
Sciences & Société
Premier colloque du GDR NanOperando
Ces journées scientifiques ont pour but de réunir la communauté du GDR NanOperando et de présenter les derniers résultats autour des (nano)-matériaux évoluant dans leurs milieux naturels ou d’application.
Avec plus de 160 chercheurs impliqués dans le GDR, ce colloque espère réunir les physiciens, les chimistes, les biologistes et les géologues qui s’intéressent à la dynamique structurale des matériaux synthétiques ou biologiques dans un environnement liquide ou gazeux, en exploitant différentes techniques d’analyse in situ, operando (microscopie électronique, microscopie en champ proche ou rayonnement synchrotron) et des approches théoriques.
Les grandes lignes de ce colloque ont été définies avec pour objectif de proposer un programme scientifique interdisciplinaire.
Información adicional
- https://nanoperando.sciencesconf.org/
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INSA Lyon - Villeurbanne
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19ᵉ Colloque S.mart "Recherche et enseignement agiles pour une industrie soutenable"
Desde 12 Hasta 15 MayoAteliers danse avec la Cie MF
Les 15 et 22 mai 2025
International
Coopération INSA Lyon-Université du Tohoku: nouveaux accords pour le programme ELyT
Une délégation exceptionnelle d’une cinquantaine d’enseignants chercheurs japonais conduite par le Pr Susumu SATOMI, Président de l’Université du Tohoku, était accueillie par Eric MAURINCOMME ce lundi 5 mars pour la cérémonie de signature de deux programmes majeurs portés par l’Université de Lyon et le CNRS : le Laboratoire International Associé ELyT Global, et l’Unité Mixte Internationale ELyT MaX qui désormais disposera de bureaux en propre à l’INSA Lyon.
En 2016, le CNRS, l’Université de Lyon et l’Université du Tohoku créent un centre de recherche franco-japonais, l’UMI ELyT MaX, tout d’abord basée à Sendai. L’équivalent de 5 chercheurs français à plein temps et 5 doctorants, pour certains en co-tutelle entre l’INSA Lyon et l’Université de Tohoku, ont ainsi rejoint une équipe de 9 chercheurs de l’Université du Tohoku. Désormais, l’UMI ELyT MaX disposera également d’un site à Lyon permettant d’accueillir des chercheurs en provenance de l’Université du Tohoku. L’Insitute of Fluid Sciences (IFS) missionne dès cette année deux enseignants-chercheurs pour trois mois à l’INSA Lyon, et des professeurs et leurs doctorants seront envoyés à l’INSA Lyon pour des périodes longues à partir de l’année prochaine. ELyT MaX se focalise sur l’impact des conditions eXtrêmes, dans les domaines des matériaux pour la production industrielle et le transport, pour la conversion énergétique à l’échelle centimétrique, et dans l’ingénierie médicale. Deux co-directeurs, Kazuhiro Ogawa (Université du Tohoku) et Gaël Sebald (INSA Lyon), dirigent conjointement l’UMI ELyTMaX.
En parallèle, le LIA ELyT Global succède au LIA ELyT Lab créé en 2008, avec un champ collaboratif plus vaste sur les applications et enjeux sociétaux liés aux sciences de l’ingénierie. Les activités de recherche retenues répondent aux enjeux sociétaux communs entre la France et le Japon : l’énergie, les transports et la santé. Dirigé conjointement par Tetsuya Uchimoto (Université du Tohoku) et Julien Fontaine (Ecole Centrale de Lyon), ce réseau d’une centaine de scientifiques des deux pays compte actuellement plus de 25 projets collaboratifs de recherche. Dans les jours qui viennent près de 80 chercheurs français et japonais se réunissent durant 3 jours dans le cadre du workshop ELyT pour approfondir la collaboration.
ELyT est ainsi devenu la marque d’un partenariat institutionnel exemplaire pour lequel l’INSA Lyon continue à jouer un rôle moteur. A l’occasion de sa visite, le Président Susumu SATOMI a souligné son attachement à l’INSA Lyon, qui accueille depuis 2004 le Bureau de liaison de l’Université du Tohoku. Considérée comme la meilleure université d’ingénierie au Japon, et classée au 3ème rang mondial dans le domaine des matériaux, l’Université du Tohoku est un partenaire éminent tant pour la recherche que la formation. Grâce à l’Ecole d’été ELyT School, une quinzaine d’étudiants de l’INSA Lyon participent chaque année avec des étudiants japonais à un programme scientifique organisé alternativement à Lyon et à Sendai. Ils sont aussi de plus en plus nombreux à partir en échange puisque nous avons 11 candidats pour l’année académique 2018-19, dont 5 pour le double-diplôme Ingénieur/Master.

