Composite manufacturing processes. Analyses, modelling and simulations

Continuous fiber reinforced composites are increasingly being used in the aerospace and automotive industry to cope with lightweighting challenges and meet high performance standards. The manufacturing processes are essential for the quality of the final composite.

Simulation of composite manufacturing processes requires experimental analysis and modelling of the transformations involved. During the process, these phenomena concern fibrous materials in large deformation (depending on temperature, phase change….). Experimental analysis, modelling and simulation of physical phenomena during composites forming are the objectives of the symposium. The conference will focus on composite materials with continuous fibres for structural parts. The analysis of forming of the reinforcement without resin (dry preform) and with non-hardened resin (prepreg) will be considered as well as thermomechanics and consolidation of the composite during prepreg forming. 

Lauréat du prix Walter D. Hodson Award 2018 qui récompense le meilleur article scientifique publié par un jeune chercheur, Vincent Strubel, diplômé de l’INSA Lyon, est un tribologiste¹ confirmé. Rencontre avec un ingénieur-chercheur qui a roulé sa bosse entre Lyon, l’Allemagne et le Minnesota. 

Alsacien d’origine, Vincent Strubel intègre l’INSA directement en 3^e année en double diplôme entre l’INSA Lyon et le Karlsruher Institut für Technologie (KIT) en Allemagne dans le département Génie Mécanique Développement (GMD).

« En arrivant en 3^e année, mon bagage en sciences fondamentales était plutôt fourni. Ce que mon entrée à l’INSA a permis, c’est de développer une façon de penser propre à l’ingénieur. Je me suis ouvert à l’étranger et aux nombreuses opportunités qu’il avait à offrir, en rencontrant des gens du monde entier. La diversité des étudiants et mon expérience au sein du KIT ne m’ont pas seulement ouvert les portes du métier d’ingénieur, mais celle d’une renommée et d’un réseau important. »

Son diplôme d’ingénieur en poche, Vincent intègre le laboratoire LaMCoS de l’INSA Lyon en septembre 2013 et entame un travail doctoral dans le cadre de la chaire tout juste lancée entre le Groupe SKF et l’INSA Lyon, via le LaMCos : « Lubricated Interfaces for the Future ».

Doctorant et chef de projet
Pourtant peu séduit par la recherche en étant élève ingénieur, il s’est finalement laissé guidé par ses enseignants et tuteur.

« C’est grâce à Nicolas Fillot et Fabrice Ville, enseignants et anciens INSA, que j’ai découvert les joies de la vie de laboratoire. À l’INSA Lyon, les enseignants chercheurs sont très à l'écoute des étudiants et sont de véritables soutiens. Ces 3 ans de doctorat m’ont permis de me spécialiser dans mon domaine de prédilection, de mener une réflexion sur mes connaissances acquises et apprendre à utiliser mes compétences pour résoudre ou anticiper un problème. J’étais mon propre chef de projet. Ma collaboration avec la chaire SKF-INSA a également été l’occasion de présenter mes travaux lors de conférences aux Etats-Unis, au Japon et en Europe. C’est une vraie fierté, tant sur le plan professionnel que personnel. ». 

De l’INSA au Minnesota, il n’y a qu’un pas
Une partie de sa thèse intitulée « Piégeage de particules dans les contacts élastohydrodynamiques – Applications aéronautiques », a fait l’objet d’une publication scientifique en 2017, dans la revue spécialisée « Tribology Transactions ». L’article, qui aborde l’influence de la nature des matériaux dans l’utilisation de plus en plus fréquente des roulements hybrides céramique-acier, a été récompensé par le prix Walter D. Hodson Award 2018, le 21 mai dernier à Minneapolis, au Minnesota, remis par la société STLE (Society of Tribologists and Lubrication Engineers).

« Au-delà d’être une agréable surprise pour moi, ce prix est une vraie reconnaissance de la pertinence de mes travaux de recherche. La joie est encore plus grande quand c’est Christopher Dellacorte, un chercheur de la NASA, qui vous remet le prix en main propre ! ». 

