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Plateforme expérimentale · MAPE
Matériaux, procédés, énergies pour l’industrie du futur
MAPE est une plateforme expérimentale labellisée par Nantes Université et distribuée entre les laboratoires LTEN (Thermique Énergétique), GeM, GEPEA (Génie des Procédés) et IREENA (Énergie Électrique) crée en 2023 via le CPER 2021-2027. L’opération, dont le coût s’élève à 4.5 millions d’euros, s’inscrit dans la volonté de développer une Industrie du Futur plus respectueuse de l’environnement.
Localisation
Bâtiment 17, 1er étage, Saint-Nazaire
Responsable scientifique
Pierre-Antoine Dubos
Responsable technique
Marie-José Moya
Contact
02 72 64 87 51
pierre-antoine.dubos@univ-nantes.fr
Points forts
In situ multi-échelle
Caractérisation mécanique et microstructurale sous sollicitations thermo-mécaniques
Micro-essais sous MEB
Four et machines d’essais mécaniques adaptables dans un MEB à haute résolution
4,5 M€ · CPER 2021-2027
Plateforme labellisée Nantes Université, partagée entre LTEN, GeM, GEPEA et IREENA
Industrie du futur
Matériaux, procédés et énergie, avec des partenaires comme Airbus, Chantiers de l’Atlantique, Safran AE, CETIM
Présentation
MAPE vise ainsi à mettre en œuvre des matériaux nouveaux, à étudier leur durabilité en conditions environnementales sévères (température, humidité), à optimiser leurs procédés d’élaboration et de recyclage, tout en considérant les notions d’efficacité énergétique associées. L’ensemble des équipements, centré sur le triptyque matériaux-procédés-énergie, comportera ainsi des outils avancés de caractérisation in situ de matériaux, des moyens d’études de matériaux polymères et composites au cours de leur procédé d’élaboration initiale ou de valorisation, ainsi que des bancs de tests de solution de stockage et de production de l’énergie à une échelle laboratoire.
4 volets complémentaires et équilibrés
MAPE est structuré en 4 volets complémentaires et équilibrés, proposant ainsi une réponse globale à la problématique visée :
01
Outils d’analyses microstructurales et mécaniques in situ
02
Procédés et instrumentation
03
Recyclage – Valorisation
04
Énergie – production et stockage
Le GeM porte la partie caractérisation et durabilité au travers des outils d’analyses microstructurales et mécaniques in situ.
Moyens expérimentaux différenciants
L’originalité forte de la plateforme est le développement d’une compétence originale sur la caractérisation in situ multiéchelle aussi bien du point de vue mécanique que microstructural lors de sollicitations thermo-mécaniques. Le caractère différenciant passe par l’adaptabilité des micro-équipements (four et machines d’essais mécaniques) dans un MEB à haute résolution, un goniomètre de diffraction des rayons X, un nano-indenteur et une enceinte sous-vide équipée de pyrométrie et d’imagerie pour la corrélation d’images numériques permettant des caractérisations multi-échelles, cristallographiques, chimiques et mécaniques.
Équipements phares
Voir tous les équipements de MAPE →
Financeurs de MAPE
Thèses
Thèse d’Inès Addi (MESR)
Caractérisation de la transformation de phase lors d’un chargement thermo-mécanique sous MEB couplé à l’EBSD
Comparaison de figures de pôles de déformations internes pour la famille de plans {213} obtenues in situ sous DRX et par modélisation lors d’essais thermiques
Thèse d’Ambrosio Santiago (ANR MOCAMOR)
Obtention de multicristaux de cobalt par croissance granulaire sous vide secondaire et caractérisation microstructurale par EBSD
Partenaire
Thèse de Calixte Gautier (CIFRE Airbus)
Suivi de la microstructure par EBSD lors d’un essai de fluage in situ d’un alliage d’aluminium
Partenaire
Thèse d’Alexandre Fournier (CEA)
Imagerie en électrons secondaires de la transformation de phase du fer lors du chauffage sous MEB
Partenaire
Thèse de B. Gaud (ANR MOCOMBIO-MEMPHYS)
Caractérisation de l’évolution de la teneur en eau de composites à fibres naturelles tout au long du procédé de fabrication
(DVS, enceintes climatiques)
Résultats obtenus par DVS
Caractérisation de l’évolution des propriétés mécaniques d’un matériau composite à fibres naturelles au cours de la transformation de la résine, en fonction de la teneur en eau des fibres
(DMA avec contrôle de l’humidité relative et de la température, machine d’essais conventionnelle)
Résultats obtenus par machine d’essai conventionnelle
Résultats obtenus par DMA à différents avancements (αi) et différentes HR, et comparaison à un modèle analytique
Domaines d’application
La plateforme MAPE vise à fournir un support expérimental cohérent à des études globales de chaînes de production de matériaux, impliquant des problématiques de recyclage/valorisation et d’optimisation énergétique. Cette plateforme résulte des besoins spécifiques de chaque laboratoire et regroupe des appareils de caractérisation de pointe in situ ou en ligne, des systèmes d’élaboration/mise en forme à petite échelle de matériaux thermoplastiques, composites ou recyclés, des équipements pour les études énergétiques (stockage/production) et les systèmes de mesure et de régulation associés.
Pour le GeM, ces équipements donnent la possibilité de reproduire des conditions expérimentales complexes dans des appareils de caractérisation microstructurale et mécanique. Ceci rentre dans le cadre de l’amélioration continue des performances des systèmes et leur allégement dans le cadre de l’ingénierie verte. Cette plateforme doit ainsi permettre une meilleure compréhension des liens procédés-microstructures-propriétés mécaniques et des mécanismes de déformation et de dégradation à différentes échelles engendrées par des sollicitations complexes couplant une large variété d’environnements (mécanique, thermique, hydrique, chimique…) pour l’étude de nouveaux matériaux (métalliques, composites, polymères…) dans le cadre de l’usine du futur. Des études se développent également, grâce à ces appareils, sur les biomatériaux dans le contexte de la santé du futur (I-site NExT par exemple).
Secteurs industriels visés
La plateforme vise les secteurs industriels de la production et du recyclage de matériaux de structure en vue d’optimiser leurs procédés de fabrication et la durabilité des pièces produites. Les secteurs industriels visés sont plus particulièrement la plasturgie, l’aéronautique et le naval. A titre d’exemple, on peut déjà citer certains partenaires industriels de MAPE : AIRBUS, Chantiers de l’atlantique, SAFRAN AE, CETIM. Les thématiques de MAPE se rapprochent également des préoccupations de l’IRT Jules Verne, dont un des axes est la thématique Matériau/Procédé, avec lequel le laboratoire entretient des relations étroites depuis sa création.