Recherche
Science et Génie des Matériaux : 40 ans d’histoire à l’INSA Lyon
La discipline est à l’honneur en cette fin d’année à l’INSA Lyon, qui s’apprête à décerner 3 diplômes de Docteur Honoris Causa à des personnalités de rang international dans le domaine.
3 questions à Bernard Normand, enseignant-chercheur à l’INSA Lyon spécialisé en science des matériaux.
Quelle est la place des sciences des matériaux à l’INSA Lyon ?
L’INSA est une école qui a toujours su être visionnaire et s’adapter aux tendances. Elle a évolué avec son temps, et continue de le faire, aussi bien au niveau de la recherche que du développement.
Au départ, le département SGM (Sciences et Génie des Matériaux) était constitué de disciplines dont les contours étaient bien définis, à l’instar de la chimie, la physique, la mécanique, etc. Il était alors le département de Physique des Matériaux. Peu à peu, et notamment au début des années 1980, on a observé une mutation qui accompagnait le métier d’ingénieur et une évolution vers la Science pour l'Ingénieur et donc vers la Science des Matériaux, une vision beaucoup plus ingénierie qui inclut "les procédés" et "la durabilité". C’est ainsi qu’au début des années 1990, le département a été rebaptisé le Département de Science et Génie des Matériaux.
L’une de ses grandes forces a été de s’appuyer sur plusieurs laboratoires : l’INL (Institut des Nanotechnologies), l’IMP (Ingénierie des Matériaux Polymères) et MATEIS (Matériaux, Ingénierie et Sciences). Une spécificité de l’INSA Lyon qui permet de couvrir toutes les classes des matériaux et un large spectre de fonctionnalités… Pour répondre ainsi à toute cette évolution de l’ingénierie, qui s'inscrit dans l'intérêt croissant qu'ont d’autres laboratoires, comme le LAMCOS ou encore le CETHIL, AMPERE, GEOMAS, etc., pour l'intégration des matériaux dans leurs recherches.
De mon point de vue, ces évolutions que portent l'INSA sont en miroir de l'évolution de la science des matériaux. En effet, les préoccupations de l'ingénieur d'aujourd'hui sont placées au centre de l'interaction des disciplines mais correspondent également aux réponses technico-économiques. Et tout ceci est en phase avec ce qui est illustré par les grands thèmes de la Recherche INSAlienne à savoir : le transport, l’énergie, la santé, pour ne citer que ceux-ci. La question est donc, qu'est-ce qu'on fait sans les matériaux pour envisager un produit industriel ? rien !
Qu’est-ce qu’un ingénieur spécialisé en Sciences et Génie des Matériaux ?
Quand on pense matériaux, on pense souvent à une fonctionnalité, comme la mécanique ou encore la semi-conductivité. Mais il faut compter sur la combinaison d’autres fonctionnalités comme la chimie, la physique ou la thermique, par exemple… Que les collègues d’autres disciplines me pardonnent, j’ai peur d’en oublier… Je dis à mes étudiants qu’un ingénieur en Science des Matériaux doit gérer la complexité de la multifonctionnalité.
Le but de notre formation est donc de diplômer des ingénieurs qui restent généralistes, et pluri-compétents, avec bien sûr une spécialisation Matériaux. Elle leur permet de mener une approche systémique dans l’optimisation et la définition des matériaux et des procédés avancés d’élaboration.
Les étudiants sont très enthousiastes à l'idée de suivre ces formations pour intégrer des entreprises nationales qui ont besoin de notre modèle d'ingénieur-matériaux. Le modèle s’exporte aussi très facilement et est même recherché par les entreprises dans le monde entier.
Que va-t-il se passer le 7 décembre prochain à l’INSA Lyon ?
