Rôle de la rhéologie et de la physicochimie de l'interface dans la réponse tribologique et dynamique des systèmes frottants en composites C/C

Doctorant : Simone CIPRARI

Laboratoire INSA : LaMCoS - Laboratoire de Mécanique des Contacts et des Structures

École doctorale : ED162 : MEGA de Lyon (Mécanique, Énergétique, Génie civil, Acoustique)

Les matériaux composites carbone/carbone (C/C) sont utilisés dans de nombreuses applications de freinage haute performance, telles que le freinage aéronautique, dans lesquelles la légèreté et la résistance thermique représentent des exigences cruciales. En raison de l'intérêt croissant pour cette classe de matériaux, un grand nombre de travaux de recherche ont étudié leur réponse tribologique. Un comportement complexe, caractérisé par l'existence de différents régimes de frottement en fonction des principaux paramètres de contact (température, pression, vitesse de glissement, etc.), a été mis en évidence. Malgré la quantité de travaux consacrés à ce sujet, seuls quelques groupes de recherche ont étudié la relation entre la réponse en frottement des matériaux C/C et l'apparition de vibrations instables induites par le frottement (FIV) du système mécanique, soulignant un rôle fondamental joué par la rhéologie de l'interface sur les comportements de frottement conduisant à l'apparition d'instabilités dynamiques au contact. Dans ce cadre, cette thèse étudie le rôle du troisième corps (c'est-à-dire la couche d'interface formée par les particules d'usure et externes) sur la réponse tribologique et dynamique des systèmes de friction C/C. À cette fin, une nouvelle méthode expérimentale d'évaluation du rôle rhéologique du troisième corps est développée, en adoptant une approche indirecte. La technique de nettoyage par ultrasons est appliquée pour retirer la couche de troisième corps d'un contact C/C, ce qui permet d'effectuer des tests sur les mêmes échantillons en présence et en absence de la couche d'interface. La comparaison entre les comportements mesurés met en évidence un rôle prédominant du troisième corps dans le contrôle de la réponse globale en frottement du système, en particulier dans des conditions de température élevée. La réintroduction dans le contact d'un troisième corps externe est également étudiée, en utilisant les échantillons nettoyés, obtenus après des conditions de freinage réelles et après l'élimination de leur troisième corps naturel, en tant que substrats. La validation de cette procédure ouvre la voie à l'essai d'échantillons de troisième corps introduits artificiellement. Des observations MEB complémentaires ont été effectuées pour caractériser la couche de troisième corps observée sur les surfaces de frottement des matériaux C/C conditionnés pendant la vie en service. Des familles morphologiques du troisième corps en accord avec la littérature existante ont été identifiées, et un accent particulier a été mis sur les contaminants hétérogènes observés dans le troisième corps carboné. Ces observations ont conduit au développement des spécimens artificiels du troisième corps, destinés à reproduire le mieux possible la morphologie du troisième corps naturel, en contrôlant la présence et la morphologie des contaminants hétérogènes. À l'aide de cette méthodologie, le rôle du troisième corps et de ses caractéristiques, telles que la morphologie et la composition chimique, sur la réponse frictionnelle et dynamique du contact C/C a été analysé. L'effet de certains contaminants du troisième corps est étudié, révélant une forte sensibilité de la réponse de frottement C/C sur la nature du contaminant, même en présence d'une faible fraction d'éléments hétérogènes dans la couche de troisième corps. Chaque type de contaminant est caractérisé en termes d'effet sur les valeurs moyennes de frottement et sur la relation coefficient de frottement - vitesse, deux aspects fondamentaux pour évaluer leur impact sur l'apparition de vibrations instables induites par le frottement. Des scénarios rhéologiques sont ensuite proposés pour expliquer la réponse tribologique mesurée, en clarifiant les comportements de frottement qui conduisent à l'apparition d'une réponse dynamique instable du système.

