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.
Prévision de la rupture pour une conception optimisée de matériaux architecturés et de matériaux composites
Coordinateur:
INSA LYON - MATEIS
Responsable INSA:
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.
Soumis par Corinne Iafrate-Gran le lun, 01/21/2019 - 15:21
Compréhension et modélisation des mécanismes de corrosion à haute température des alliages Ni-Cr pour applications dans le domaine de l'énergie
Coordinateur:
INSA LYON - MATEIS
Responsable INSA:
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.
Soumis par Reyhan Celik le ven, 12/14/2018 - 15:53
HYBRID DYNAMIC STRUCTURES FOR OPTICAL-QUALITY SURFACES SHAPE CONTROL
Coordinateur:
CNRS - CRAL
Responsable INSA:
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.
