Dispositifs intégrés pour l'accélération du déploiement de matériaux émergents

Octobre 2022 - Seprtembre 2025

Partenaire IMN du projet : Franck TANCRET   (équipe ID2M)

Coordinateur :
Laboratoire de Physique des 2 Infinis Irène Joliot-Curie (IJCLab Paris)
Partenaires :
Laboratoire de Réactivité de Surface (LRS Paris)
Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux (ICMCB Bordeaux)

The A-DREAM project aims to develop a generic approach to accelerate the discovery of corrosion-resistant materials and coatings in extreme environments. To do so, the A-DREAM project proposes an integrated approach using: (i) the digital design of materials/coatings, (ii) the synthesis of these high-throughput materials, and (iii) the implementation of accelerated corrosion tests. Through a digital approach that will include data mining, a CALPHAD-type thermodynamic approach, and corrosion modelling, a wide range of materials and coatings will be analysed to extract targeted compounds for corrosion application. These materials will then be developed through a combinatorial PVD process to quickly synthesize many chemical compositions deposited in thin films over glass substrates. Simultaneously, HEA-type (High-Entropy Alloys) materials will also be developed under the targeted DIAMS project (through conventional or combinatorial additive manufacturing) to be tested in the corrosion devices of the A-DREAM project. Finally, these upper-scale coating developments will be conducted through Cold Spraying technology. All these processes will help cover a panel of compositions and microstructures to identify enhanced compositions of massive materials and coatings, and, on the other and, to study the effect of microstructure on the behaviour of the materials manufactured. These materials will then be tested for corrosion through the implementation of an experimental DIADEM PEPR CALL FOR PROPOSALS “Integrated devices to Accelerate the Deployment of Emerging Materials” Page 27 of 35
device to accelerate the evaluation (by freeing ourselves from long-term immersion testing) of corrosion behaviour by coupling electrochemical techniques and analytical chemistry. This generic approach will be applied if there is corrosion in high-temperature molten chlorides.

Design by artificial intelligence and high-throughput data of advanced alloys and innovative metallurgic concepts for structural application

Septembre 2022 - Février 2026

Partenaire IMN du projet : Franck TANCRET   (équipe ID2M)

Coordinateur :
Institut Jean Lamour (IJL Nancy)
Partenaire :
Laboratoire d'Etude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux (LEM3 Metz)
Laboratoire de Science et Ingénierie des Matériaux et Procédés (SIMAP Grenoble)

Les recherches qui sont menées au sein de l'équipe Ingénierie des Matériaux et Métallurgie (ID2M) visent l'élaboration et la caractérisation des matériaux aux niveaux chimique, structural, mécanique et thermique et leur analyse comportementale en situation réelle, à différentes échelles (atomiques, nanoscopiques, microscopiques, mésoscopiques, macroscopiques) en relation étroite avec les applications.

L'équipe est actuellement constituée de 10 chercheurs et enseignants chercheurs ainsi que de 12 non permanents (Doctorants, Post Doctorant et ATER). Les membres de l’équipe sont répartis sur 2 sites (site de la Lombarderie et site de la Chantrerie). L’un des membres de l’équipe est, dans le cadre d’un accord de partenariat, à mi-temps à l’IMN et pour l’autre mi-temps à l’Université Gustave Eiffel (ex IFSTTAR). La recherche au sein de l’équipe est divisée en 3 thématiques, elles-mêmes subdivisées en sous-thématiques.

• Matériaux Métalliques ;
• Matériaux Naturels et Environnement ;
• Matériaux et Thermique.

Les travaux de recherche de notre équipe portent sur la conception et l'élaboration des matériaux et l'étude de leurs propriétés d'un point de vue académique en vue d'applications industrielles. Dans ces travaux, il s'agit de trouver les conditions permettant d'améliorer les propriétés des matériaux en jouant sur les procédés d'élaboration et les microstructures induites. Ces recherches doivent s'appuyer sur une connaissance fondamentale des évolutions des matériaux, sur des méthodes expérimentales fines et la mise au point de modèles et de simulations numériques.