 

Développement de matrices alcali-activées pour la stabilisation, la solidification et le stockage des déchets dangereux

Doctorant : Timothée JALLOUX

Laboratoire INSA : MATEIS - Matériaux Ingénierie et Sciences

École doctorale : ED n°34 ML - Matériaux

Les Résidus d'Epuration de Fumée d'incinération d'Ordures Ménagères (REFIOM) constituent une part importante des déchets traités par les Installations de Stockage de Déchets Dangereux (ISDD). En raison de leur fraction soluble élevée et de la présence de métaux lourds facilement lixiviables, ces déchets nécessitent une étape de solidification/stabilisation (S/5) avant stockage, habituellement réalisée par l'ajout de ciment Portland. Cependant, les évolutions de disponibilité des matières premières, la production de nouveaux déchets plus difficiles à stabiliser et la dégradation de l'image du ciment en raison de son impact carbone sont autant de raisons pour SARPI MINERAL FRANCE d'explorer de nouveaux procédés de solidification/stabilisation. Cette thèse s'est donc penchée sur le développement de matrices alcali-activées pour la stabilisation et le stockage des déchets dangereux. Du laitier moulu de hauts fourneaux est ajouté aux REFIOMs en tant qu'aluminosilicate réactif et activé par une solution de soude et de silicates de sodium. Après une caractérisation fine des REFIOMs utilisés, trois axes d'étude ont été explorés: - l'influence de la concentration en activateur, - l'influence de la concentration en silicates de sodium, - l'optimisation de la formulation par l'utilisation d'un co­ produit industriel (calcin) et d'un inhibiteur de corrosion Ca(N03)2. Les caractérisations s'étalent sur des échéances allant jusqu'à 91 jours et ont porté sur la prise des matériaux (appareil de Vicat, étalement à la table à choc), ainsi que sur leur propriétés physiques et mécaniques (masse volumique, porosité et contrainte à rupture en compression). L'évaluation de la stabilisation des polluants a été réalisée par des essais de lixiviation de durée variable (24 h et 64 jours) avec des mesures de la fraction soluble, de la concentration en anions par chromatographie ionique et de la concentration en métaux lourds par ICP. L'identification et l'évolution des phases produites en fonction du temps par l'activation alcaline ont été étudiées par diffraction des rayons X (ORX), spectrométrie infrarouge (FTIR), analyses thermiques différentielles et thermogravimétriques (ATD­ ATG) et microscopie électronique à balayage (MEB). Cette étude a permis, dans un premier temps, de prouver la faisabilité de la 5/5 par activation alcaline dans des conditions cohérentes avec la pratique industrielle. L'efficacité des produits de réaction issus de cette activation sur la stabilisation des ions chlorure et la plupart des métaux lourds a été démontrée. La forte dégradation des propriétés mécaniques et de la stabilisation en présence de macroporosité générée par un dégagement de H2 au cours de la prise des déchets stabilisés a été clairement mise en évidence aux fortes concentrations en activateur. Cette étude a également permis d'approfondir les connaissances sur la dissolution et la précipitation des laitiers en conditions alcalines dans une matrice de déchets fortement salins. Finalement, des conditions de préparation d'une solution de silicates à partir d'un déchet riche en silice, le calcin, ont pu être mises au point et l'usage des nitrates de calcium en temps qu'inhibiteur de corrosion a démontré son efficacité pour résoudre les problèmes de lixiviation engendrés par le dégagement de H2.

Eco-conception de polymères biosourcés, biodégradables et bio-insectifuges comme alternative aux pesticides chimiques conventionnels