L’INSA Lyon décerne 3 diplômes de Doctorats Honoris Causa, un titre honorifique que l’on décerne rarement à trois lauréats en même temps ! Il s’agit de personnalités qui comptent beaucoup dans la longue liste des partenariats internationaux du laboratoire MATEIS à savoir : Niels de Jonge, de l’Université de Saarland, Yukitaka Murakami, de l’Université de Kyushu et Antoni P. Tomsia, de l’Université de Californie seront donc honorés. Ils ont la particularité de partager les valeurs de transmission et d’humanité que défend l’INSA. C’est pourquoi il était important de le faire en cette année anniversaire de l’INSA, qui fête ses 60 ans. C’est une formidable occasion de mettre à l’honneur les 40 ans de formation en Science des Matériaux et les 10 ans du laboratoire MATEIS.
Le programme du 7 décembre 2017
Le déroulé des interventions est construit pour refléter la structuration matricielle du laboratoire MATEIS en 6 équipes de recherche : 3 équipes dont le champ recouvre une classe de matériaux, et 3 équipes qui présentent une activité générique. Les interventions des chercheurs et des Docteurs Honoris Causa sont positionnées en fonction de cette structure.
Stéphanie Deschanel, chercheur au laboratoire MATEIS de l’INSA Lyon et Jérôme Weiss, chercheur au CNRS, ont uni leurs plumes pour élaborer une publication récemment mise à l’honneur dans la revue Scientific Reports, parue le 20 octobre dernier. Leur sujet ? La rupture par fatigue des matériaux : vers un contrôle plus performant.
Contexte
Dans l’industrie, la moitié des ruptures mécaniques des systèmes sont dues à des ruptures de fatigue, causées par l’effet cumulatif de sollicitations mécaniques cycliques. Celles-ci résultent de la propagation de fissures qui sont particulièrement difficiles à déceler car elles n’entrainent pas de modification apparente des propriétés des matériaux et aujourd’hui, seuls des outils d’analyse globale de la matière tentent de détecter ces microfissures.
Découverte
Des chercheurs du CNRS et de l’INSA Lyon ont découvert des signaux acoustiques spécifiques à la propagation des fissures de fatigue au sein de matériaux métalliques. Ces ondes (ou microséismes) émises à chaque cycle de charge sont considérées comme des alarmes précoces et fiables de la fatigue des matériaux. Cette découverte ouvre ainsi la voie à de nouveaux outils de contrôle non-destructifs et plus performants pour l’industrie.

Formation
Politique internationale : l’INSA Lyon lance son Bachelor
C’est en toute discrétion que l’INSA Lyon a lancé l’an dernier un programme de bachelor. 25 places sont ouvertes pour une deuxième promotion. L’heure est à la sélection.
Objectif international. En proposant un programme de formation sur 3 ans après le Bac, l’INSA Lyon élargit son ouverture à l’international et cherche à davantage capter les étudiants anglo-saxons, plus familiers à ce modèle court de poursuite d’études. Pour mieux correspondre aux standards outre-Manche, l’INSA a d’ailleurs conçu ce bachelor en partenariat avec la prestigieuse université de technologie de Strathclyde, à Glasgow. Domaine de spécialité : ingénierie mécanique et aéronautique.
« Ce bachelor est un diplôme d’établissement reconnu par nos partenaires » précise le directeur de l’INSA Lyon Eric Maurincomme. « La société Safran nous soutient financièrement dans cette démarche pédagogique, et nous souhaitons accueillir 25 étudiants internationaux par promotion. »
Avec ce cursus, hors de question de concurrencer les licences des universités lyonnaises mais bien de rendre l’INSA plus visible à international. En choisissant le modèle du bachelor, l’INSA permet aux étudiants une fois diplômés d’entrer sur le monde du travail ou de poursuivre leurs études avec la particularité de posséder un diplôme reconnu partout en Europe. La maîtrise des deux langues, française et anglaise, et une bonne connaissance des deux cultures seront bien évidemment un plus dans leur curriculum vitae.
« Il n’y a pas vraiment de formation Bac+3 en ingénierie en France et c’est un manque sur le marché du travail » précise Philippe Velex, enseignant-chercheur à l’INSA Lyon et responsable de l’International Bachelor in Mechanical, Materials and Aerospace Engineering. « Ce bachelor s’inspire d’un standard international classique que ce soit aux Etats-Unis ou au Royaume-Uni. Il est également compatible avec le système LMD instauré en Europe » précise-t-il.