Aujourd’hui ingénieur développement et manager de projets au sein de la PME internationale Blickle, tout roule pour Vincent

« Après la recherche, j’ai eu envie de m’essayer à l’entreprise, un monde dans lequel les enjeux et les priorités sont bien différentes des laboratoires. La recherche dans les Petites et Moyennes Entreprises est un réel sujet, car elles doivent s’ouvrir à l’innovation tout en ne disposant pas nécessairement de toutes les ressources nécessaires à cette activité. Je vois l’ingénierie comme une façon de repenser notre environnement, pour l’améliorer et faire avancer le monde. Cette vision m’oblige à promouvoir la recherche au quotidien, au sein de mon entreprise, car si elle est un pari financier sur l’avenir, elle peut aussi se révéler précieuse pour le futur. »

 

 

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¹ Tribologie : science qui étudie les phénomènes de frottement, d’usure et de lubrification entre les systèmes matériels en contact
 

Chacun de nous a eu un jour l’occasion de plier une feuille de papier pour en faire un bateau, une cocotte ou un avion, sans se douter que cet art authentique était le fruit d’une longue tradition, aujourd’hui convoitée par les entreprises et les chercheurs de différents domaines scientifiques. À l’INSA Lyon, un enseignant-chercheur au département Génie Mécanique et au laboratoire LaMCoS (Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures) est tombé très tôt dans la marmite de l’origami. 

Trois questions à David Dureisseix, spécialiste du pliage et de la mécanique, qui tiendra une conférence de renommée internationale à Oxford, en septembre prochain.

Comment avez-vous découvert l’origami ?
Lorsque j’avais 11 ans, je suis tombé sur un encart publicitaire pour le Mouvement Français des Plieurs de Papier dans le Télé 7 jours. Mes parents m’ont offert l’adhésion à l’association et c’est ainsi que je suis devenu « plieur de papier ». Je n’ai, depuis, pas cessé de chercher à repousser les limites de ces possibilités infinies et j’ai surtout trouvé un point de convergence avec mes deux autres domaines de prédilection : la mécanique et la recherche. À l’intersection des arts et des sciences, des mathématiques, de l’ingénierie et de l’enseignement, de la mécanique et du papier, on peut trouver l’origami qui, sous couvert d’un challenge amusant, pose des problèmes nouveaux qui restent à élucider.

Casse-tête chinois ou « serious game », l’origami, c’est quoi ?
L’origine de l’origami est peu connue, mais il semblerait qu’elle soit d’abord chinoise, où la pratique n’a pas connu un grand succès. Le terme « origami » est composé de « oru », plier en japonais et « kami », le papier, et c’est au Japon que la pratique a pris racine, où il a longtemps été le support des objets de culte. Les techniques de pliage se transmettaient par la démonstration et depuis quelques années, un langage universel codifié, appelé « le solfège », permet de retranscrire les étapes de réalisation des pliages. Aujourd’hui, l’apprentissage avance avec son temps grâce à la vidéo qui est le format de transmission le plus répandu : tapez « origami » sur YouTube et vous trouverez plus de 6 millions de démonstrations ! L’origami consiste à réaliser, à partir d’un seul carré de papier, une succession de plis, figuratifs ou non, sans découpage, collage, ni adjonction de matériau.  Il existe plusieurs écoles qui expérimentent différentes techniques de découpage, d’assemblage ou de collage. Tout est possible, les seules limites sont l’imagination et l’habileté des plieurs. 

