OR2 : Nanocomposites, récupération, transport et stockage de l’énergie

Activités

Cette opération de recherche porte sur la chaine complète de la synthèse, la caractérisation et la modélisation des matériaux composites multi-échelles et multiphysiques. Nous établissons un dialogue permanent entre la voie expérimentale et une modélisation.

Dans ce contexte, nous faisons appel à des collaborations extérieures, afin de prendre en compte ces effets nanométriques et les phénomènes physico-chimiques inhérents, à l'échelle pertinente, à l’interface ou dans le volume. L'objectif est d'obtenir des matériaux haute performance recherchés par l'industrie, pour répondre à l’exigence croissante en termes de propriété mécanique et d’autres fonctionnalités. Les renforts hybrides (nanorenforts alliés aux microfibres longues ou aux microparticules) sont une voie très efficace pour atteindre cet objectif.

Les trois aspects traités sont :

• L'optimisation par approches multi-échelles et multi-physiques et le développement d'un procédé de CVD vert pour la fabrication de renforts hybrides, ainsi que pour le traitement de surface par dépôt de couches minces (synthèse contrôlée et zéro émission de produits dangereux). En particulier, les diagnostics optiques laser (LII, LIBS, LIF etc.) et la spectrométrie de masse et la chromatographie à phase gazeuse ont été mis en place pour étudier les phénomènes dynamiques du procédé.  
• La récupération, le transport et le stockage d'énergie pour des systèmes soit de faible puissance tels que des (micro-)capteurs soit de grande puissance. Les ressources énergétiques pour la conversion peuvent provenir des vagues (mouvement perpétuel), du roulement des pneus, du compactage des sièges, ou encore de vibrations ambiantes (flagship NanoVIBES). Outre le design et le dimensionnement mécanique des dispositifs, nous nous concentrons sur la préparation, la caractérisation et la modélisation des matériaux innovants et multifonctionnels pour la tribo, thermo ou piézoélectricité et le transport dans un composite Cu/graphène. Les films minces de polymère/copolymère diélectrique pour condensateurs sont étudiés en répondant largement aux exigences de l'industrie.
• Des solutions intégrées pour des composites multi-échelles et multifonctionnels de haute sécurité et hautes performances. Les applications envisagées sont: a) Des composites structuraux (fuselage, ailes, etc. .) et des peintures conductrices (protection contre la foudre, électricité statique); b) De nouveaux matériaux composites absorbant les ondes électromagnétiques (furtivité radar); c) Des matériaux de blindage électromagnétique (CEM).