COMposites oPtimisées d'Aérogels de Silice pour la Super isolation

Les solutions classiques pour l’isolation (laine de verre, mousses polymères …) deviennent rédhibitoires aux vues des nouvelles réglementations en matière d’efficacité énergétique pour la rénovation des bâtiments. Les super-isolants de type aérogels de silice proposent une alternative de très haute performance à la fois dans le domaine du bâtiment mais aussi pour l’industrie et les transports. Ces matériaux sont composés d’une structure de silice très légère, contenant plus de 95 % d’air emprisonné dans des pores de taille nanométrique. C’est cette structure particulière qui leur confère la plus faible conductivité thermique connue à ce jour. Mais c’est aussi cette structure qui explique les mauvaises propriétés mécaniques des produits composites à base aérogels de silice. Les aérogels de silice ont une très faible résistance mécanique qui limite fortement leur potentiel (difficulté de mise en oeuvre, formation de poussières).
Le projet COMPASS se propose d’améliorer drastiquement les propriétés mécaniques des aérogels de silice en jouant sur leur microstructure à deux échelles: nanométrique en prenant en compte la chimie de surface des aérogels de silice, submillimétrique en optimisant les composites à base d’aérogels. Le projet s’appuiera à la fois sur des travaux expérimentaux (caractérisations structurales et mécaniques) et sur des simulations numériques (dynamique moléculaire à l’échelle des grains nanométriques et simulations discrètes à l’échelle des composites). Le projet repose sur les expertises complémentaires de deux laboratoires académiques régionaux MATEIS (INSA Lyon) et SIMaP (CNRS, Univ. Grenoble Alpes). Il s’appuie aussi sur l’expertise des partenaires du projet. Le laboratoire commun MATeB (EDF/MATEIS) s’intéresse par exemple à la conception de matériaux pour l'efficacité énergétique des bâtiments et aux systèmes associés. Les composites à base d’aérogels se déclinent sous plusieurs formes (granules compactés, mat fibrés imprégnés par réaction sol-gel ou composites liantés fibrés) et permettent d’obtenir un produits durable et flexible. EDF et MATEIS ont déposé un brevet sur l’une des voies composites.
L’amélioration des propriétés mécanique ouvrira la possibilité de diminuer le coût du point d’efficacité thermique, soit en utilisant moins de précurseur silice pour une même efficacité, soit en formulant mieux les produits pour coupler efficacité thermique et mécanique.

L’apport de l’électronique de puissance pour des réseaux électriques  durables, propres, sûrs et efficaces

Le déploiement des énergies renouvelables et en particulier de l'éolien, exige de nouvelles liaisons à courant continu haute tension (High Voltage Direct Current, HVDC  et Medium Voltage Direct Current, MVDC) pour relier efficacement les fermes en mer et connecter les villes intelligentes. Ces nouveaux réseaux HVDC et MVDC ont besoin d'une électronique de puissance à haute tension. Le projet GD3E est un projet académique visant à préparer les besoins futurs avec de l’électronique de puissance haute tension et les applications dérivées. L'une des technologies ciblées est le carbure de silicium, SiC, qui permet de fabriquer des dispositifs semi-conducteurs de puissance très efficaces (99%). Un changement majeur avec les dispositifs SiC est la capacité de commutation à haute vitesse qui permet de réduire la taille et le coût des dispositifs passifs comme les transformateurs électriques et les condensateurs.

Ce projet a pour vocation de développer puis fabriquer des composants de puissance semiconducteurs en diamant.

https://www.laas.fr/projects/MOVETODIAM/

Comment faire du froid avec du caoutchouc ?

La réfrigération fait partie de notre vie quotidienne pour la conservation des aliments ou des médicaments (vaccin), pour la fiabilité des dispositifs électroniques, ainsi que pour le bien-être des personnes. La technique la plus populaire pour le refroidissement utilise le cycle de compression-détente d’un gaz. Basées sur ce principe, les machines thermiques les plus courantes présentent quelques inconvénients: un potentiel limité à s’intégrer dans des systèmes embarqués et un impact environnemental non négligeable quand des matériaux volatils nocifs sont utilisés. Par conséquent, les efforts ont porté sur le développement de technologies alternatives dans le domaine de la physique à l'état solide. L'objectif du projet ECPOR est de contribuer à ce sujet en évaluant l'efficacité de l'effet élastocalorique dans les polymères pour les applications de réfrigération. Une approche multidisciplinaire, combinant expériences et modélisation sera utilisée pour mieux comprendre les mécanismes qui sont à l'origine de l'effet élastocalorique afin de l'améliorer, de caractériser avec précision le transfert de chaleur entre la surface du polymère et son environnement et de construire des prototypes de machines thermiques pour gagner en expérience sur cette nouvelle technique.

Le projet SunSTONE se propose de développer un outil de contrôle intelligent des réseaux urbains de chaleur. Ce nouvel outil fait particulièrement sens dans le cadre du développement des réseaux à forte fraction solaire, impliquant un stockage intersaisonnier de chaleur.

https://www.researchgate.net/project/SunSTONE-Smart-Solar-heaTing-netwOrk-with-seasoNal-storagE
 

ANR JCJC - METASMART : dans l'intimité de la matière

Les théories des milieux continus enrichis sont aujourd'hui couramment utilisées pour modéliser les manifestations macroscopiques des microstructures sur le comportement global de certains matériaux hétérogènes tels que les renforts fibreux de composites, le béton etc. D'autre part, l'emploi de ces théories pour décrire le comportement mécanique des métamatériaux qui empêchent la propagation d’ondes élastiques n’est pas envisagé à cause de l'utilisation courante de modèles qui partent de la description très détaillée des microstructures. Nous proposons d'utiliser une généralisation du modèle micromorphique relaxé pour la modélisation, dans un cadre macroscopique, du comportement de ces métamatériaux. Les paramètres du modèle micromorphique seront calibrés sur des essais 'in silico' et sur des essais expérimentaux. Cette approche de modélisation/simulation/experimentation permettra la conception de metastructures morphologiquement complexes capables de bloquer les ondes mécaniques.

Projet ADEME - PAM : Benchmarking de dispositifs de préparation, préhydrolyse, broyage et incorporation de déchets organiques solides dans les systèmes de méthanisation

Le laboratoire GEOMAS de l’INSA Lyon et la société TEXINOV ont décidé de s’associer dans le cadre d’un LabCom. L’objectif de ce LabCom PITAGOR (Plateforme d’Innovations Technologiques Appliquées aux Géosynthétiques des Ouvrages Renforcés) est de développer et pérenniser une activité d’innovations et de recherche appliquée dans le domaine des géosynthétiques de renforcement.

http://www.pitagor.fr