Quel(s) lien(s) entretient l’origami avec les sciences ?
Originellement, il n’y a pas de lien avec la science. Mais le pliage de papier s’est invité dans les sciences modernes pour fournir de nouvelles sources d’innovation. Les entreprises et les laboratoires de recherche appliquée sont très intéressés par la technique car l’origami offre des possibilités que les outils basiques du mathématicien, la règle et le compas, ne permettent pas. Par exemple, la NASA et la JAXA (The Japan Aerospace Exploration Agency) expérimentent le déploiement de satellites et de panneaux solaires dans l’espace, pliés en origami. La médecine et la robotique médicale s’en inspirent également : des stents innovants éclosent pour maintenir la dilatation des artères, ou encore, des « mini-robots pliés » aux propriétés inédites sont utilisés en chirurgie mini-invasive basés sur le micro-origami. En lien avec ma spécialité mécanique, j’ai eu l’occasion de développer avec des élèves de l’Université de Montpellier 2 des structures d’abris temporaires compacts et transportables, entièrement inspirées des techniques d’origami. Depuis quelques années, le « computational origami » est apparu. C’est une simulation informatisée qui apporte une aide précieuse, proche de la « computational geometry ». Elle exige un vrai regard d'informaticien et de mathématicien. Nous pouvons dire qu’il existe aujourd’hui une réelle démarche scientifique inspirée par l’origami.

Portrait d’une femme engagée, ingénieure, docteure et surtout, manager. 

« J’ai toujours fait mes choix par envie et par désir, je n’ai pas de plan de carrière. »

Voilà comment Valérie Lamacq a construit son parcours professionnel. Aujourd’hui directrice industrielle chez GE Power, une branche de General Electric, elle dirige 3 usines et plus de 1000 personnes depuis Belfort, siège de la structure européenne. 
À 49 ans, elle a un parcours riche d’expériences derrière elle. Et ne parle plus de ses diplômes. Mais c’est bien à l’INSA Lyon qu’elle a appris à se « débrouiller », à mettre les mains dans le cambouis. Capable de comprendre la technique, elle peut « s’assoir à la table » et comprendre toutes les problématiques. Avec cette éducation d’ingénieure généraliste, elle sait prendre des décisions en toutes circonstances.

Lorsque Valérie quitte la Normandie en 1987, c’est pour intégrer l’INSA Lyon et devenir ingénieure. Issue d’une fratrie de 5 filles, elle dit avoir reçu une éducation qui lui a permis, en tant que femme, de tout envisager.

« Mes parents ne m’ont jamais dit que je ne pourrais pas faire tel ou tel métier parce que j’étais une fille » se souvient-elle.

Une carrière scientifique était tout à fait envisageable pour elle et ses sœurs, dont deux autres sont également ingénieures ou docteurs. A l’INSA Lyon, elle suit sa formation avec « beaucoup de bonheur » et choisira le département Génie Mécanique Développement (GMD) un peu par élimination, parce que « développer à partir de l’existant » lui convenait mieux. Elle complètera sa formation par un DEA Mécanique puis par un doctorat en partenariat avec le Laboratoire Mécanique des Contacts de l’INSA, avec l’école doctorale Mécanique, Énergétique, Génie Civil, Acoustique (MEGA).

« J’ai beaucoup aimé le travail collaboratif avec les équipes de recherche, que je trouvais très enrichissant. Mais il était évident pour moi que je ne ferai pas carrière dans la Recherche, j’avais besoin d’autre chose. » 

Cette « autre chose », c’est le management. Valérie ne le sait pas encore mais elle est faite pour cela.
C’est lors d’un entretien de recrutement qu’elle ouvrira ses horizons. Elle est en effet contactée pour sa double compétence, ingénieure-docteure, par un recruteur qui voit en elle une belle alliance entre la maîtrise de la technique et la capacité à prendre des décisions. Si le recrutement ne peut aboutir pour cause de restructuration dans l’entreprise, Valérie décide de poursuivre en production et postule chez Général Electric, alors à la recherche de nouveaux profils. Sa candidature fait l’unanimité. Elle sera ingénieure méthodes pendant 6 mois, avant de prendre les devants.

« Je voulais manager. Mon chef m’a donné le choix : c’était soit je prenais la responsabilité d’un atelier de 50 personnes en pleine relocalisation avec interdiction de perturber la production, soit je me spécialisais dans les méthodes de production. J’ai choisi ! »

Elle prend alors les rennes de cet atelier de production de turbines à gaz à Belfort. Devenue première femme manager de production chez GE Energy, elle apprend en faisant.

