Stéphane Delalande : Les matériaux et procédés comme briques de la transition écologique.
Pour en savoir plus :
https://culture.cnam.fr/septembre/la-reinvention-de-l-industrie-dans-les-transitions-contemporaines-1433563.kjsp?RH=agesepte
[Musique] [Musique] alors nous allons passer avec presque un petit peu d’avance ce qui est fantastique sur l’horaire n’est-ce pas mes chers collègues qui m’avent tous dit mais 30 minutes c’est trop court je n’y arriverai pas c’est pas possible et cetera donc avec un petit peu d’avance à la première de leçons inaugural les
Matériaux et process comme brique de la transition écologique la tradition est de placer les leçons inaugurales sous le parrainage ou le marinage d’une personnalité qui en général connaît bien le professeur que nous venons de recruter et qui nous fait l’amitié de de venir expliquer combien et bien le le sujet est important
Et combien aussi nous avons pris la bonne personne pour le traiter enfin après tout le parrain nous dit bien ce qu’il veut alors en ce qui concerne Stéphane de l landande professeur Clément Sanchez membre de l’Institut professeur émérite au Collège de France sur une chair de matériaux hybride procéd donc nous
Sommes tout à fait sur les thèmes qui sont ici a bien voulu assurer ce ce ce rôle de de de Parin j’en suis personnellement très heureux puisque parmi ces nombreux titres et ces nombreuses affiliations j’ai eu le plaisir de le croiser à l’Académie des technologies en 2017 donc c’est
Véritablement une joie de voir qu’il parinene ici cette cette cette leçon inaugurale malheureusement il n’a pu nous rejoindre ce soir mais j’ai envie de dire il a délégué pour le représenté monsieur Cédric boissierre qui est devant moi directeur de recherche au CNRS et qui est dans leur laboratoire le
Pilote de l’équipe matériaux hybride et procédé alors nous sommes véritablement au cœur de la thématique et du sujet et nul mieux que vous me semble-t-il ne pourrait jouer ce rôle de Parin dans cette enceinte je suis donc très heureux de vous passer la [Applaudissements] parole tout le monde m’entend ouis merci
Beaucoup pour cette introduction fait ça donc bonjour à tous va présenter donc cette leçon inaugurale est parée donc par Clément Sanchez qui vous a été présenté juste avant B il a pas pu venir malheureusement et il m’a demandé de venir le représenter ici c’est pas moi
Qui parine Stéphane de la Land c’est clé voilà c’est un immense honneur pour moi un grand plaisir d’être ici avec vous c’est la première fois euh que je viens au sein de cet illustre établissement euh c’est un grand plaisir et puis j’ai un peu la pression aussi quand même
Parce que y a voilà je je représente pas n’importe qui ici voilà mais bon on va se sortir donc euh donc c’est un grand plaisir d’être ici euh pour parrainer euh la chair de matériaux avancé procéd innouant que je CIS qu’el stéphanaland a été titulaire à par du 1er mars 2023
Alors pour ceux qui qui ne connaissent pas encore Stéphan laland je vais vous le présenter un petit peu avec ma vision et puis résumer un petit peu son parcours voilà donc on va passer commencer de façon très classique après une formation universitaire à l’Université de Paris 6 euh en chimie
Organique et métalurgie il obtient son doctorat à l’Université de Versailles Saint-Quentin déjà en collaboration avec industriel à l’époque c’était Thomson CSF plus actuellement connu sous le nom de Thalès pour ceux que voilàintéresse le sujet consistait à a travaillé sur la sulfuration de semionducteur l’objectif étant de réaliser des diodes laser de puissance
Mtant dans le proche infrarouge ça parle peut-être pas à tout le monde sachez juste que ce sont des matériaux qui ont de très très très nombreuses applications spatial médical détection atmosphérique un petit peu armement aussi mais ça on le dit voilà donc très rapidement après sa thèse l’année de sa