Avec la totalité des cours en anglais (niveau C1 requis), ce programme insalien, qui vise l’excellence, met l’accent sur le travail en équipe et par projets, il permet une spécialisation dès l’entrée, en mécanique, science des matériaux ou aéronautique. Un stage de découverte de l'entreprise d’un mois est obligatoire en fin de première année. En deuxième année, les élèves doivent intégrer dans leur planning une journée par semaine à l’ECAM, Ecole Catholique d’Arts et Métiers de Lyon, partenaire de ce programme. Au deuxième semestre (S4 en réalité), direction Glasgow pour suivre les cours à l’université de Strathclyde. Le programme s’achève en troisième année par deux semestres à l’INSA Lyon puis par un stage en Europe de 3 ou 4 mois.
Une autre formation de niveau bachelor sera offerte prochainement au sein du Groupe INSA, en collaboration avec la société de formation à distance OpenClassrooms. Les modules fournis par les 6 INSA sont en cours de finalisation autour d’une spécialisation « Internet des Objets », et dans le cadre d’un projet IDEFI financé par l’Agence Nationale de la Recherche dans le cadre des Investissements d’avenir pour l’enseignement supérieur et la recherche.

International
Habitat au Tchad : vers plus d’économie d’énergies
La terre crue pour remplacer la construction classique en agglomérés et réduire les dépenses énergétiques ? C’est à l’étude au Tchad et au Burkina Faso grâce à la recherche accompagnée par l’INSA Lyon.
Dans l’œil du Centre National pour la Recherche et le Développement (CNRD) du Tchad : l’habitat traditionnel et plus particulièrement les dépenses énergétiques de ces constructions qui atteignent des sommets tout au long de l’année. En effet, températures fortes et soleil constant engendrent une surconsommation des climatiseurs, qui finissent eux-mêmes par chauffer les parois des habitations et autres bureaux, ajoutant ainsi à la chaleur ambiante.
« Nous aimerions gagner 5 à 6 degrés à l’intérieur de l’habitation, en allant vers l’utilisation de certains matériaux locaux comme la terre crue, explique Jean-Yves Champagne, chercheur à l’INSA Lyon très impliqué dans la recherche au Tchad. Nous sommes en train de construire une cellule expérimentale d’un habitat en BTS, Briques de Terre Stabilisée, à N’Djamena, au sein du CNRD. Elle est montée juste à côté d’un bâtiment existant de composition « béton », très classique au Tchad, pour nous permettre de mettre les deux constructions en comparaison. Les 4 faces seront analysées au fil du temps pour parvenir à envisager des solutions plus viables thermiquement » précise Jean-Yves Champagne.
Terre crue ou béton aggloméré ? C’est ce que doit déterminer le projet CABET (Construction Alternative Basse Energie) accompagné par le Fonds de Solidarité Prioritaire mis en place par le Ministère des Affaires Etrangères français. Les résultats de ce projet ont pour intérêt de pouvoir guider ensuite la construction de Centres d’Apprentissage de la Langue Française dans deux villes du Tchad, Mongo et Moundou.
« On construit cette cellule expérimentale avec une approche évolutive, ce qui nous laisse la possibilité de nous adapter progressivement et de l’équiper ou non d’un plancher isolant, de fenêtres à double vitrage ou d’isolation des murs et du plafond. Cette approche environnementale nous amène à utiliser des matériaux locaux traditionnels avec des renforts en fibre végétale » ajoute Jean-Yves Champagne.
Cette recherche sur l’habitat en terre crue est accompagnée par des travaux de recherche sur les matériaux menés à l’INSA Lyon par Elodie Prud’homme, Maître de Conférences au Département Génie Civil et Urbanisme et chercheuse au laboratoire MATEIS (Sciences des Matériaux) qui travaille sur le même type de projet au Burkina Faso, à Ouagadougou, plus précisément à l'école 2iE.
Cette approche scientifique, qui accompagne une doctorante, permettra de comparer les deux sites qui présentent quasi le même climat mais avec des matériaux d’habitats différents, et déclencher la réflexion sur le développement de quartiers éco-environnementaux dans les deux villes concernées par l’expérience.
Les liens de l’INSA Lyon avec l’Afrique Sub-Saharienne, se tissent tant sur le plan de la recherche que sur celui de l’enseignement. Avec l’ouverture de l’INSA Euro-Méditerranée en septembre 2015, premier INSA construit à l’international, le Groupe INSA souhaite répondre à la problématique de formation de l’ingénieur d’aujourd’hui sur le sol africain.