« Cela a été une révélation extrêmement difficile, mais j’ai tenu en pensant aux autres femmes qui pourraient suivre » confie-t-elle. 

Tellement qu’elle prendra ensuite la direction de l’Ecosse, avec mari et enfants, pour gérer 4 usines de production. Directrice de production Europe et Afrique de l’Ouest, elle reviendra ensuite en France pour occuper les fonctions de directrice des achats Europe.

« J’ai beaucoup appris. J’ai compris qu’il fallait arrêter de mettre les gens en position inconfortable et d’attendre d’eux qu’ils soient capables de tout faire. Il faut mettre les gens là où ils sont bons et arrêter de croire qu’on va réussir à les développer sur leurs faiblesses. On ne recrute pas un poisson pour ensuite lui demander de se mettre à voler ! » 

Après cette expérience riche mais énergivore, Valérie décide de s’accorder un break. De donner du sens à sa vie professionnelle. Hasard ou coïncidence, elle croise la route de deux femmes en quête de soutien pour monter une antenne de l’association « Elles bougent » en Franche-Comté. Une seconde révélation pour Valérie.

« J’étais en pleine réflexion sur la place des filles dans la société et convaincue que le combat commençait dès l’école » indique Valérie.

« Tous les petits garçons peuvent se projeter dans tous les métiers en se projetant sur les hommes qui les exercent, mais pas les filles. Régulièrement, on leur parle de femmes aux parcours exceptionnels et c’est très difficile pour elles de se projeter. Je milite pour qu’on montre des parcours de femmes normales qui à leur âge étaient comme elles » complète-t-elle. 

Elle intervient dans les lycées, rencontre des parents, des jeunes filles, à qui elle livre son message.

« Il faut décider d’avoir le choix, et oser. J’ai beaucoup voyagé et vu des choses difficiles, et en Inde ou en Afrique, les femmes qui sont dans la rue n’ont pas le choix. En France, on a le choix. » 

Après 8 mois de distance professionnelle, elle est recontactée par GE. D’abord consultante, elle quittera de nouveau la boîte pour vivre une expérience dans une plus petite entreprise, française, en Picardie. Célibataire géographique, elle apprendra encore de cette expérience qui ne durera qu’un an, avant un autre appel de GE. 

« Je suis revenue pour occuper le poste de directrice industrielle. C’est très prenant. Mais une société ne peut pas vivre qu’avec des managers, il faut aussi savoir recruter des experts. Depuis 2 ans dans ces fonctions, j’ai recruté des femmes à des postes critiques, et elles sont vraiment courageuses. Elles ont une pugnacité, le souci de l’intérêt général et une loyauté que je ne retrouve pas toujours chez les hommes » souligne Valérie, avant de conclure : « Je crois aux femmes qui recrutent des femmes. » Authentique.

 

 

 

Marion Fourmeau et Ingrid Cañero Infante ont deux points communs : elles travaillent sur le campus de l’INSA et ont toutes deux décroché le pack Impulsion 2017. De quoi les aider à lancer leurs travaux de recherche dans un contexte où la concurrence est rude.

Marion Fourmeau vivait en Norvège depuis 8 ans lorsque l’envie de rentrer en France se fait sentir. Originaire de la région parisienne, elle souhaite pourtant découvrir une autre région française et c’est à Lyon qu’une opportunité se présente.