Soutenance il a été embauché par PSA qui avait repéré euh le candidat intéressant il a immédiatement été promu responsable au groupe d’analyse structur à les surfacees et il évolue rapid au sein de ses services et devient expert en matériaux procédé mise en forme et assez rapidement je pense aussi expert en
Gestion de projets d’innovation s en a eu à gérer beaucoup beaucoup beaucoup principalement sur des matériaux plastique composite vert et cetera donc à la suite de ces tâches il passe en 2012 au poste d’adjoint directeur scientifique de PSA gros poste la responsabilité où il a pu avoir une vision beaucoup plus stratégique et
D’ensemble sur les évolutions scientifiques de PS alors bien qu’il ait travaillé en milieu industriel pendant très longtemps euh il n’est pas resté enfermé dans une vision exclusivement industrielle de son métier en réalité il a beaucoup beaucoup interagi avec le monde académique c’est d’ailleurs comme ça que nous nous sommes
Connus et entre autres il a participé très activement au montage la gestion puis enfin au pilotage les interfaces de collaboration entre l’académique et le privé donc sur des structures qui s’appellent des Open Lab qui é regroupé sous le nom de de Stell laab donc il y
En a eu plus de 10 voilà sont très nombreuses ici je vais vous en citer trois en particul parul que je connais mieux sur lesquels Stéphane a beaucoup interagi donc des matériaux et procédés mis en place avec l’AM georgat il fallait quand même que je le cite c’est
Un minimum le l’oplab beta kifi alors beta kifi pour biologie chimie et physique donc c’est dans ce cadre que nous sommes connus pour le développement avec différents chercheurs du laboratoire dans lequel je travaille à travailler sur des matériaux innovants multifonctionnels je vais vous donner quelques exemples typiquement nous avons travaillé ensemble sur l’accroissement
De la durée de vie des matériaux polymères l’utomobile alors ça ça vous parle peut-être pas sachez que les propriétés qui avaient été travaillé à l’époque étit améliorer les matériaux en leur tonnant des propriétés d’autoréparation ou de mémoire de forme par exemple nous avons également travaillé avec des gens de mon
Laboratoire et Stéphane sur des nouveaux procédés fabrication d’un composite sans solevant donc plus écologique ou des recyclages de plastique enfin on on pu travailler aussi sur par exemple la de vitre multifonctionnelle euh qui avait beaucoup de propriétés intéressantes les deux les plus notables étaient anti-reflet et autonettoyante si je vous
Brosse le tableau euh c’était une vitre à l’intérieur de votre pare-brise qui se nettoie toute seule et qui nettoie les traces de doigts et qui gère beaucoup mieux la buée qui nous embête tous les matins voilà ce genre de de matériaux là voilà enfin le dernier euh open laab que
Je voudrais citer ici et l’oplab intelligence artificielle monté avec liner voilà euh il a également participé à la création de l’Institut prairie qui est un institut interdisciplinaire de recherche et d’éducation j’iniste sur intelligence artificielle c’est un des quatre instituts inelligence artificielle qui a été créé euh financé pardon par l’Initiative nationale en
2018 voilà donc au cours de ces travaux Stéphane de Lalande a tissit de nombreuses collaborations de recherche il a également coencadré ses thèses publié plusieurs dizaines d’articles euh je suis plus auoujour pardon voilà écrit des chapitres de livrees donné des conférences et déposer de nombreux brevets il a également participé euh et
Rapporté à plusieurs travaux de thèse donc son appétit pour la recherche l’a poussé à prendre un détachement de PSA pour aller travailler un an aux États-Unis une célèbre université qui s’appelle Caltech il y est pas allé en tant qu’industriel il est allé en tant que chercheur invité et durant ce séjour il
Est revenu à la paillasse et a développé de nouveaux procédés de fabrication de matériaux architecturés conducteurs donc peut-être estitce un retour ses premières amours au niveau de la Tesse je le sais pas ce travail été valorisé par un brevet et publication dans une prestigieuse revue internationale bref
