Energie pour un développement Durable

TONIC

Tags: 
DECENTRALISATION
NBS
Coordinateur: 
INSA LYON - INRAE
Responsable INSA: 
Hélène CASTEBRUNET

Pour une ville résiliente : développement d’outils opérationnels pour une gestion décentralisée des eaux urbaines à l’échelle d’un territoire.

Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Partenaires: 
GRAND LYON
LA METROPOLE DU GRAND FIGEAC
Financement: 
Agence de l'EAU
Dates projet: 
2019-12-01 00:00:00 - 2023-12-01 00:00:00
Montant global du projet: 
41735
Contact: 
helene.castebrunet@insa-lyon.fr

OPTIGAN

Optical characterization of high power GaN components
Tags: 
HIGH POWER COMPONENT
MICRO-RAMAN SPECTROSCOPY
Coordinateur: 
INSA LYON - LABORATOIRE AMPERE
Responsable INSA: 
Camille SONNEVILLE

Wide-Bandgap semiconductors such as silicon carbides (SiC) or Gallium Nitrides (GaN) are particularly interested in power electronic. Indeed Wide-bandgap semiconductors permit devices to operate at much higher voltages, frequencies and temperatures than conventional semiconductor materials like silicon. They will be a foundational technology in new electrical grid and alternative energy devices.

This project between Ampere laboratory (INSA Lyon) and LN2 (University of Sherbrooke, QC, Canada) aims to better understand and improve the electric properties of vertical GaN devices by means of coupled physical characterizations such as micro-Raman spectroscopy, photo-luminescent and micro-OBIC (Optical Beam Induced Current). The coupling of these means of characterization will  allow a better physical understanding of GaN device limitations and will be an asset to improve the vertical GaN technology.

Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Partenaires: 
LN2 SHERBROOKE
QUEBEC
Financement: 
REGION AURA
Dates projet: 
2020-02-01 00:00:00 - 2021-12-01 00:00:00
Montant global du projet: 
20700

POLYLOOP

Tags: 
RECYCLAGE DES PLASTIQUES
OPTIMISATION ENERGETIQUE
Coordinateur: 
POLYLOOP
Responsable INSA: 
Marc CLAUSSE

 

Le projet vise à développer une unité de recyclage physico-chimique des composites base PVC en Smart Factory, intégrée sous la forme d’un container.

 

 
Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Partenaires: 
SERGE FERRARI
MTB
Financement: 
PIA ADEME
Dates projet: 
2019-06-01 00:00:00 - 2023-08-01 00:00:00
Montant global du projet: 
2737825
Contact: 
marc.clausse@insa-lyon.fr

FASTCURE2

FASTCURE COMPOSITE VESSEL
Tags: 
STOCKAGE HYDROGENE
MATERIAUX COMPOSITES
Coordinateur: 
CEA DAM Monts
Responsable INSA: 
Jean-François GERARD

Le projet FASTCURE2 a vocation à développer des formulations novatrices de polymères thermodurcissables associés à des fibres de carbone sous forme de pré-imprégnés pour réservoirs de stockage d’hydrogène sous haute pression (700 bars). De tels réservoirs dits de Type IV constituent dans le cadre du développement de l’économie de l’hydrogène des éléments pour la mobilité associés à des piles à combustible (fuel cells) et des applications stationnaires.

Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Partenaires: 
INSA LYON - IMP
VITECH COMPOSITES
Financement: 
ANR
Dates projet: 
2020-02-01 00:00:00 - 2022-12-01 00:00:00
Montant global du projet: 
434321
Contact: 
jean-francois.gerard@insa-lyon.fr

SCCODRA

Suivi et Contrôle de la Corrosion des composants métalliques pour le stockage des Déchets Radioactifs
Tags: 
CONTROLE CORROSION
Coordinateur: 
CETIM
Responsable INSA: 
Marion FREGONES - Thomas MONNIER
Comment les techniques de contrôle se réinventent pour contribuer à l’adhésion du plus grand nombre au stockage géologique des déchets radioactifs.

Le projet SCCoDRa (Suivi et Contrôle de la Corrosion des composants métalliques pour le stockage des Déchets Radioactifs) a pour objectif d’optimiser des technologies existantes et de faire émerger des initiatives novatrices autour du contrôle non destructif des colis primaires et du suivi de la corrosion afin de détecter et de quantifier les phénomènes d’endommagement des structures métalliques sur toute la durée de réversibilité du futur centre français de stockage des déchets radioactifs de haute activité à vie longue.

Le projet vise deux objectifs :

- Le développement d’un système prototype de contrôle automatisé capable de réaliser des cartographies complètes de perte d’épaisseur sur l’enveloppe métallique des colis, qui sera validé sur maquettes représentatives en condition opérationnelle.

- La définition d’une méthodologie innovante de monitoring de la corrosion sur le chemisage métallique des alvéoles de stockage en combinant différentes approches globale et locale s’appuyant sur le développement de technologies électrochimiques et de contrôle non destructif (CND).