« Tout est allé très vite ! J’ai appris qu’un poste se libérait à l’INSA Lyon sur ma thématique de recherche. J’ai postulé et me voilà accueillie dans un bureau du LaMCoS en septembre dernier. J’ai très vite répondu à l’appel à projets « Impulsion 2017 » explique la jeune chercheuse, qui travaille sur la durée de vie des systèmes solaires photovoltaïques.
La thématique de recherche qui a guidé ma candidature s’attache plus précisément à l’étude du silicium sous sollicitation extrême. Il s’agit d’étudier la résistance des panneaux solaires lors de leur transport et en cas de changements de températures importants. En France, des chercheurs travaillent sur le sujet mais il y a peu de relais avec des industriels, trop peu nombreux sur le territoire national contrairement à la Norvège »

précise Marion Fourmeau, convaincue que la perspective de monter un projet européen a pesé dans la balance auprès du comité scientifique du PALSE, Programme Avenir Lyon Saint-Etienne, qui a sélectionné son projet. Une enveloppe de 65 000 euros lui a été accordée.
 

Ingrid Cañero Infante est espagnole d’origine et après Barcelone, Paris et Luxembourg, c’est à Lyon qu’elle poursuit ses recherches. Rattachée au CNRS, elle travaille à l’Institut des Nanotechnologies de Lyon (INL) sur le campus de l’INSA et vient, elle, aussi, de décrocher une enveloppe grâce au Pack Impulsion 2017.

« J’ai répondu à cet appel à projets avec la proposition suivante : observer à l’échelle atomique la conduction dans un système isolant, avec l’idée de procéder à une stimulation lumineuse. C’est effectivement innovant, et le pack impulsion vient m’aider à développer cette instrumentation sur un microscope à force atomique dont dispose l’INL » précise Ingrid Cañero Infante.

Avec l’attribution d’une enveloppe de 75 000 euros, elle va pouvoir accueillir un post-doc pour un an, puis entamer le processus de montage du dispositif technologique nécessaire à ses futures observations.

Rendez-vous majeur de la discipline, le 6^e Congrès Mondial de Tribologie (WTC’2107 World Tribology Congress) s’est déroulé à Pékin du 17 au 22 septembre 2017.

Ayant lieu tous les 4 ans, cette édition a rassemblé environ 1600 participants dont une trentaine de membres du LTDS et du LaMCoS, qui ont pu présenter de nombreuses conférences invitées, conférences orales et posters.

A cette occasion, le projet d'organiser le 7^e Congrès Mondial de Tribologie en septembre 2021 à Lyon a été validé.
Les deux laboratoires, le LTDS de l’ECL et le LaMCoS de l'INSA Lyon, avec l'appui du GST Tribologie de l’Association Française de Mécanique (AFM), vont s'impliquer progressivement pour faire de cet évènement un large succès. 

La société DrillScan et le laboratoire LaMCoS (CNRS/INSA Lyon) ont uni leurs forces pour créer le laboratoire commun DrilLab, inauguré il y a quelques jours à l’INSA Lyon. Entretien avec Lionel Manin, enseignant-chercheur à l’INSA Lyon et responsable de DrilLab.

Quelle est la mission de ce laboratoire commun ?
L’objectif est de développer un logiciel de simulation novateur pour le forage pétrolier et géothermique. Le LaMCoS a une expertise dans la dynamique des rotors et le train de tiges de forage étant une machine tournante, il est bien placé pour travailler sur cette problématique. En terme d’enjeu sociétal, il s’agit-là d’énergie et de sécurisation des moyens de forage. Nous allons développer un logiciel qui permet de prédire le comportement dynamique de la tige de forage et d’éviter des situations catastrophes. Mais ce logiciel pourra servir à n’importe quel type de forage.

Depuis quand existent les liens entre le LaMCoS et DrillScan ?
Nous travaillons ensemble depuis 2 ans. Cette collaboration a débuté par le projet de fin d’études d’un de nos étudiants, et elle a aussi été marquée par une mise en contact via l’Institut Carnot Ingénierie at Lyon.
Historiquement, le LaMCoS avait travaillé dans le domaine de la simulation pour le forage pétrolier. Ce sont ces travaux antérieurs qui ont suscité l’intérêt de la société DrillScan.