On peut dire qu’il a eu une double vie académique bien remplie tous ceux qui connaissent Stéphan de Lalande même de loin savent que c’est un très bon scientifique aussi bien au niveau fondamental qu’au niveau appliqué qu’il connaî très vaste qu’il a une vaste connaissance des matériaux et qu’il a un
Esprit curieux c’est un bouimique de travail également ceux qui le connaissent de plus près comme moi-même qui ont travaillé avec lui savent qu’il possède également une grande capacité de organisation un sens critique très affuté il a donc reçu de nombreuses sollicitations de la part de la collectivité et de ses collègues qui
N’ont pas manqué de le mettre à contribution pour prendre des responsabilités et faire des expertises pour tout un tas de domaines alors il y a une liste assez longue je vais pas vous faire la liste par le menu je vais vous en citer quelques-unes il est membre nommé par le ministère de la
Recherche au Conseil Scientifique du CNRS a été également membre élu fait partie des comités d’évaluation il est membre du bureau du conseil stratégique de l’Université de Bourgogne franchecé membre du comité ANR polymère composite physique et chimie il est également expert en anotechnologie il est membre expert de l’adè pour la transition
Écologique et euh leader du groupe des experts matériaux pour la Commission européenne qui vise à définir la vision stratégique de la recherche dans l’automobile des matériaux et les procédés il y en a certain nombre d’autres responsabilités encore entre la région et l’Europe par exemple il a été
Membre de société savant il a organisé des congrès bref euh il a beaucoup travaillé euh il a fait exactement le même métier que Mo en plus de son métier d’industriel c’est c’est c’est à peu près ça si je dois brosser le système en parallèle de toutes ces activités
Stéphan de Lalande a aussi fait de l’enseignement en interne APSA pendant des années au sein de filière d’enseignement IUT licence master différentes université ou école d’ingénieur don l’école supérieure des techniques aéronautiques et de construction automobile je ne dirai rien de sa vie dans le civil nous n’avons pas
Le temps ici la liste est longue également on va juste dire en deux lignes qu’il est directeur de club de rugby conseiller municipal professeur d’O et cetera et cetera voilà si vous voulez en savoir plus vous irez le questionner pendant le cocktail voilà donc pour conclure je pour pas être trop
Long à titre personnel je dirais que Stéphane est un collaborateur mais c’est également un ami très cher à mon cœur si je devais résumer son parcours qui débute au cam aujourd’hui et qui va continuer dans les années qui viennent je dirais que c’est un scientifique qui a à cœur de promouvoir la découverte
Scientifique au plus haut niveau de faire progresser la société dans son ensemble et de promouvoir la diffusion des savoirs par par tous les moyens je vais donc m’arrêter là je vais retourner m’assoir parmi vous pour écouter le leçon inaugural et je vous remercie beaucoup de [Applaudissements] mavoir merci
Beaucoupier bon ma tâche est très simple je n’ai plus rien à dire sur mon collègue nous avons quand même écouté un ou deux éléments qui peut-être passé inaperçu le grand talent d’organisation et un grand sens critique je pense qu’AM c’est quelque chose qui va nous servir beaucoup j’ajouterai que le CV mentionne
Un prix un trophée obtenu pour les panneaux extérieurs évidemment en matériau polymère me semblet-il de la Citroën cactus souz cette voiture qui avait des panneaux particuli alors là quelqu’un qui sait organis se déplacer et même avoir des prix sur les qure P à mon avis auoknam on va en profiter bon après
Cette plaisanterie je vous propose donc que nous passions tout de suite à la leçon inaugurale de Stéphane de laande et je lui passe la parole madame l’administratrice générale alors je vais bouger mes lunettes là toute la partie parce que je vois pas de prê je vois de loin enfin c’est c’est
