Energy for a sustainable development

4D-IOLIMAT

4D PRINTING FOR DESIGNING INNOVATIVE
Keywords: 
LIQUIDES IONIQUES POLYMERISABLES
RESEAUX POLYEPOXYDE
Project Leader: 
INSA LYON - IMP
INSA’s scientific leader: 
Jannick DUCHET
Le concept développé dans le projet Breakthrough 4D IOLIMAT suscite beaucoup d’espoir pour donner de l’intelligence aux objets fabriqués par impression 3D.

Il faut comprendre par impression 4D, la possibilité d’imprimer un objet qui, au bout d’un temps prédéfini, pourrait changer de forme par effet d’un stimulus externe comme la lumière, la température, un courant électrique, etc. Le projet Breakthrough 4D IOLIMAT propose une approche scientifique originale et innovante pour concevoir de nouvelles résines époxy qui pourraient être compatibles avec l’impression 4D.

POURQUOI? Pour développer des réseaux thermodurcissables multifonctionnels pour de nombreuses applications potentielles. On peut imaginer ces réseaux polyépoxydes utilisables comme matrice dans un composite capable de retrouver sa forme originelle après déformation, prenant une forme donnée ou stockant de l’énergie mais aussi en tant que nouvel électrolyte tout solide dans les dispositifs électrochimiques de forme complexe pour le domaine de la santé pour des applications biomédicales.

COMMENT? La synthèse de ces nouveaux monomères époxy met en œuvre une chimie respectueuse de l'environnement, véritable alternative aux voies conventionnelles qui manipulent des composés toxiques comme le bisphénol A. Grâce à un projet Emergence CNRS, un premier monomère époxydé à squelette imidazolium a été synthétisé avec succès par l’IMP à l’échelle de la centaine de grammes par simple oxydation d’un alcène à température ambiante avec formation d’acétone uniquement comme sous-produit. Des fonctions époxyde cycloaliphatiques sont également introduites car celles-ci

permettent une photopolymérisation et une impression 3D par stéréolithographie afin de mettre en forme des réseaux polymère totalement novateurs. L'architecture et les propriétés fonctionnelles, comme une aptitude à la mémoire de forme de ces réseaux sont aussi ajustées par l'introduction de liaisons dynamiques. Cette chimie alliée à la parfaite connaissance des procédés de mise en forme des réseaux thermodurcissables constituent désormais une véritable plate-forme de connaissances pour l'impression 4D qui ouvre sur le design de matériaux et objets intelligents.

Structure chimique des monomères époxy

QUI ? Le projet multidisciplinaire IDEX Breakthrough allie la combinaison des savoirs-faire des unités CNRS IMP et Lab.Chimie de l’ENS Lyon pour décrire l'ensemble de la recherche intégrée depuis la synthèse des monomères en passant par la modélisation des interactions polymères-liquides ioniques jusqu’à l'analyse de la structuration multi-échelles et la caractérisation des réseaux. La percée apportée par 4D IOLIMAT permettra et permet déjà d’avoir à Lyon un pôle de recherche incontournable et unique associant polymères et liquides ioniques (avec également le pilotage du GDR CNRS #3585-LIPS) qui pourrait proposer des matériaux polymère innovants pour l'impression 4D.

 

INSA Challenge: 
Energie pour un développement Durable
Partners: 
LABORATOIRE DE CHIMIE ENS DE LYON
AGILIO PADUA
MARGARIDA COSTA-GOMES
Funding Institution: 
UDL
Dates - Duration: 
2019-12-01 00:00:00
Funding: 
825000
Contact: 
jannick.duchet@insa-lyon.fr

IMPULSION 2020-DOITRAND

Prévision de la rupture pour une conception optimisée de matériaux architecturés et de matériaux composites
Project Leader: 
INSA LYON - MATEIS
INSA’s scientific leader: 
DOITRAND Aurélien

Les matériaux architecturés ou composites offrent d’innombrables possibilités de conception de microstructures dont certaines permettent d’atteindre des propriétés mécaniques exceptionnelles. S’appuyant sur une forte volonté de dialogue numérique-expérimental, ce projet vise au développement d’essais de caractérisation spécifiques et de modèles prédictifs pour l’optimisation de ce type de microstructures vis-à-vis de la fissuration et de la rupture.