« L’Afrique se met aussi en ordre de marche pour répondre aux attentes de formation d’ingénieurs de haut niveau. 7 pays africains sont impliqués dans un réseau qui ne souhaite que grandir : les 3 pays du Maghreb, le Tchad, le Burkina Faso, le Sénégal et la Mauritanie » complète Jean-Yves Champagne.
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Recherche
MATEIS à l’honneur dans la revue Nature Communications !
Dans le cadre d’une collaboration avec deux universités anglaises de renom (Imperial College London et Queen Mary University London), Sylvain Meille et Jérôme Chevalier, chercheurs au laboratoire MATEIS, ont participé à la mise au point de nouvelles céramiques plus résistantes et permettant un autodiagnostic. Ces travaux font l’objet d’une publication dans la revue Nature Communications.
Entretien avec Sylvain Meille.
Que représente pour vous une publication dans Nature Communications ?
Nature Communications est un journal affilié au célèbre journal Nature et lorsque nous sommes publiés dans ces pages, nous bénéficions d’une belle visibilité. C’est rare et on est très content ! D’autant plus que cet article est en open-access et peut être consulté par tout le monde.
Sur quoi porte cet article ?
Il illustre une belle collaboration européenne entre le laboratoire MATEIS de l’INSA Lyon et deux universités anglaises prestigieuses. En effet, nous avons reçu dans notre laboratoire un doctorant, Claudio Ferraro, recruté dans le projet européen Biobone (réseau Marie Curie). La particularité de ce réseau est de nous amener à choisir un doctorant non originaire du pays dans lequel il effectue sa thèse. Claudio est napolitain, il a effectué sa thèse à l’ Imperial College London. Au cours de sa thèse, il a passé 6 mois au laboratoire MATEIS au cours desquels nous avons travaillé ensemble. Avec Jérôme Chevalier, directeur du laboratoire MATEIS, nous avons participé à la mise au point de nouvelles céramiques multifonctionnelles. Plus précisément, nous avons participé à la caractérisation mécanique de nouveaux matériaux bio-inspirés. C’est l’objet de la publication.
Qu’avez-vous concrètement découvert ?
Un matériau qui conduit bien l’électricité et qui est très résistant mécaniquement. En somme, une combinaison de propriétés originale ! Grâce à une microstructure composite, ce matériau possède un réseau interconnecté de graphène avec une matrice en verre d’oxycarbure de silicium. On a découvert qu’il présentait une conductivité électrique très supérieure à d’autres composites céramiques suite à la présence du réseau interconnecté de carbone.
En terme d’application, cela offre la possibilité d’autodiagnostic d’une structure. Je schématise : si mon matériau est sain, il est conducteur d’électricité. S’il est défectueux, je peux le savoir parce qu’il sera moins conducteur.
Dans un même temps, les interfaces entre le graphène et la matrice permettent également un effet de renforcement mécanique en déviant les fissures, évitant ainsi une rupture fragile et brutale, comme il a été observé sur la nacre des coquillages. Etudier ce qui se passe dans le vivant et s’en inspirer pour fabriquer des matériaux innovants, c’est ce qu’on appelle la bio-inspiration.
Pour en savoir plus :
- Using graphene networks to build bioinspired self-monitoring ceramics, OT. Picot, VG. Rocha, C. Ferraro, N. Ni, E. D’Elia, S. Meille, J. Chevalier, T. Saunders, T. Peijs, MJ. Reece, E. Saiz, Nature Communications, 8, 14425 (2017)
MATEIS : mateis.insa-lyon.fr
Réseau de graphène avant imprégnation par la matrice, barre d’échelle 100 µm
Illustration de la déviation de fissures aux interfaces, barre d’échelle 50 µm (image d) et 2 µm (f)
Les recherches présentées dans Nature Communications par l’équipe de MATEIS s’intègrent dans la stratégie de la Bio-inspiration. Par Bio-inspiration, les chercheurs cherchent à comprendre et imiter certains processus que l’on retrouve dans la nature pour réaliser des nouveaux matériaux ou des technologies plus performantes. Ceci ne date pas d’hier, et Léonard de Vinci était sans le dire un des précurseurs !