Doctorante : Virginie LACOTTE

Laboratoire INSA : IMP - Ingénierie des Matériaux Polymères

École doctorale : ED n°34 ML - Matériaux

Les ravageurs des cultures entraînent d'importantes pertes de rendement à l'échelle mondiale. Leur lutte repose principalement sur l'utilisation de pesticides chimiques de synthèse ou de films et filets plastiques, une pratique appelée plasticulture. Toutefois, les pesticides chimiques présentent des risques pour la santé et l'environnement, tandis que les biopesticides manquent souvent de stabilité. Par ailleurs, la plasticulture, reposant sur des polymères fossiles non biodégradables, n'assure pas une protection totale contre les insectes. Bien que des alternatives à base de biopolymères émergent, leurs propriétés physiques doivent encore être améliorées. Les plastiques fonctionnalisés avec des pesticides offrent une solution prometteuse, agissant à la fois comme barrière physique et chimique contre les ravageurs, garantissant la stabilité des pesticides et leur libération contrôlée, et améliorant les propriétés des polymères. Cette thèse explore le potentiel de cette approche innovante en développant un polymère biosourcé, biodégradable et bio-insectifuge. Des huiles essentielles (HEs) ont été incorporées au polybutylène succinate-co-adipate (PBSA) par extrusion à basse température afin de préserver leur stabilité et de créer des films agricoles actifs. La libération contrôlée des HEs dans la matrice PBSA a permis de repousser efficacement les pucerons pendant plus d'un an dans des conditions simulant un environnement agricole. De plus, les HEs ont amélioré l'hydrophobicité et la ductilité des films, réduisant leur sensibilité à l'hydrolyse et au déchirement. Après un an d'exposition, la plupart des formulations ont conservé de bonnes propriétés. Enfin, les films se sont biodégradés rapidement dans le sol, notamment en présence d'HE, atteignant une dégradation quasi complète en quelques mois. La prochaine étape consistera à tester ces films en conditions réelles et contre d'autres ravageurs, tout en s'assurant qu'ils n'aient aucun impact négatif sur les espèces non ciblées. Dans un contexte où des solutions durables pour la protection des cultures sont essentielles à la sécurité alimentaire et à la préservation de l'environnement, ce polymère biosourcé, biodégradable et bio-insectifuge représente une alternative prometteuse et innovante.

Caractérisations physiques et électriques de composants verticaux à base GaN

Doctorant : Maroun DAGHER

Laboratoire INSA : INL - Institut des Nanotechnologies de Lyon

École doctorale : ED34 ML - Matériaux

La demande progressive des composants de puissance pour des applications à haute tension a conduit à une révolution dans le domaine d'électronique de puissance. Le nitrure de gallium (GaN) présente les propriétés nécessaires pour ces applications tels qu'un champ électrique critique élevé et une vitesse de saturation importante et ainsi, il servira comme une solution alternative du silicium dont les propriétés limitent les performances à haute tension. Des structures latérales à base de GaN sont déjà commercialisées, mais elles ne profitent pas complètement des propriétés exceptionnelles du GaN pour atteindre les limites théoriques en termes de tenue en tension. Bien que les structures verticales résolvent la limitation de fonctionnalité des structures latérales pour les applications à haute tension, mais cela n'évite pas que d'autres facteurs empêchent l'exploitation pleine des avantages du GaN. Ainsi, les travaux de cette thèse se concentrent sur la compréhension des facteurs, liés à la qualité du matériau et à l'optimisation des procédés de croissance et de fabrication, et empêchant les composants verticaux GaN-sur-GaN d'atteindre une tenue en tension optimale. Des caractérisations physiques micro-Raman sont employées pour étudier les défauts structuraux et le dopage, alors
que des caractérisations électriques DLTS (Deep Level Transient Spectroscopy) sont réalisées pour identifier l'origine et le type des défauts. La corrélation entre ces caractérisations va conduire à des conclusions sur l'origine des limitations électriques.

Vieillissement et mécanismes de dégradation de microbilles de zircone lors du procédé de broyage en voie humide