INSA Challenge: 
Energie pour un développement Durable
Funding Institution: 
UDL
Dates - Duration: 
2020-01-01 00:00:00 to 2021-12-01 00:00:00
Funding: 
57000
Contact: 
aurelien.doitrand@insa-lyon.fr

C-PI-GAN

Combinaison de transistors GaN à architectures verticale et horizontale pour la conversion de puissance
Project Leader: 
CNRS - LN2
INSA’s scientific leader: 
Luong Viet PHUNG

Conception, développement et intégration des composants en Nitrure Gallium verticaux aux composants latéraux

INSA Challenge: 
Energie pour un développement Durable
Partners: 
INSA LYON - AMPERE
CNRS - CRHEA
CNRS - LAAS
SAINT GOBAIN
Funding Institution: 
ANR
Dates - Duration: 
2019-06-01 00:00:00 to 2022-12-01 00:00:00
Funding: 
691000
Contact: 
luong-viet.phung@insa-lyon.fr

Elan ERC MADEO

Keywords: 
METAMATERIAUX
MODELES CONTINUS ENRICHIS
Project Leader: 
INSA LYON - GEOMAS
INSA’s scientific leader: 
Angela MADEO
 
 
Dans l’intimité de la matière
 
INSA Challenge: 
Energie pour un développement Durable
Funding Institution: 
UDL
Dates - Duration: 
2018-09-01 00:00:00 to 2020-08-01 00:00:00
Funding: 
60000
Contact: 
angela.madeo@insa-lyon.fr

THESIS

Keywords: 
CELLULE PHOTOVOLTAÏQUE
Three terminal tandem HEterojunction on interdigitated back contacts SIlicon Solar cell
Project Leader: 
CENTRALE SUPELEC
INSA’s scientific leader: 
Erwann FOURMOND

  Tandem solar cell with 3 contact

INSA Challenge: 
Environnement : Milieux naturels, Industriels et Urbains
Partners: 
CEA
INSA LYON - INL
EDF
Funding Institution: 
ANR
Dates - Duration: 
2018-11-01 00:00:00 to 2022-04-01 00:00:00
Funding: 
667000

MACAO

Keywords: 
CARACTERISATION IN SITU
PROPRIETES MECANIQUES
Précision de la mesure – cas des propriétés mécaniques de nanoparticules d’oxyde
Project Leader: 
INSA LYON - MATEIS
INSA’s scientific leader: 
Lucile JOLY-POTTUZ
INSA Challenge: 
Energie pour un développement Durable
Partners: 
UNIVERSITE Claude Bernard Lyon 1 - ILM
Funding Institution: 
ANR
Dates - Duration: 
2019-01-01 00:00:00 to 2022-06-01 00:00:00
Funding: 
376000
Contact: 
lucile.joly-pottuz@insa-lyon.fr

SCUSI –FREGONESE - COOP.INTERNATIONALES

Compréhension et modélisation des mécanismes de corrosion à haute température des alliages Ni-Cr pour applications dans le domaine de l'énergie
Project Leader: 
INSA LYON - MATEIS
INSA’s scientific leader: 
Marion FREGONESE