Assez compliqué à gérer ça j’ai toujours pas réussi alors j’ai beaucoup bouger aussi parce que comme vous avez vu je suis hyper actif et je peux pas rester euh 5 minutes en place on s’y fait à force euh donc Madame l’administratrice générale cher marquimbert chers consœurs et chers confrères chers collègues et chers
Collègues chers amis et chers amis cher famille euh mesdames et messieurs bonsoir et merci d’être venu assister à cette leçon inaugurale alors puis en plus un peu la pression parce que je vais parler de batterie ici et un expert batterie dans l’assemblée alors le titre he les
Matériaux et procédés comme brique de la transition écologique alors j’ai pas de texte comme je sais ni lire ni écrire en fait j’étais obligé de faire plein de slides et les apprendre par cœur euh et ce que je voudrais d’abord c’est en fait vous plonger dans le noir et
Vous laisser imaginer ce que vous attenderiez d’une telle leçon parce que c’est c’est facile d’écouter les autres mais faud déjà on s’attend toujours à quelque chose qu’tient un titre et moi je vais vous amener à réfléchir à une phrase de Victor Hugo qui dit que l’avenir est une
Porte et le passé en est la clé alors moi ça ça m’amène vous êtes dans le noir mais je vous remet de la lumière arrivriver à un moment ça m’amène à parler d’histoire mais la la grande histoire au sens large et je vais essayer d’aller assez vite parce que en
Fait bah je représente l’évolution de l’Univers ici et pourquoi ça bah parce que en fait au commencement était la physique et la physique perdure faire des sciences sans sciences physiquees c’est très très compliqué en fait et puis près la physique en fait sont apparus les premiers noyaux les premiers
Atomes et puis tout ça s’assemblant en fait les sciences chimiques sont arrivées et puis quand on assemble les atomes on finit par faire des molécules des molécules plus complexes puis on arrive à voir les premières étoiles les premières planètes tout ça s’assemble tout seul pour faire en fait les
Matériaux et les matériaux en fait c’est cette belle interface entre les sciences chimiques et les sciences physiques en fait il faut un peu comprendre tout ça pour pour comprendre les matériaux et et en crée des nouveaux alors me direz-vous mais à part ça où on est nous on doit être quelque
Part par là dans le aujourd’hui là et et je vais prendre un gros zoom qui va me permettre de faire un saut dans le temps euh et un gros saut dans le temps parce que sur notre milliards d’années je va je vais seulement commencer 2 millions d’années à peu près avant notre ère
Et l’humain et pas l’homme he l’humain l’homme et la femme se sont mis à se tenir debout puis il a fallu à peu près de 1,7 million d’années pour arriver à ce que nous appelons l’humain moderne et parallèlement à ça en fait bah cet humain il a commencé à utiliser des
Matériaux et les premiers matériaux c’est ceux qu’il avait àorté de main les les silex les les cailloux ceux que la nature avait fabriqué tout toute seule en fait puis les a façonné hein il a mis en fait presque un million d’années à façonner des silex biface rapidement il
A commencé à utiliser le feu puis il a mis un million un million d’années à le maîtriser et ça c’est important parce que quand il maîtrise le feu il maîtrise son énergie et cette énergie on va voir que l’humain l’utilise pour faire de nouveaux matériaux et des nouveaux
Procédés comme il maîtrise l’énergie en fait il commence à transformer la matière on extrait rapidement le chanvre la fibre de chambre de la plante pour faire des cordes des plantes puis comme on chauffe on a des fours qui chauffent on fait de la terre cuite de la peterie
On commence à transformer la matière alors je je rentre plus rapidement dans le temps les fours chauvants de plus en plus haut bah la céramique apparaît 1000 ans avant notre ère on va remettre quelques années à revenir en Europe he puisquelle a commencé en Asie reviendra seulement avec Marco Polo en fait en