Doctorant : Arthur PACQUELET

Laboratoire INSA : MATEIS - Matériaux Ingénierie et Sciences

École doctorale : ED34 : Matériaux de Lyon

La technique de broyage en voie humide au moyen d'un broyeur à billes agité permet de réduire et de contrôler la granulométrie de particules solides en suspension jusqu'à quelques centaines à quelques dizaines de nanomètres. Ce procédé repose sur la circulation d'une suspension à broyer dans une chambre de broyage, remplie de billes de broyage. Ces billes sont mises en mouvement par la rotation d'un arbre d'agitation, ce qui leur confère une certaine énergie cinétique. Les chocs engendrés par les collisions bille-particule-bille et bille-particule-paroi de la chambre entraînent la réduction de taille des particules et modifient leur distribution granulométrique. Néanmoins, ces chocs énergiques répétés entre les billes usent ces dernières, créant une pollution du produit à broyer ainsi qu'un coût supplémentaire pour l'utilisateur. Cette étude porte sur les mécanismes d'usure et de vieillissement de billes de broyage en zircone yttriée lors du procédé de broyage en voie humide. L'objectif des travaux réalisés était d'analyser de manière systématique l'effet de différents paramètres influant sur la dégradation des billes lors de leur usage en tests de broyage applicatifs et d'améliorer la compréhension des processus de dégradation des billes. Des études à différentes échelles ont été menées : à l'échelle du broyeur (effet de la vitesse de broyage, effet de l'usure de l'arbre de rotation, effet du revêtement de la chambre), à l'échelle du matériau de la bille (taux d'yttrium, structure cristalline et caractéristiques de surface) et à l'échelle de la suspension à broyer (effet du pH et de la température). L'étude de la dégradation des billes de broyage au moyen de diverses méthodes expérimentales (diffraction des rayons X, microscopie Raman, microscopie à force atomique, microscopie électronique à balayage et en transmission) a mis en lumière un mécanisme d'arrachement de grains lié à une dégradation subsurfacique des billes lors des impacts, ainsi qu'un changement de régime d'usure à partir d'une certaine vitesse de broyage. Un second axe d'étude, lié à la sensibilité des billes Y-TZP au vieillissement lorsqu'elles sont exposées à un milieu humide selon la température, a été mené au moyen de tests accélérés. Le vieillissement des billes en Y-TZP a ainsi été caractérisé à différents niveaux de pH et dans différents milieux (ammoniaque, acide nitrique et soude). Cette démarche nous a permis de mettre en évidence le rôle peu significatif de ce phénomène sur l'usure des billes de broyage. Une attention particulière a également été portée sur l'effet de la transformabilité des zircones Y-TZP (avec 2, 3 ou 4 mol.% en Y2O3) sur la dégradation des billes pendant le procédé de broyage en voie humide.

Empreintes sociétales et performances mécaniques dans les alliages multi-élémentaires

Doctorant : Théo LANGLOIS

Laboratoire INSA : MATEIS - Matériaux Ingénierie et Sciences

École doctorale : ED34 ML - Matériaux

Dans le contexte actuel de transition écologique, motivé par les préoccupations liées à la pollution, au réchauffement climatique et à la consommation des ressources non renouvelables, il est urgent de se tourner vers des sources d'énergie et des matériaux plus verts. Les métaux ont un rôle central dans cette transition écologique. Au cours des prochaines décennies, la demande en lithium, nickel et autres métaux stratégiques devrait augmenter de manière drastique. Les alliages à entropie moyenne (MEA) et à haute entropie (HEA), composés de plusieurs métaux en proportions approximativement égales, représentent des alternatives prometteuses aux alliages conventionnels. Certains HEA se distinguent par leurs excellentes propriétés mécaniques, résistance à la corrosion et stabilité des propriétés malgré les variations de composition, ouvrant une voie pour réduire la dépendance aux matériaux critiques. Parmi les HEA offrant une excellente performance en tenacité figurent l'alliage de Cantor (CoCrFeMnNi) et le ternaire CrCoNi, avec une amélioration des propriétés mécaniques à températures cryogéniques. Parmi les applications industrielles potentielles des HEA, le stockage et le transport de l'hydrogène offrent un support pour l'adoption de l'hydrogène comme source d'énergie plus verte dans la transition écologique. Cependant, l'utilisation du cobalt dans de nombreux HEA suscite des préoccupations en terme d'impacts environnementaux, économiques et sociaux. Ce travail vise à développer de nouveaux MEA axés sur la durabilité tout en maintenant leurs performances mécaniques. Nous étudions de nouvelles compositions autour de la base CrCoNi avec faible teneur en cobalt. Nous démontrons que l'ajout de silicium à nos nouvelles compositions réduit drastiquement l'impact durable de nos matériaux tout en maintenant des performances mécaniques exceptionnelles. Une méthodologie pour développer de nouvelles compositions de HEA a été développée. Nous avons développé un processus d'alliage rapide permettant une prédiction, une fabrication, une caractérisation microstructurale et mécanique à grande échelle et rapide d'un large éventail de HEA. Nous appelons ce processus « Fast Alloying » (FA). Cette méthode comprend l'utilisation de modèles de prédiction, suivie par fabrication de multiples compositions d'alliages (jusqu'à 30 par jour) par four à arc, traitements thermiques et techniques de caractérisation microstructurale (diffraction à rayons X, analyses chimiques et microscopie électronique à balayage). De plus, des essais mécaniques rapides en dureté et en compression sont effectués. Une méthode plus avancée implique la fabrication de quatre compositions prometteuses par four à arc, des traitements thermomécaniques (homogénéisation, laminage à froid et recuit), une analyse microstructurale (XRD, GDOES, EDS, EBSD) et des essais mécaniques (dureté, plastométrie, essais de traction à température ambiante et cryogénique). Nos résultats démontrent la possibilité de développer des alliages performants et durables, en réduisant la dépendance aux éléments critiques tels que le cobalt et en optimisant les compositions des alliages grâce aux modèles de prédictions.