Les alliages base Nickel sont des matériaux très prometteurs dans de nombreux secteurs de l'énergie ; ils sont en particulier largement utilisés comme matériaux de structure dans les installations nucléaires opérant en conditions sévères de température et de pression. Ces matériaux présentent en effet d'excellentes propriétés de résistance à la corrosion, au fluage et à l'usure, qui en font d'excellents candidats pour la réalisation de générateurs de vapeur surchauffés des générations futures de réacteurs. Leur bonne résistance à la corrosion provient de la formation spontanée d'une couche d'oxyde de chrome à leur surface qui joue le rôle de barrière à la dissolution anodique et à l'oxydation du métal, garantissant ainsi l'intégrité de la structure. Malgré la présence de cette couche protectrice, le risque de corrosion localisée (corrosion sous contrainte notamment) n'est pas nul et il convient de comprendre et d'optimiser les propriétés de cette couche barrière pour prévenir des dégradations. Des études antérieures sur ce sujet ont conduit à (i) mettre en évidence l'existence d'un optimum dans la composition des alliages base Nickel pour garantir une bonne résistance à la corrosion en milieu aqueux à hautes températures et pressions et en vapeur d'eau surchauffée, et (ii) développer un modèle prédictif de l'oxydation à haute température des alliages de zirconium en milieu primaire de réacteur nucléaire. Les similarités entre les deux systèmes : propriétés semiconductrices des films d'oxyde, migration des espèces ioniques et des électrons au sein du film d'oxyde, formation d'un nouvel oxyde à l'interface métal/oxyde, rendent particulièrement prometteuse la transposition du modèle développé pour comprendre et simuler l'oxydation des alliages de zirconium, au cas des alliages base Nickel. C'est le principal objectif de la présente étude.

INSA Challenge: 
Energie pour un développement Durable
Partners: 
UNIVERSITE DE PENNSYLVANIE
UNIVERSITE DU WINCONSIN-MADISON
Funding Institution: 
REGION AURA
Dates - Duration: 
2018-02-01 00:00:00 to 2020-02-01 00:00:00
Funding: 
30000
Contact: 
marion.fregonese@insa-lyon.fr

ECOGAZ

Project Leader: 
INSA LYON - DEEP
INSA’s scientific leader: 
Gaëlle DUCOM

Valorisation énergétique de combustibles alternatifs issus de déchets par gazéification

INSA Challenge: 
Energie pour un développement Durable
Partners: 
INSA LYON - CETHIL
Funding Institution: 
REGION AURA
Dates - Duration: 
2018-01-01 00:00:00 to 2021-12-01 00:00:00
Funding: 
218000
Contact: 
gaelle.ducom@insa-lyon.fr

LIVEMETAOPTICS

HYBRID DYNAMIC STRUCTURES FOR OPTICAL-QUALITY SURFACES SHAPE CONTROL
Project Leader: 
CNRS - CRAL
INSA’s scientific leader: 
Jean-Fabien CAPSAL (LGEF)

L'impression 4D de polymères électroactifs comme nouvel outil pour le contrôle de la forme de structures dynamiques hybrides des surfaces de qualité optique.

INSA Challenge: 
Energie pour un développement Durable
Partners: 
UNIVERSITÉ DE HAWAII
INSA LYON - LGEF
Funding Institution: 
ANR
Dates - Duration: 
2018-10-01 00:00:00 to 2021-09-01 00:00:00
Funding: 
406103
Contact: 
jean-fabien.capsal@insa-lyon.fr

PYRAMID

Piping sYstem, Risk management based on wAll thinning MonItoring and preDiction
Project Leader: 
INSA LYON - LVA
INSA’s scientific leader: 
Philippe GUY (LVA)

Gestion du risque industriel via le suivi et la prédiction de la perte d’épaisseur par corrosion de tuyauteries.

INSA Challenge: 
Energie pour un développement Durable
Partners: 
INSA LYON - MATEIS
CEA LIST
IFS-TOHOKU UNIVERSITY
GSE-TOHOKU UNIVERSITY
CRIEPI
GUNMA UNIVERSITY
CNRS - ELYTMAX
Funding Institution: 
ANR
Dates - Duration: 
2017-11-01 00:00:00 to 2020-11-01 00:00:00
Funding: 
475300
Contact: 
philippe.guy@insa-lyon.fr

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