Aujourd’hui, grâce à des technologies d’observation toujours plus fines, des modèles de comportement (du vivant et des matériaux) mieux compris et grâce aux procédés avancées de fabrication qui s’inspirent eux même parfois de processus naturels, les chercheurs sont de plus en plus capables de mimer les structures du vivant. C’est un des centres d’intérêt de l’Atelier de Recherche (AIR) BIG (pour Bio-Inspiration Group) à l’INSA, qui regroupe des chercheurs en sciences de l’ingénieur, du vivant et en sciences humaines. Les sujets traités vont de la nacre comme source d’inspiration de matériaux ultra-résistants, à la cuticule des insectes pour créer de nouvelles surfaces ou encore de réflexions sur la ville biomimétique.
Plus d’information sur l’AIR BIG : https://www.insa-lyon.fr/fr/air-big-bio-inspiration-group
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Recherche
Premier poste à l’INSA Lyon, première enveloppe pour sa recherche !
Dans le cadre de l’appel à projets « IMPUSION 2017 », le comité scientifique du PALSE, Programme Avenir Lyon Saint-Etienne, a sélectionné la candidature de Guilhem Baeza en retenant son projet ouvrant la voie à l’élaboration de nouveaux élastomères hautement recyclables.
La somme de 75 000 euros a ainsi été attribuée à l’équipe de recherche PVMH (Polymères, Verres et Matériaux Hétérogènes) du laboratoire MATEIS pour une durée d’un an à compter du 1er janvier 2017.
3 questions à Guilhem Baeza.
Qu’est-ce que l’appel à projets « IMPULSION 2017 » ?
Chaque année, tous les chercheurs arrivant sur Lyon ou Saint-Etienne et qui n’ont pas passé les 4 dernières années sur ces territoires peuvent répondre à cet appel à projets afin de « booster » leur implantation. C’était mon cas. J’ai été recruté cet été à l’INSA Lyon pour occuper mon premier poste de Maître de Conférences, au département Science et Génie des Matériaux, tout en poursuivant mes recherches au laboratoire MATEIS.
J’ai passé les 6 premiers mois de l’année 2016 à l’Université de Leeds, en post-doc, sur l’élaboration de polyélectrolytes solides pour les batteries Li-ion. Avant cela, j’avais travaillé deux ans en Crète sur un projet européen mêlant une dizaine de partenaires spécialistes des réseaux supramoléculaires. Ingénieur diplômé du Politecnico de Turin, j’ai poursuivi une thèse CIFRE avec Michelin et l’Université de Montpellier et connaissais bien entendu l’INSA Lyon de réputation.
Pouvez-vous présenter votre projet ?
Mon projet, « Des matériaux polymères nano-architecturés innovants pour une industrie durable », a été spécialement écrit pour répondre à cet appel à projets. Dans ce cadre, je travaillerai sur une famille de matériaux, les élastomères thermoplastiques, ayant des propriétés mécaniques semblables à celles du caoutchouc à température ambiante (flexibilité, stabilité chimique…) mais pouvant être fondus autour de 150°C. Ces caractéristiques offrent une alternative sérieuse aux élastomères dits vulcanisés (infusibles) en terme de recyclage, une problématique qui concerne particulièrement le vaste monde des matériaux « plastiques ».
Ce projet a la particularité de réunir un grand nombre d’acteurs, pour la plupart d’anciens collaborateurs avec qui j’ai eu le plaisir de travailler durant mes expériences de post-doctorat. Ainsi, le groupe industriel néerlandais DSM (Maastricht) fournira les polymères synthétisés à façon. Des partenariats en Grèce (Héraklion) et en Belgique (Louvain-la-Neuve) nous serons aussi très utiles pour caractériser leurs propriétés mécaniques. Nous nous rendrons également en Allemagne (Halle) pour sonder la dynamique moléculaire de ces matériaux par Résonnance Magnétique Nucléaire, me permettant, en outre, de me perfectionner à l’utilisation de cette technique avant de l’importer à MATEIS via l’acquisition d’un spectromètre bas-champ.
Quel regard portez-vous sur ce genre de dispositif mis en place par l’Université de Lyon en direction de la Recherche ?