Rencontre est organisée par le CNRS et le Planétarium de Vaulx-en-Velin, en collaboration avec RSA cosmos.

Âge du bronze, âge du fer… Ces alliages métalliques ont marqué des étapes clés de notre Histoire et continuent de façonner notre quotidien. Pourtant, nous ne maîtrisons pas encore tous les secrets de leur formation et de leur déformation.

À travers des simulations numériques menées à l’échelle atomique, plongez au cœur de la matière pour explorer les mécanismes fondamentaux qui rendent certains alliages facilement déformables ou au contraire extrêmement résistants. Explorez comment les scientifiques repoussent les limites de la connaissance pour imaginer les alliages métalliques du futur, matériaux essentiels à la transition énergétique de demain !

L’univers visuel a été réalisé par l’artiste Alex Bourgeois.

Céline Varvenne et Pierre-Antoine Geslin sont métallurgistes au laboratoire Matériaux ingénierie et science (MateiS, CNRS | INSA de Lyon | Université Claude Bernard Lyon 1).

 

 

Illustration :  © CNRS – Alex Bourgeois

« Je trouve mon histoire assez ennuyeuse ! Je suis né et j'ai grandi dans les Alpes françaises, je me suis mis au sport dès mon plus jeune âge, je suis devenu ingénieur en chaussures. Et, contre toute attente, j'ai peut-être gagné le plus grand événement du monde de trail. Voilà ». C’est ainsi que se présente Vincent Bouillard sur son compte Instagram, alors vierge de toute publication avant sa victoire de l’Ultra Trail du Mont Blanc (UTMB) en 2024.

Par « ennuyeuse », entendez ici un parcours « classique », qui ne sort pas des sentiers battus. Pourtant, Vincent Bouillard, est le cinquième coureur de l’histoire à boucler l’UTMB en moins de vingt heures. Derrière cette apparente tempérance, se cache un parcours d’excellence. Diplômé du département Matériaux de l’INSA Lyon en 2016, il passe par les paillasses du laboratoire IMP avant de rejoindre Hoka, en tant qu’ingénieur innovation produit. Lumière sur cet ingénieur et athlète professionnel qui souhaite désormais user de sa notoriété pour promouvoir des causes qui lui tiennent à cœur, parmi lesquelles : la justice sociale.

De la beauté de l’ordinaire 

La relation qu’il tisse avec le sport depuis son jeune âge, Vincent Bouillard la considère comme « saine ». Déjà enfant près d’Annecy, le mouvement est une composante naturelle de sa vie. « Sans jamais que cela devienne une obsession ou une contrainte », précise-t-il. Du vélo au ski, en passant par le judo et l’athlétisme -sa préférée, l’activité sportive accompagne l’ingénieur dans différentes étapes de sa vie ; dans son cursus scolaire ou sa vie professionnelle. « J’ai été un amoureux du sport ; c’est peut-être un peu moins le cas maintenant ». Malgré cet attachement, il n’obtient pas de place au sein de la section sportive de haut-niveau lorsqu’il intègre l’INSA Lyon en 2011. « Pas le CV sportif, et les notes ne suivaient pas assez ». Il portera tout de même les couleurs de son école lors des compétitions avec l’AS Athlétisme, dont les entraînements rythment ses semaines. « Ces moments ont forgé des amitiés qui durent encore. Les connexions en groupe, les entraînements, tout ça était source de plaisir durant les études. Avec le recul, j’ai pris conscience que ces expériences étaient aussi des espaces d’apprentissages, peut-être même plus efficaces que la salle de classe. »