La force de ce projet est de s’appuyer sur la synergie entre acteurs universitaires et centre technique reconnus dans le domaine et industriels, PME, spécialistes de la corrosion, des sondes et instruments de mesures afin de pouvoir faire progresser de façon significative le niveau de maturité des technologies engagées.

 

Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Partenaires: 
INSA LYON - MATEIS
INSA LYON - LVA
ORIGALYS
VLM ROBOTICS
INSTITUT DE LA CORROSION
Financement: 
PIA ANDRA
Dates projet: 
2017-09-01 00:00:00 - 2021-11-01 00:00:00
Montant global du projet: 
1249478
Contact: 
marion.fregonese@insa-lyon.fr-thomas.monnier@insa-lyon.fr

DTHE

Double Tomographe à Haute Energie
Tags: 
TOMOGRAPHIE X
ESSAIS IN SITU
Coordinateur: 
INSA LYON
Responsable INSA: 
Eric MAIRE - Joël LACHAMBRE

Un tomographe unique au monde, constitué de deux lignes de tomographie identiques à haute énergie croisées pour une acquisition simultanée de deux scans tomographiques. L’appareil ouvre la voie à des acquisitions simultanées bi résolution, ou bi énergie. Il autorise aussi  des scans deux fois plus rapides. Les deux sources X, identiques  ont une large gamme d’énergie jus’qu’à 300 keV ce qui donne à l’appareil son caractère unique. Il est équipé d’une platine pouvant accueillir des bancs d’essais in situ innovants. Il alimentera à l’INSA un nouveau champ de recherche vers des acquisitions très rapides et multimodales. Cette plateforme répond à une demande croissante de la recherche, de l’industrie et de l’enseignement dans la compréhension de phénomènes physiques dynamiques se manifestant à l’intérieur des structures et/ou de la matière.

Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Partenaires: 
CNRS
INSA LYON - MATEIS
INSA LYON - LAMCOS
INSA LYON - CREATIS
INSA LYON - LVA
Financement: 
REGION AURA
Dates projet: 
2018-09-01 00:00:00 - 2024-12-01 00:00:00
Montant global du projet: 
1300000
Contact: 
eric.lemaire@insa-lyon.fr

X-FEW

Développement d'une approche couplée Energie de frottement - Théorie du troisième corps, pour modéliser la cinétique d'usure en fretting des contacts métalliques
Tags: 
USURE
TROISIEME CORPS
Coordinateur: 
CENTRALE LYON - LTDS
Responsable INSA: 
Sylvie DESCARTES

L’usure par fretting (micro-déplacements alternés) est considérée comme une dégradation critique au niveau de nombreux contacts industriels (roulements, turbine, attaches moteur). Malheureusement, il n’existe pas de modèle permettant une prédiction fiable de cinétiques d’usure. Deux approches sont actuellement considérées : La première dite approche énergétique, mise en place par le laboratoire LTDS, consiste à corréler l’extension du volume d‘usure en fonction de l’énergie de frottement dissipée dans l’interface au travers d’un coefficient énergétique d’usure. Cette démarche est facile à implémenter dans un code FEM (éléments finis), mais reste cependant limitée car elle ne prend pas en compte la présence du lit de débris présent dans l’interface. La seconde approche, développée par le laboratoire LAMCOS, consiste à formaliser la dynamique d’usure en considérant un bilan entre le flux de débris d’usure généré et celui éjecté de l’interface. Plus physique, ce modèle prend en compte la présence du lit de débris mais reste très difficile à implémenter dans un code FEM. Par une approche couplée expérimentations / simulations, l’objectif de ce projet est de pallier à cette limitation en développant une approche énergétique étendue de l’usure prenant en compte l’effet du troisième corps. Cette nouvelle formulation permettra de donner des prédictions quantitatives de l’usure tout en tenant compte de la physique de l’interface et notamment des écoulements du troisième corps.

Les matériaux en contact, étudiés dans ce projet pour la mise en place de cette nouvelle approche ont été sélectionnés pour obtenir des interfaces modèles permettant de générer une usure abrasive. Ce projet porte donc sur des contacts métalliques mais sera potentiellement développé pour d’autres matériaux. Pour gérer et contrôler les écoulements de troisième corps, il est proposé de mettre en place des texturations de surface optimisées et d’étudier des configurations de contact « piégeantes » et « non piégeantes ». Cette nouvelle formulation de l’usure sera implémentée dans les codes du LTDS et du LaMCoS

Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Partenaires: 
INSA LYON - LAMCOS
Financement: 
ANR
Dates projet: 
2016-10-01 00:00:00 - 2020-09-01 00:00:00
Montant global du projet: 
326372
Contact: 
sylvie.descartes@insa-lyon.fr

e-WARNINGS

Détection précoce de la rupture par fatigue ou intermittente via les multiplets acoustiques validés en champ complet
Tags: 
EMISSION ACCOUSTIQUE
RUPTURE PAR FATIGUE
Coordinateur: 
INSA LYON - MATEIS
Responsable INSA: 
Stéphanie DESCHANEL

