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Une plateforme commune à 4 laboratoires adossés à Polytech Nantes pour l'industrie du futur

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Le secteur industriel est en pleine mutation, évoluant vers une production de plus en plus respectueuse de l'environnement. Parmi ces évolutions : l'analyse du cycle de vie du produit, l'usage de matériaux et de procédés plus soutenables, soutenus par une optimisation énergétique des procédés industriels. C'est dans ce contexte que 4 laboratoires adossés à Polytech Nantes se sont associés pour porter un projet de plateforme partagée pour assurer une continuité sur le triptyque matériaux, procédé et énergie, en accord avec les objectifs du développement durable. Son nom ? Le projet MAPE.

Un plateau multi site pour l'industrie du futur

Le projet MAPE (plateau distribué de développement MAtériaux-Procédés-Energie) a été constitué dans le cadre d’un appel à projet contrat de plan Etat-Région (CPER). Les laboratoires LTeN (Laboratoire de thermique et énergie de Nantes), IREENA (Institut de recherche en énergie électrique de Nantes Atlantique), GeM (Institut de recherche en génie civil et mécanique) et GEPEA (Laboratoire génie des procédés environnement-agroalimentaire) co-portent ce projet d’un montant de 4.5 millions d’euros, sur la période 2021-2027.

En lien avec les objectifs de développement durable de l’ONU, cette plateforme comporte quatre volets :
  • Outils d'analyses micro-structurales et mécaniques in situ
  • Procédés et instrumentation
  • Recyclage et valorisation
  • Énergie - production et stockage

Collaborer pour amplifier sa force de frappe

Plateforme MAPE - LTeN Cette collaboration entre les 4 laboratoires permet d’apporter un socle expérimental commun pour des recherches centrées sur la thématique classique matériaux-procédés, avec la spécificité de pouvoir aussi y traiter des problématiques de valorisation ou recyclage, tout en étant capable d’adresser les problématiques de l’optimisation et de l’intégration énergétique, que ce soit pour l’énergie électrique ou l’énergie thermique. Cette mutualisation renforce le potentiel de recherche en ouvrant la voie à une plus grande expertise des partenaires. De plus, cela peut générer des collaborations nouvelles, la plateforme permettant de répondre à des appels d’offres de plus grande ampleur ou des sollicitation plus complexes.
Le projet n’a réellement démarré qu’en 2022, avec une période intense dédiée à l’achat d’équipements sur l’année 2022-2023 sur des fonds européens. L’année 2024 sera l’occasion pour les chercheurs de structurer la plateforme et de lancer les premières recherches sur l’industrie verte.


 

Les chercheurs témoignent

Pierre-Antoine, GeM

Pouvez-vous vous présenter ?

Je m’appelle Pierre-Antoine DUBOS, je suis Maître de Conférences à l’Institut de recherche en génie civil et mécanique (GeM – UMR CNRS 6183) sur le site de l’IUT de Saint-Nazaire depuis septembre 2016. Avant ceci, j’ai obtenu un doctorat en chimie du solide, spécialité mécanique et métallurgie, réalisé au laboratoire CRISMAT de l’Université de Caen en Normandie.
 

Quels sont vos sujets de recherche ?

Je travaille sur les relations existantes entre la mise en forme, le comportement mécanique et les microstructures résultantes des matériaux métalliques. Je m’intéresse, en particulier, à l’évolution de la microstructure des métaux lors de déformations plastiques durant un procédé de mise en forme (laminage, emboutissage, tréfilage, soudage, fabrication additive). L’objectif est d’étudier expérimentalement, à différentes échelles, le comportement de ces matériaux afin d’alimenter des codes de calculs numériques et de pouvoir prédire d’éventuels problèmes lors de la mise en forme ou de sollicitations en service. Pour ceci, nous travaillons avec des partenaires académiques mais aussi quelques industriels locaux et nationaux.

Dans quelle mesure prenez-vous part au projet MAPE ? Première observations et analyses sur le nouveau microscope électronique à balayage haute résolution du laboratoire GeM

Afin de réaliser ces travaux de recherche, j’ai co-écrit le projet avec mes collègues afin d’équiper notre laboratoire de matériels de pointe pour la réalisation d’analyses microstructurales et mécaniques in situ). J’ai donc naturellement participé à l’achat d’un goniomètre de diffraction, puis pris en charge et coordonné les achats de machines micro-thermo-mécaniques adaptables sur plusieurs équipements, d’un microscope électronique à balayage haute résolution avec microanalyses chimiques et cristallographiques, ainsi que des outils de préparations d’échantillons.
 

Dans quelle mesure le CPER MAPE représente-t-il une opportunité pour vous ?

Les moyens de cette plateforme présentent pour le laboratoire, pour moi et mes collègues une réelle opportunité de mettre en lumière nos sujets de recherche. Ce projet nous apporte déjà une forte augmentation de visibilité au travers d’équipements de pointe et de nouvelle génération qui pour certains sont les premiers installés dans le monde sous cette configuration. Cette nouvelle attractivité devrait nous permettre d’étendre nos réseaux de partenaires pour de nouvelles collaborations.
 