Du campus, il se souvient aussi de ses premiers jours. Il partage sa turne avec un camarade libanais, avec qui il ne communique qu’en anglais ; une langue qui prendra un sens tout particulier pour lui plus tard, dans sa vie professionnelle et personnelle. « Ce qui me pousse aux études d’ingénieur, c’est mon attrait pour la physique des matériaux. J’aime comprendre le fonctionnement des choses, je suis de nature curieuse ». Nourri par des professeurs passionnés dès le lycée, la dimension philosophique de la matière qui constitue le vivant l’interroge. « À l’époque, je n’avais pas vraiment d’idées de ce que je voulais faire de ces appétences pour la physique. D’ailleurs, je ne sais toujours pas ce que je veux faire quand je serai grand ; chaque journée est une chance de faire quelque chose de différent ». Il consacre ses derniers mois d’études d’ingénieurs à la recherche sur la formulation de polymères recyclés, au sein du laboratoire Ingénierie des Matériaux Polymères. Son stage de fin d’études, lui, se fera chez Hoka, au sein de l’équipe innovation, en 2016. Il n’a pas quitté l’entreprise depuis.

 

Ingénieur en chaussures     

Ce qui le pousse chez Hoka, minuscule entreprise à ses débuts, c’est une rencontre sur une compétition avec deux des pionniers de la marque dont Christophe Aubonnet, aussi ingénieur INSA. « J’ai dû insister à plusieurs reprises, pour qu’ils me prennent en stage. J’étais vraiment motivé et fasciné par le fait qu’on puisse réfléchir à la ligne et aux matériaux d’une chaussure. Moi qui en usais plusieurs paires par an, sans vraiment savoir comment elles étaient fabriquées. Hoka était considérée comme une marque anticonformiste, en fabriquant des chaussures moquées par leur design, mais néanmoins innovantes ». Piqué par cette approche, Vincent Bouillard trouve dans l’entreprise, un terrain propice à l’expérimentation. Depuis, Hoka n’est plus celle qui fabrique des baskets à l’allure clivante : si elle est devenue cool, c’est précisément parce qu’elle ne l’était pas, et sans nul doute en associant à son image, celle des athlètes qu’elle soutient. Parmi eux, l’ingénieur innovation produit franchissant la ligne du plus grand ultra-trail de la planète, ses chaussures aux pieds.

 

L’Ultra Trail du Mont Blanc est l’un des évènements les plus importants du monde du trail.
(Crédits : Unsplash) 

 

La victoire qui le sort de l’ordinaire

Le 5^e coureur de l’histoire à boucler l’Ultra-Trail du Mont-Blanc en moins de vingt heures. « Qui est Vincent Bouillard, le vainqueur inattendu de l’UTMB ? », « Le séisme Vincent Bouillard », « Ce Français que personne n’attendait ». À l’annonce de sa victoire, la presse spécialisée s’emballe : comment cet ingénieur a-t-il réussi ce tour de force ? Est-il accompagné ? Quel a été son plan d’entraînement ? Pour réponse, Vincent évoque son expérience sportive de longue date et son autodidaxie. Alors qu’il était encore étudiant, déjà l’air du nord de la Suède lors de son expérience Erasmus l’avait poussé à concevoir ses propres entraînements. Loin de l’AS Athlétisme, c’est livré à lui-même qu’il augmente ses volumes d’entraînements et applique sa rigueur d’ingénieur à son quotidien sportif ; un vrai protocole R&D dans lequel il compose avec les charges de la vie. Plus tard, c’est un collègue fanfaron qui le jettera dans le Grand Bain des courses d’endurance. Jusqu’à remporter le Kodiak Ultra-Marathon, un 100 miles aux États-Unis, où il est expatrié depuis quelques années. Cette victoire lui ouvre les portes de l’UTMB, à plus de 9 000 kilomètres de son lieu de villégiature, au plus près de ses terres d’origine.

Et la date de la compétition colle avec son retour en France, après quatre années dans les bureaux d’Hoka en Californie, puis en Oregon. Un tournant décisif dans sa vie pour l’ingénieur discret, qui ne sera jamais plus inconnu de tous, 19 heures 54 minutes et 23 secondes après le coup de sifflet du départ de la course. Ne pas tomber, bien s'hydrater, se caler dans des allures. Et se répéter les mots lancés par son coach de judo, quelques années auparavant. « La douleur, c’est une information : analyse-la et traite-la ». En passant la ligne d’arrivée, l’inconnu devient une nouvelle star de l’ultra-trail, inscrit au palmarès hommes de vainqueur de l’Ultra Trail du Mont-Blanc, aux côtés de Kilian Jornet ou de Xavier Thévenard. « À partir de ce moment-là, après les tests anti-dopage, c’est un marathon médiatique qui s’enchaîne », se remémore-t-il. Une visibilité à laquelle il ne s’était pas vraiment préparé, et qui lui a posé beaucoup de questions. 

