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

EPIPLEO, c’est le nom du projet porté par des étudiants de l’INSA Lyon et de l’ENSAL (école nationale supérieure d’architecture de Lyon) dans le cadre du prix de l’ingénierie du futur 2016. Leur proposition : construire une structure d’accueil pour une communauté urbaine flottante, et permettre aussi la reconnexion des villes avec leurs fleuves.

EPIPLEO, cela veut dire « un voyage à la surface de l’eau » en grec et c’est ce qu’une équipe pluridisciplinaire et multinationale INSA Lyon-ENSAL a fait vivre au jury du prix de l’ingénierie du futur 2016. Récompensé du prix « coup de cœur » lors de la 10^e édition de ce concours, l’équipe a pu exposer son projet au Ministère de l’Environnement, de l’Energie et de la Mer, dans le cadre d’une compétition qui récompensait les ingénieurs innovants au service de la mobilité et de l’économie circulaire.

Avec EPIPLEO, il s’agissait pour Antonin Moyne, Marie Préaut, Krystel Richard, Nicolas Cloutier et Yuanmei Kan de proposer une alternative aux zones urbaines en valorisant et utilisant les fleuves. La jeune équipe a imaginé une structure fluviale capable d’accueillir une communauté urbaine qui pourrait être autonome, en mesure de produire des ressources énergétiques alimentaires tout en dynamisant certains aspects économiques et écologiques.

« L’idée ici n’est pas de favoriser l’autarcie mais plutôt d’offrir une opportunité de résilience sur les bords du fleuve, ce qui permettrait à des urbains de subvenir à certains de leurs besoins tout en profitant des connexions que la ville leur offre. On propose de composer un morceau de ville sur les rives du Rhône ou de la Saône par exemple, en minimisant l’empreinte au sol et l’impact sur l’environnement » expliquent Antonin Moyne, élève-ingénieur au département Génie Civil et Urbanisme de l’INSA Lyon.

Souple, aérienne, auto-suffisante en énergie et berceau de biodiversité, cette structure flottante baptisée EPIPLEO a pour intérêt de favoriser un mode de vie durable, évolutif selon les besoins de ses habitants.

« Nous avons opté pour des ancrages ponctuels de type arceaux et ducs d’albe, qui permettent un raccordement aux réseaux urbains, d’eau et d’électricité notamment, pour pallier aux éventuels problèmes d’auto-suffisance. On a imaginé des pontons flottants pour permettre la circulation des usagers vers l’ensemble des bâtiments, et une grande résille métallique pour recouvrir l’ensemble, qui va tirer profit du soleil et du vent pour produire de l’énergie » précise Marie Préaut, étudiante en double-cursus architecte-ingénieur à l’INSA Lyon et l’ENSAL.

Une image de la ville de demain qui a séduit le jury du prix de l’ingénierie du futur 2016, saluant au passage la collaboration entre ingénieurs et architectes autour de ce projet.

Sans couture et adaptée aux nouveaux usages, la marque AOURO débarque sur le marché du textile. Fabrication française.

Hugo Viallon est ingénieur INSA diplômé du département Génie Industriel en 2012. Pendant ses études, il effectue deux stages chez LAFUMA qui lui offre son premier emploi. En 2013, Hugo crée la société TOPTEX CUBE (toptexcube.com) avec deux autres associés rencontrés chez LAFUMA, une société tournée sur l’innovation technologique dans le monde du textile. L’objectif, créer l’usine textile du futur en France. Il assure la gestion opérationnelle de cette entreprise de 6 personnes, et crée courant de l’année 2016 sa propre marque de vêtements : AOURO.

« AOURO, c’est notre projet grand public pour diffuser nos innovations technologiques en matière de textile. Nous créons des produits innovants et techniques, conçus pour la vie de tous les jours, où l'innovation technologique des nouveaux assemblages permet plus de confort, plus de performances et surtout un style nouveau, très épuré. Nos produits sont fabriqués dans notre atelier basé dans la Drôme et nous avons lancé notre première campagne Kickstarter qui prendra fin dans une quinzaine de jours » explique Hugo Viallon.

Objectifs ?

« Engager la production dans notre unité nouvelle génération, d’une première ligne de vêtements confectionnés par thermocollage et soudure, sans aucune couture. Nous livrerons nos premiers clients avant Noël avant de poursuivre la phase de commercialisation. Notre ambition est d’être démonstratif d’un renouveau dans le monde de la confection textile, de communiquer sur une vision nouvelle de l’usine textile du futur ». 100% made in France.