Je suis très heureux d’avoir eu l’opportunité de postuler et d’avoir été choisi. Je tiens d’ailleurs à remercier Laurent Chazeau (chef d’équipe PVMH) et Jérôme Chevalier (directeur de MATEIS) pour leur soutien. En France, les chercheurs prennent leur poste sans dotation, si ce n’est de quoi s’équiper d’un ordinateur, contrairement à d’autres pays (notamment les Etats-Unis) où le poste s’accompagne d’un budget alloué à la recherche. Grâce à ce programme, j’ai la chance de pouvoir démarrer mes activités dans de très bonnes conditions.
« IMPULSION 2017 » présente aussi l’intérêt d’être tourné vers l’international et d’encourager de facto les partenariats permettant d’élever le niveau des recherches. Travailler dans ce contexte est très enrichissant aussi bien professionnellement que personnellement et j’espère vivement pouvoir développer mon parcours sur ce type de projets multi-approches.
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Découverte scientifique : on peut prédire les fissures dans les matériaux multi-cristallins !
Une équipe de chercheurs du Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures (LaMCoS) de l’INSA Lyon et du CNRS viennent de permettre pour la première fois la détection de fissures dans des matériaux poly-cristallins, dont font partie de nombreux métaux, des céramique ou encore le silicium. Mieux, les chercheurs sont parvenus en prédire le chemin de fissuration. Leur découverte fait l’objet d’une publication dans la revue Journal of Physics D: Applied Physics jeudi 3 novembre.
Dans certains matériaux, prédire où peuvent se créer des fissurations s’avérait jusqu’ici impossible. C’est le cas des matériaux dits « poly-cristallins », composés d’une multitude de cristaux de taille et d’orientation différentes. Or, c’est justement ce qui compose la plupart des métaux, beaucoup de céramiques ou encore le silicium utilisé dans certains circuits intégrés, processeurs et modules photovoltaïques.
Dans le cadre de l’Institut Carnot Ingénierie@Lyon et d’une collaboration régionale , des chercheurs du Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures (LaMCoS, CNRS UMR5259 /INSA Lyon) ont pour la première fois réussi à reproduire des chemins de fissuration dans des matériaux poly-cristallins sur des échantillons jumeaux, et à prédire numériquement ce chemin de fissuration en prenant en compte notamment les joints de grain, c’est-à-dire les zones où les cristaux changent d’orientation.
Les expériences et la modélisation ont été réalisées par l’équipe du Professeur Daniel Nélias au LaMCoS à Lyon-Villeurbanne.
« Le matériau étudié est un silicium de qualité photovoltaïque, de la taille d’une cellule de dimensions 50x50mm. L’orientation des grains, donnée indispensable pour la simulation numérique, a été mesurée (méthode de Laue) sur un nouvel équipement du CEA-INES1 à Chambéry. L’objectif est ici de mieux comprendre les mécanismes conduisant à la rupture des cellules photovoltaïques. Je précise que ces travaux ont été réalisés dans le cadre de l’Equipex Durasol »
explique Daniel Nélias. Cette première scientifique fait l’objet d’une publication jeudi 3 novembre dans le Journal of Physics D: Applied Physics.
1) Ces recherches impliquent également Benoit Marie, de l’Institut national de l’énergie solaire (Université Grenoble Alpes / CEA / CNRS) et du Département des technologies solaires du Laboratoire d’Innovation pour les Technologies des Energies nouvelles et les Nanomatériaux (LITEN, CEA).
Analyse très détaillée d’une fissuration en fonction des joins de grains d’une structure polycristalline de silicium. Crédit : LaMCoS/INES/LITEN
Le chemin de la fissuration (trait en noir) sur deux échantillons de silicium poly-cristallin de même structure (grains de même forme et de même orientation) a été étudié localement et globalement. Les chemins sont identiques sur les deux échantillons. Crédit : LaMCoS/INES/LITEN
Chemin de fissuration et grains de l’échantillon de silicium poly-cristallin. Pour la première fois, l’effet des plans de clivage entre des grains est implémenté dans un modèle numérique et permet de corréler le chemin et la répartition des grains. Les résultats de la modélisation et des observations réelles sont très similaires. Crédit : LaMCoS/INES/LITEN
En savoir plus :
On the fracture of multi-crystalline silicon wafer, Lv Zhao, Daniel Nelias, Didier Bardel, Anne Maynadier, Philippe Chaudet et Benoit Marie, dans Journal of Physics D: Applied Physics
LaMCoS : lamcos.insa-lyon.fr
INES : www.ines-solaire.org
LITEN : liten.cea.fr
Durasol : www.durasol.fr