 

Coup de projecteur sur un grand discret

Discret de nature, il se retrouve face à un paradoxe : comment utiliser sa voix, désormais amplifiée par sa notoriété, sans se transformer en donneur de leçons ? Avec l'UTMB, les projecteurs se braquent sur lui : il ne peut ignorer l'impact de l'image qu'il renvoie. Il se sent responsable, au-delà de ses performances sportives, de l'influence qu'il peut exercer à travers l’appareil médiatique. « Je suis un athlète masculin, blanc, qui a grandi à Annecy. C’est en ce sens que je dis que mon histoire est banale. Au printemps 2020, j’étais aux États-Unis, et j’ai vécu le mouvement du Black Lives Matter, déclenché par le meurtre de G. Floyd, aux côtés de ma femme, noire américaine. Cet épisode m’a ouvert les yeux sur les disparités et les injustices sociales. J’ai pris conscience qu’on grandissait bien différemment à Annecy, que dans le reste du monde. »

De cette position privilégiée et de sa victoire de ses performances sportives, Vincent Bouillard veut les utiliser pour défendre des causes en lesquelles il croit. Un désir exprimé et suivi par son employeur, désormais son sponsor. « De plus en plus de marques commencent à s'engager auprès de communautés sous-représentées, et il faut que le trail s’oblige à cela. En France, c’est un sport qui a pris une propension médiatique folle, contrairement aux États-Unis où il n’est pas très connu. C’est aussi un sport jeune et nouveau, qui peut devenir un vecteur de changement, tant sur le plan social qu’environnemental. Il faut se saisir de cette opportunité pour le définir en adéquation avec les enjeux qui nous guettent, loin du greenwashing qu’on connaît aux milieux du sport. »

 

Vincent Bouillard, diplômé du département Matériaux de l’INSA Lyon et vainqueur de l’UTMB en 2024 sera le parrain du prochain Raid INSA Lyon. (Crédits : Raid INSA Lyon)

 

Porte-parole de valeurs pour son sport, et au-delà

Aujourd’hui, Vincent Bouillard porte une double casquette. Athlète professionnel, il consacre la majorité de son emploi du temps d’ingénieur à mi-temps, à la Responsabilité Sociétale de son entreprise dont les objectifs sont « déments, mais très ambitieux ». Il se souvient de ses premiers pas dans une industrie mondialisée, dont les perspectives de carrière impliquaient de sacrifier son empreinte carbone individuelle, lui qui, nourri par une exposition constante à la nature, avait développé une conscience écologique assez jeune. « D’autant que les compétitions impliquent de bouger aux quatre coins du monde. Je n’ai pas la réponse à toutes les questions que je me pose, mais je suis certain que le combat écologique ne peut se dissocier de la lutte pour les droits humains. En tant qu’ingénieur, j’ai un rôle à jouer. En tant qu’athlète, d’autant plus. »

 

Parrain 2025 du Raid INSA Lyon - Orange

S’il n’a jamais eu l’occasion de participer à l’un des plus grands évènements de son ancienne école, c’est avec grand plaisir que Vincent Bouillard a accepté de parrainer l’édition 2025 du Raid INSA Lyon. Pour quelles raisons ? Pour le souvenir de ses riches années, de l’effervescence des années d’études et pour encourager chacune et chacun à se dépasser. « Le but du sport, ça n’est pas d’être le champion du monde. Le but, c’est de s’épanouir, d’apprendre et de s’inspirer des autres. C’est un terreau fertile pour cultiver des valeurs humaines essentielles. Voici ce que je voudrais transmettre aux participants du prochain Raid. »

 

Robocasting de ciment de phosphate de calcium bifasique renforcé par du graphène pour l'ingénierie des tissus osseux

