voie à une nouvelle génération d'aciers innovants

Les moules s’ancrent aux récifs côtiers en produisant des fibres appelées byssus. Bien que ces dernières soient extensibles et rigides, leurs propriétés uniques ne sont pas exploitées. En effet, le byssus est traité comme un déchet par l’industrie. Les travaux réalisés au cours de cette étude ont rendu possible pour la première fois la valorisation de ces fibres naturelles: des films à base de protéines extraites du byssus de moules Mytilus edulis ont été préparés. Diverses approches ont ensuite été employées dans le but d’optimiser leurs propriétés physico-chimiques et mécaniques: 1) la coordination d’ions métalliques (Na⁺, Ca²⁺, Fe³⁺); 2) des traitements utilisés pour rendre insoluble la fibroïne de soie (méthanol, acide acétique, vapeurs d’eau); et 3) des techniques connues pour induire la réticulation du collagène (déshydratation thermique, irradiation aux rayons UVC). Divers tests de caractérisation ont permis de comparer leur efficacité. Les résultats des mesures de traction, de gonflement, de solubilité et de spectres FT-IR suggèrent que certains traitements permettent la réticulation des films. De plus, des tests effectués ont prouvé qu’ils n’étaient pas cytotoxiques. Ces films pourront ainsi constituer un support adéquat pour la culture cellulaire.

Les caoutchoucs de silicone, en raison de leur propriété d'hydrophobicité, sont beaucoup utilisés pour les isolateurs à haute tension. Ils sont divisés en deux sous-catégories: vulcanisation à haute température (HTV) et vulcanisation à température ambiante (RTV).

Une surface superhydrophobe avec un angle de contact <150º et un angle de glissement >10º peut être obtenue par une combinaison de matériaux à faible énergie de surface et de surface micro-nanostructurée. De nombreuses méthodes pour créer de telles surfaces telles que les traitements plasma, les dépôts chimiques en phase vapeur et les méthodes électrochimiques peuvent soulever des préoccupations environnementales. Utilisation des modèles pour créer une réplique de surface ayant des micro-nanostructures pourrait être considérée comme la méthode la plus favorable.

Dans ce travail, la fabrication de silicone (HTV) superhydrophobe se fait principalement par deux étapes: fabrication d'une matrice en aluminium par procédé de gravure acide, réplication directe pour fabriquer une surface en caoutchouc ayant des micro-nanostructures. Des surfaces de silicone ayant un angle de contact avec l'eau <160º et un angle de glissement> 6º ont été produites grâce à cette méthode. Les images MEB permettent de vérifier la création de micro-nanostructures à la surface. Les résultats obtenus à partir des spectres FTIR confirme que la réplication directe est une méthode complètement physique et ne change pas la surface chimiquement.

Les nanoperles de carbone (NPC), particules nanométriques de forme sphérique, se présentent sous forme de mousse spongieuse constituée de chapelets de perles entrelacées.Ces perles pleines, de diamètre moyen de 100 nm, sont constituées de couches concentriques de carbone amorphe. Leur production se fait par dépôt chimique d'un gaz en phase vapeur (CVD), à pression atmosphérique, dans un four porté à haute température, et à l’aide d’un catalyseur métallique.

Ces particules peuvent être utilisées comme cathode d’émission de sources rayons X pour la radiothérapie ou l’imagerie rayons X. Mélangées aux polymères, de par leur propriétés physiques intéressantes, elles peuvent jouer un rôle important dans l’élaboration de nouveaux matériaux composites. Utilisées comme particules de renfort , elle peuvent  améliorer les propriétés (mécaniques, optiques, électriques) de nouveaux matériaux innovants.

Dans cette présentation on parlera, tout d’abord le montage et la caractérisation du premier prototype de générateur rayons X à base de cathodes froides en nanoperles de carbone, ensuite le montage d’un nouveau réacteur de production massive et en continue de ces NPC.  Les caractéristiques spécifiques des nanocomposites avec les renforts (filler) de NPC, sont intimement liées à la structure nanométrique et sphérique de nos NPC pur mais également de leur homogénéité en dimension supérieure à 94%; Ce qui permet de minimiser le coût de fabrication dans l'optique d'une industrialisation.