Quel est pour vous l’atout de ce labcom ?
DrillScan est une société qui n’est pas sous le joug des grosses majors, c’est un prestataire qui propose des solutions nouvelles qui justement ne sont pas proposées par les grosses compagnies.
Son centre de recherche et développement est basé au pôle Pixel, à Villeurbanne, et cette proximité facilite nos échanges. 10 personnes sont impliquées dans cette aventure du DrilLab qui part d’abord pour 3 ans, et qu’on espère bien voir durer sur le long terme.

• Plus d’informations :  Communiqué de presse DrilLab

Très ambitieux, le chantier qui a permis la sortie de terre du nouveau bâtiment Sophie Germain, s’est déroulé sur 20 mois. À la clé : un pôle mécanique plus visible au cœur du quartier « Ingénierie » du campus Lyon Tech-La Doua.

L’INSA Lyon inaugure ce 20 mars 2017 le bâtiment Sophie Germain après des mois de travaux sur son site. Cette opération de démolition reconstruction était un véritable challenge pour les équipes de chantier mais aussi pour les usagers qui ont eu à gérer des nuisances au quotidien.

Depuis fin 2016, les premiers utilisateurs ont pu investir leurs mètres carrés dans ce nouveau bâtiment qui porte le nom, une fois n’est pas coutume, d’une célèbre femme scientifique.

« Nous avons décidé de baptiser ce bâtiment au nom de Sophie Germain, mathématicienne et philosophe française, qui a apporté des contributions importantes à l’étude de l’élasticité des corps, la théorie des nombres et la démonstration partielle du théorème de Fermat (qui est une généralisation du théorème de Pythagore). À l’époque, elle devait se cacher derrière le nom d’emprunt Antoine-Auguste Le Blanc car les sciences étaient une « affaire d’hommes ». Aujourd’hui, elle donne son nom à l’un des bâtiments les plus emblématiques de notre campus » explique Eric Maurincomme, Directeur de l’INSA Lyon.

Recherche et Enseignement : un pôle centralisé pour deux entités
Car ce projet d’envergure a à la fois impacté la recherche et l’enseignement sur le campus de l’INSA Lyon.

« Ce projet s’est réalisé en cohérence avec l’opération Cité Campus qui prévoit en effet la création de quartiers afin d’obtenir une meilleure lisibilité des compétences développées au sein du campus, de renforcer les réseaux et les moyens, de rationaliser les surfaces et d’optimiser les coûts de fonctionnement des bâtiments » précise Nicolas Gaillard, Directeur adjoint de l’INSA Lyon en charge du développement durable et du patrimoine.

Imaginé au cœur du futur quartier « Ingénierie », le bâtiment Sophie Germain accueille principalement le Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures (LaMCoS, UMR INSA CNRS 5259) et ses espaces de manipulation et de bureaux.

« La partie de la Halle que nous avons supprimée pour y construire ce nouveau bâtiment Sophie Germain était vétuste et sur un niveau seulement. Nous avions besoin de mètres carrés pour permettre au LaMCoS de se regrouper alors que les différentes équipes étaient précédemment distribuées sur plusieurs bâtiments. Nous procédons actuellement au regroupement des activités d’enseignement du département Génie Mécanique, afin de créer un pôle d’enseignement et de recherche de Génie Mécanique sur notre campus de la Doua, diplômant environ 350 ingénieurs et 40 docteurs dans cette spécialité » précise Eric Maurincomme, Directeur de l’INSA Lyon.

Développement Durable : le mot d’ordre du chantier
Chantier à faibles nuisances, gestion de l’énergie, maintenance (pérennité des performances environnementales), confort visuel : voilà 4 cibles qui ont guidé l’esprit de ce chantier unique, en accord avec les principes de développement durable et la démarche Haute Qualité Environnementale.
Parmi les efforts faits dans ce sens durant toute la durée des travaux : chantier propre avec tri des déchets, rétention d’eau en toiture pour gérer les effets de fortes précipitations, infiltration de l’ensemble des eaux de pluie, éclairage par leds, ou encore circuit de refroidissement d'appareils de laboratoire par un réseau dédié fermé avec volume tampon et aéroréfrigérant. Un échangeur à plaques relié au circuit d'eau froide a complété ce dispositif en cas de fortes chaleurs.