Doctorante : Stephanie GROSSI ROEDEL

Laboratoire INSA : MATEIS - Matériaux Ingénierie et Sciences

École doctorale : ED34 : ML - Matériaux de Lyon

La bioingénierie a considérablement bénéficié des techniques de fabrication additive, offrant des solutions hautement personnalisées pour accélérer la récupération des patients. En génie tissulaire osseux, ces techniques permettent la production de structures et d'implants personnalisés avec des géométries complexes adaptées aux besoins spécifiques de chaque patient. Parmi ces méthodes, le robocasting se distingue par la fabrication de biocéramiques pour les applications osseuses, en utilisant l'extrusion de suspensions céramiques concentrées pour construire les pièces couche par couche. Cette méthode permet l'utilisation d'«encres» enrichies d'additifs qui améliorent à la fois la résistance mécanique et les fonctionnalités biologiques de la pièce finale, favorisant ainsi l'interaction avec le corps. Les phosphates de calcium (CaP) présentent d'importants avantages par rapport à d'autres biomatériaux en raison de leur similarité avec la phase minérale des os, permettant une intégration naturelle sans provoquer de réponses inflammatoires, et étant progressivement absorbés pendant le processus de régénération osseuse. Cela élimine le besoin d'opérations supplémentaires pour retirer les implants. Parmi les différentes formes de phosphate de calcium, les ciments de phosphate de calcium biphasique (BCPC) sont particulièrement avantageux, car ils combinent l'hydroxyapatite (HA), qui fournit un soutien structurel, et le 13-tricalcium phosphate (13- TCP), qui est résorbable et favorise la régénération osseuse. Cette combinaison permet l'absorption progressive du 13-TCP tout en maintenant une intégrité structurelle de l'HA, rendant le BCPC idéal pour les applications de guérison osseuse à long terme. Les ciments phosphocalciques (CPC) se distinguent par leur consolidation à des températures proches de l'ambiante par des réactions de prise, éliminant ainsi le besoin de frittage, ce qui facilite l'incorporation de substances bioactives et thermosensibles, essentielles pour accélérer la régénération. Les nanoplaquettes de graphène (GNP) sont des exemples d'additifs qui peuvent fournir à la fois des améliorations mécaniques et des fonctionnalités biologiques lorsqu'elles sont combinées avec des phosphates de calcium. Les ciments à base de CaP peuvent être mis en forme par robocasting, à condition que leurs propriétés rhéologiques soient optimisées pour garantir la formation de filaments homogènes qui s'écoulent lors de l'extrusion mais conservent leur forme immédiatement après le dépôt, permettant d'obtenir des pièces structurellement solides avec une faible concentration de défauts. Ce travail se concentre sur le développement et l'étude de structures imprimées en 3D à l'aide de la technique de robocasting à basse température, avec des ciments de phosphate de calcium biphasique renforcés de nanoplaquettes de graphène. L'objectif est d'améliorer les propriétés mécaniques et le potentiel biologique du produit final. L'étude a analysé les aspects rhéologiques des pâtes viscoélastiques, l'imprimabilité des pâtes avec et sans graphène, la résistance mécanique des pièces imprimées par des tests de flexion à trois points, ainsi que des évaluations biologiques concernant la cytotoxicité et l'activité métabolique associées aux pièces imprimées.

 

Contribution à l'étude de l'amorçage de fissures dans les matériaux fragiles

Maître de conférences : Aurélien André Marie Doitrand

Laboratoire INSA : MatéIS - Matériaux Ingénierie et Sciences

Rapporteurs :
Djimédo Kondo (IJLRA, Sorbonne Université), Christophe Bois (I2M, Université de Bordeaux), Sylvain Drapier (LGF, Ecole des Mines de Saint-Etienne)

Civilité	Nom et Prénom	Grade/Qualité	Etablissement
Mr	Djimédo Kondo	Professeur des universités	IJLRA, Sorbonne Université
Mr	Christophe Bois	Professeur des universités	I2M, Université de Bordeaux
Mr	Sylvain Drapier	Professeur des universités	LGF, Ecole des Mines de Saint-Etienne
Mme	Thouraya Baranger	Professeure des universités	LMC2, Université Claude Bernard Lyon I
Mr	Julien Réthoré	Directeur de recherche	GeM, Universite de Nantes
Mme	Nathalie Godin	Maitre de conférences HDR	MATéIS, INSA de Lyon
Mr	Sylvain Meille	Professeur des universités	MATéIS, INSA de Lyon