Qu'est-ce que ce projet vous apporte ?

Au niveau personnel, la gestion de ce CPER pour le GeM, m’apporte un épanouissement important, car cela va me permettre d’assoir mes thématiques de recherche et d’évoluer dans un parc expérimental d’excellence. Ce CPER m’a également permis de travailler avec les laboratoires partenaires avec qui nous pourrons collaborer plus facilement dans le cadre de cette nouvelle plateforme multi-site mutualisée. De plus la partie administrative, avec les services centraux de Nantes Université, a été très formatrice quant à la gestion des procédures d’achats et de suivi dans le cadre d’un projet d’envergure comme un CPER.
 

Quelles sont les prochaines étapes du CPER MAPE ?

La prochaine étape du CPER pour le GeM est l’achat d’un nano-micro-indenteur qui viendra compléter avantageusement notre offre d’outils de caractérisation multi-échelle. Cet équipement sera le dernier achat pour le GeM dans le cadre de ce CPER MAPE. Ensuite, il viendra l’étape d’utiliser tous ces nouveaux équipements de manière optimum afin de faire avancer nos travaux de recherche, ce qui est très existant.

A bientôt pour la présentation de nos équipements. Pour cela, rendez-vous au GeM sur le site de Saint-Nazaire !

Xavier, LTeN

Pouvez-vous vous présenter ?

Je m’appelle Xavier PY, je suis Professeur au laboratoire de thermique et d’énergie de Nantes (LTeN UMR 6607) sur le site de la Chantrerie depuis septembre 2021. Précédemment j’ai passé mes 26 premières années de carrière au laboratoire PROMES (UPR 8521) à Perpignan après avoir effectué un doctorat en Génie des Procédés au laboratoire LSGC de l’ENSIC, école d’ingénieur dans laquelle j’ai reçu ma formation initiale. Xavier Py
 

Quels sont vos sujets de recherche ?

Mes travaux de recherche concernent divers éco-procédés et matériaux dédiés à la transition énergétique dans une démarche systématique de réduction d’impacts. Il s’agit ainsi de systèmes de stockage de l’énergie thermique haute température mettant en œuvre des matériaux recyclés issus de déchets ou coproduits industriels, de récupération et valorisation de chaleur fatale industrielle, de transformation et valorisation de productions électriques renouvelables variables ou encore de l’optimisation de procédés de capture de CO2 par gestion de leur thermicité via des énergies renouvelables thermiques. Ces travaux sont développés en collaboration avec d’autres laboratoires nationaux ou étrangers ainsi qu’avec des industriels au travers de projets financés par le CNRS, l’ANR ou l’Europe.
 

Dans quelle mesure prenez-vous part au projet MAPE ?


En équipe avec les collègues du LTeN impliqués dans les mêmes thématiques, nous avons conçu la plateforme, écrit le cahier des charges et collaboré avec les services de Nantes Université pour l’appel d’offre. Le prestataire sélectionné, j’ai plus particulièrement suivi la réalisation en répondant à leurs questions/sollicitations ainsi qu’à l’implantation des équipements à la Chantrerie.
 

Dans quelle mesure le CPER MAPE représente-t-il une opportunité pour vous ?


Les sujets de recherche précédemment mentionnés nécessitent de réaliser des expérimentations à différentes échelles, de la preuve de concept au prototypage. Ceci permet de valider certaines approches innovantes, de tester les matériaux et leurs mises en œuvre dans des conditions réalistes, d’étudier leur vieillissement, …, autant d’étapes indispensables avant l’application industrielle. Habituellement, les appels à projets de recherche ne permettent pas de financer des opérations de prototypage de ce type. Le CPER MAPE nous offre l’opportunité de bénéficier d’une plateforme flexible sur laquelle nous allons pouvoir tester nos matériaux et équipements à l’échelle pilote dans des conditions opératoires reproduisant les applications visées (chaleurs fatales industrielles, solaire à concentration, power-to-heat,…).
 

Qu'est-ce que ce projet vous apporte ?


Le CPER MAPE nous apporte un outil de recherche et d’innovation que de nombreux laboratoires nous envient déjà. Cela va contribuer à renforcer notre légitimité et attractivité dans nos domaines de la thermique et de l’énergétique. Fort de cet outil, nous allons pouvoir proposer aux appels d’offre de la transition énergétique des sujets à même de répondre à des niveaux de TRL plus avancés et de proposer à nos partenaires industriels de pouvoir tester leurs propres prototypes dans un environnement idéal.
 

Quelles sont les prochaines étapes du CPER MAPE ?

La prochaine étape va consister à former les différentes personnes du laboratoire à l’utilisation de la plateforme et d’organiser son planning vis-à-vis des différents projets concernés. Nous avons déjà plusieurs projets de recherche ANR ou PEPR pour lesquels la plateforme va être sollicitée mais aussi déjà des industriels locaux intéressés pour tester leurs équipements.

Nous vous invitons à suivre les actualités dédiées à la plateforme, plusieurs actions de communication sont prévues !

Mis à jour le 03 novembre 2023 - Communication Polytech.
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