Objectifs de l'équipe ID2M

• Orienter certaines activités de recherche en matériaux vers la conception de systèmes en favorisant des interactions entre la technologie d'une part, et la physique et chimie d'autre part.
• Développer des activités de recherche sur les matériaux et sur les thématiques intéressant les formations de l'Université de Nantes dont la formation d'ingénieurs Polytech Nantes : soudage et métallurgie, mise en forme des matériaux et thermique, technologies pour l'information et la communication, ...

Les moyens mis en œuvre pour faire aboutir nos recherches sont nombreux et mutualisés à l'ensemble des chercheurs du laboratoire (voire expertise).

Collaborations :

Académiques :

• Intra-IMN : ST2E, PCM, MIOPS, PMN
• Régionales : GeM (Nantes), LS2N (Nantes), RMES (Nantes), Université Gustave Eiffel – ex IFSTTAR (Nantes), LTeN (Nantes), CEISAM (Nantes), , ...
• Nationales : Lab. Georges Friedel (St Etienne), IRDL (Lorient), ICMMO (Orsay), CiNaM (Marseille), Chimie de Paris-Paris Tech, ISCR-CMet (Rennes), ISTERRE Université de Grenoble, IMT Lille Douai, LiENSs La Rochelle, CEA Tech, LITEN, ...      
• Internationales : ETS (Montréal Canada), Université de Lancaster (UK), Université du Nevada (Las Vegas), Université de Sherbrooke (Canada), Université de Balamand (Liban), Tyndall Institute (Irlande), Université technique de Crète (Grèce) ...

Industrielles :

SAFRAN, EDF, INDUSTEEL, ARCELOR MITTAL, BATSCAP (Bolloré), LEIBHERR Aerospace, ALCATEL-THALES, 3Sphotonics, CEA, SNCF, LAFARGE, NAVAL GROUP, ACB, APERAM, DGA, ST Microelectronics...

L'équipe ID2M est fortement impliquée dans :

• l'Institut de Recherche Technologique Jules Verne dans le cadre de 2 projets collaboratifs avec des industriels (Cellule HF, SIPSAN) et d'une chaire de recherche (MAPEPAS) coordonnée par l'équipe.
• le labex « GANEX »

Dans le cadre de la 40^e Rencontre Universitaire de Génie Civile (RUGC) de l’Association Universitaire de Génie Civile (AUGC) co-organisée par l’AUGC, l’Institut Mine Télécom Nord Europe et le Laboratoire Génie Civile et géo-Environnement (LGCqE) qui s’est tenue du 23 au 25 mai 2022 sur le campus de l’Université de Lille, le prix Jeunes Chercheurs « René Houpert » a été attribué à Victor POUSSARDIN, doctorant en co-tutelle Université Gustave Eiffel/Université de Sherbrooke (Canada) et travaillant au sein de l’équipe ID2M de l’Institut des Matériaux de Nantes – Jean Rouxel.

Le RUGC est LE congrès du Génie Civil en France qui a permis à 30 doctorants en 3^e année ou nouveaux docteurs d’exposer leur travail de thèse à l’ensemble de la communauté universitaire du Génie Civil et de faire connaître une partie des activités de leur(s) laboratoire(s) d’accueil ainsi que de concourir à ce prix.

Les travaux de Victor Poussardin portent sur l'utilisation d'argiles calcinées comme ajout cimentaire dans le but de diminuer l’empreinte environnementale du ciment. Le métakaolin, résultant de la calcination de la Kaolinite, est l'argile calcinée qui présente le plus grand potentiel pour une utilisation comme ajout cimentaire.

Malheureusement la kaolin n‘est pas disponible partout, il est donc nécessaire de trouver de nouvelles argiles qui serviront d’alternatives afin de développer des ciments plus durables. Le projet de recherche de Victor se focalise sur l’utilisation de Palygorskite comme ajout cimentaire et compare les résultats obtenus à la référence actuelle qu’est le métakaolin. Ainsi la calcination, la réactivité pouzzolanique et les performances mécaniques en système cimentaire ont été étudiées.