« La complexité de ce chantier s’est vérifiée mais nous pouvons parler d’une véritable réussite avec quelques spécificités à souligner en matière de durabilité. Sophie Germain est à la fois le premier bâtiment du campus LyonTech-La Doua à avoir 100% de ses eaux infiltrées et le premier exemple de construction du « campus sur le campus », sans consommation de foncier. Un laboratoire INSA a même travaillé sur le béton Ecocem qui a été utilisé, dont l’impact carbone est moindre qu’un béton classique. Et puis autre particularité : 97% des dépenses sont allouées à l’intervention d’entreprises locales » conclut Nicolas Gaillard, fier d’avoir pu mener, avec les équipes de la direction du patrimoine et du développement durable, cette étape du Plan Campus à bien.

L’inauguration du bâtiment Sophie Germain se déroulera sur le campus de l’INSA Lyon le lundi 20 mars. Une plaque commémorative sera dévoilée à cette occasion.

 

 

 

Pauline Cusseau est diplômée de l'école CPE-Lyon en chimie-génie des procédés avec une spécialité en formulation. Elle est actuellement en 3^e année de doctorat sous convention CIFRE conjointement au sein de l’équipe Tribologie Mécanique des Interfaces du LaMCoS de l’INSA Lyon (direction de thèse Philippe Vergne et David Philippon) et de l’entreprise TOTAL M&S, un des leaders mondiaux du secteur pétrolier et de l’energie.

Au cours du 43^e Leeds-Lyon Symposium, qui s’est déroulé à Leeds (UK) du 6 au 9 septembre 2016, Pauline CUSSEAU a reçu le 3^e prix pour la présentation de son poster intitulé « An improved model for describing the high-pressure high shear stress behaviour of engine lubricant ».

Entretien.

Que ressentez-vous à la réception de ce prix ?
Je suis reconnaissante de voir notre travail apprécié et jugé pertinent. C’est également une motivation supplémentaire pour la poursuite de mes travaux de thèse, surtout que j’entame ma dernière année.

Sur quoi portent vos travaux de recherche ?
Mes travaux de recherche portent sur l’étude de lubrifiants moteurs, et plus particulièrement sur un type d’additif appelé « améliorant d’indice de viscosité ». Ces additifs sont utilisés pour changer la dépendance de la viscosité du lubrifiant en fonction de la température. Cela permet de maintenir un film lubrifiant satisfaisant au sein d’un moteur en fonctionnement. Les pertes par frottements sont alors limitées et permettent des économies de carburant. L’objectif final est de comprendre et prévoir le comportement de tels additifs une fois en solution, en liant leurs propriétés physico-chimiques aux propriétés rhéologiques et tribologiques.

Comment travaillez-vous avec l’entreprise TOTAL M&S ?
Je travaille principalement en milieu universitaire, au sein de l’équipe TMI du LaMCoS. Des réunions ont lieu régulièrement avec TOTAL M&S pour suivre l’avancement des recherches et orienter les travaux. TOTAL M&S nous fournit également les solutions et nous aide pour leurs analyses thermiques et structurelles.

Quel regard portez-vous sur la recherche et le travail de thèse ?
La recherche est un milieu que j'ai pu découvrir grâce à ma thèse. Ce travail nécessite beaucoup de curiosité et d'ouverture d'esprit. Il faut rester critique sur nos résultats, nos observations et toujours garder à l'esprit que nos connaissances peuvent être remises en question par de nouvelles découvertes. C'est également un travail exigeant car obtenir des résultats demande parfois beaucoup de temps. C'est un milieu dans lequel j'aimerais évoluer, peut-être plus en milieu industriel qu'universitaire.

Légende photo : Duncan Dowson, Pr. Emérite de l’Université de Leeds, remet le prix à Pauline Cusseau.

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