La fatigue, i.e rupture de structures mécaniques sous sollicitation cyclique, demeure une gageure technologique considérable, car elle survient de façon inattendue lorsque la structure fonctionne apparemment dans un régime stabilisé et sûr, sans signe extérieur de détérioration mécanique. Si des méthodes de prédiction de la durée de vie basées sur la suivi non-destructif des propriétés de matériaux, ont été proposées, la détection précoce et le suivi de la fissuration en fatigue reste un problème crucial. Nous avons récemment mis en évidence la détection de signaux d’émission acoustique (EA) spécifiques de la propagation de fissures par fatigue, dans différents matériaux métalliques. Ces signaux, dénommés multiplets acoustiques, se caractérisent par des formes d’ondes quasi identiques, signature d’une source unique, et sont déclenchés de façon répétée sur de nombreux cycles de chargement successifs au même niveau de contrainte. Ils marquent la propagation lente et incrémentale d’une fissure de fatigue à chaque cycle, ou le frottement le long des surfaces de rupture. Étant spécifiques à la fissuration incrémentale par fatigue, ils peuvent être utilisés comme des avertissements précurseurs de la propagation des fissures, qui mènera en définitive à une rupture globale. En se basant sur cette preuve de concept, le projet e-WARNINGS a pour but d’étendre cette étude aux objectifs suivants: i) comprendre l’origine des multiplets et identifier les mécanismes physiques impliqués, pour différents matériaux et différentes sollicitations ii) développer de nouveaux modèles de sources d’EA en analysant les signaux détectés en lien avec les événements mécaniques à leur origine. Des mesures de champs de déplacement à très haute vitesse et des simulations avancées de la rupture seront utilisées pour améliorer l’analyse des signaux EA. iii) proposer un nouveau suivi temps réel non-destructif fiable pour l’amorçage et la propagation de fissures de fatigue grâce à des algorithmes d’apprentissage automatique lors d'essais mécaniques ou au sein de structures industrielles en service. Pour atteindre ces objectifs, la méthodologie développée dans le projet e-WARNINGS est basée sur l’utilisation des multiplets acoustiques, interprétés comme la signature spécifique des fissures de fatigue. Ceci sera validé et étendu à d’autres matériaux. D’autres améliorations dans l’analyse des multiplets sont proposés, guidées par l’analyse d’une situation modèle avec une événement de propagation unique. Pour valider le modèle de source numérique et améliorer la robustesse des algorithmes, nous utiliserons diverses configurations expérimentales de complexité croissante. Tout cela bénéficiera à la détection temps réel de la propagation de la fissure en utilisant les multiplets dans des applications industrielles, en surmontant les limites des méthodes existantes qui nécessitent de nombreuses investigations manuelles et périodiques. Le projet e-WARNINGS en étendant le champ d’application de techniques d’analyse sismologique de pointe à la science des matériaux est innovant par nature. La détection spécifique de ces multiplets dans les matériaux permettra d’obtenir un nouveau moyen de détecter, surveiller et mesurer l’extension de fissure de fatigue in situ et in-operando avec des techniques non destructives. Cette nouvelle méthode de suivi et les nouveaux algorithmes de détection/mesure proposés dans ce projet permettront l’identification de fissures et le risque de rupture sous-jacent avec une sensibilité et une spécificité sans précédent et ce bien avant qu’une propagation instable ne se produise. Cela i) conduira à une solution autonome fournissant de véritables alertes précoces avec une détection en ligne fiable et un suivi de la fissuration par fatigue dans les structures en service, (ii) ouvrira la voie à une optimisation des démarches de tolérance au dommage et donc iii) servira à améliorer la sûreté des installations et la prévention du risque industriel.

Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Partenaires: 
CNRS - GEM
CNRS - ISTERRE
INSA LYON - LAMCOS
MISTRAS GROUP SA
Financement: 
ANR
Dates projet: 
2020-04-01 00:00:00 - 2024-09-01 00:00:00
Montant global du projet: 
600000
Contact: 
stephanie.deschanel@insa-lyon.fr

4D-IOLIMAT

4D PRINTING FOR DESIGNING INNOVATIVE
Tags: 
LIQUIDES IONIQUES POLYMERISABLES
RESEAUX POLYEPOXYDE
Coordinateur: 
INSA LYON - IMP
Responsable INSA: 
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.

 

Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Partenaires: 
LABORATOIRE DE CHIMIE ENS DE LYON
AGILIO PADUA
MARGARIDA COSTA-GOMES
Financement: 
UDL
Dates projet: 
2019-12-01 00:00:00
Montant global du projet: 
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
Tags: 
RUPTURE
COMPOSITE
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.

Enjeu: 
Energie pour un développement Durable
Financement: 
UDL
Dates projet: 
2020-01-01 00:00:00 - 2021-12-01 00:00:00
Montant global du projet: 
57000
Contact: 
aurelien.doitrand@insa-lyon.fr

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