Europe les fours en argile apparaissent 7000 ans avant notre et ça c’est c’est important parce que ça ça permet de contrôler encore mieux la thermique et donc de transformer un peu plus les matériaux et surtout les les les métaux on voit que il a commencé l’homme a commencer l’humain a commencer par l’or
Le cuivre le plomb et l’argent bah parce que c’est des matériaux natifs faciles à extraire euh il a très vite forgé hein il a compris que pour mettre en for les matériaux fallait taper dessus et ça c’est c’est quelque chose qui a perduré on continue à forger beaucoup euh les
Métaux mais comme on chauffe de plus en plus on s’est alli on fabrique le bronze rapidement et puis comme on chauffe de plus en plus haut on est capable de fondre la silice on fait du verre puis comme en fond la silice en fait on arrive à raffiner le fer et puis on
Raffine le fer au début dans des haut fourneaux et ça ça dure 3000 ans en fait alors dans des bas fourneaux pardon et pourquoi bas fourneau c’est pas pour une histoire de hauteur c’est une histoire de température basse température et on fait des bas fourneaux mais on commence à faire circuler l’air
Pour chauffer plus haut maîtriser un peu plus l’énergie bon comment on maîtrise plus l’énergie on s fond de le verre et on fabrique rapidement le verre translucide enfin il nous faut quand même quelques milliers d’années puis les sort des vitreux et la technique du verre avenise en 1340 apparaissent les
Haut fourneaux en Europe alors cette technologie quand on regarde bien l’archéologie en fait est apparu 500 ans avant notre ère en Asie les haut fourneaux haute température on va pouvoir faire de la fonte en fait et cette fonte on sait pas trop quoi en faire quand même au départ parce que
C’est Casson et en 1722 r au mur dont la rue est derrière c’est pas hasard s’il a une rue à son nom fond de la cidérurgie moderne en fait il théorise que l’acier c’est un état intermédiaire entre le fer et la fonte un petit clin d’œil en 1794 la
Fondation du knavre on en a parlé ici et pourquoi en fait parce que cette explosion de savoir de technologie mais les savants les scientifique les éudit de l’époque pense bien que pour aller plus loin il va falloir que le maximum de personnes a accès à à ce savoir à cette technologie donc la
Transmission du savoir partout et pour tous alors rapidement on avente enfin on avente la pile au début du 18e du 19e siècle on maîtrise l’énergie électrique donc on va pouvoir produire de façon industrielle de l’aluminium au milieu du du 19e siècle l’apparition de l’acier les premiers aciers spéciaux naissent rapid la
Production de titane le premier plastique au début du 20e siècle un plastique naturel la cellophane le caotchou le nylon alors on voit qu’au début du 20e on produit du titane on commence à l’exploiter réellement seulement à partir de la seconde moitié de du du du 20e siècle juste après la
2uxème guerre mondiale en fait il y avait que 50 kg de titane aux États-Unis au lendemain de la 2e guerre mondiale puis un essort énorme bah pour la conquête de l’air et la conquête de l’espace avec les développement des super alliages et des alliages de titane alors pourquoi ça alors là j’arrête pas
D’agiter mon point ici parce que en fait il s’est passé quelque chose aussi d’intéressant là au au milieu du 19e début du 20e c’est que les thermonamicien commence à se poser la question de pourquoi en fait il fait pas moins 35 sur terre et là la théorie
Arrive que bah une partie du rayonnement solaire est capté par l’atmosphère grâce à des molécules qui sont les vapeurs d’eau et le dioxyde de carbone dont on entend beaucoup parler aujourd’hui et le prix Nobel arinus à cette époque donc début de 20e siècle se dit mais notre technologie
Aujourd’hui utilise de plus en plus d’énergie on en a besoin on produit de plus en plus de dioxyde de carbone ça se concentre dans l’atmosphère sur un calcul à la main parce qu’ils avent pas encore de super ordinateur mais il montre que en fait ça ça va contribuer un réchauffement que de l’atmosphère
Alors je vais sauter rapidement et vous remettre la lumière sur sur ce qui se passe aujourd’hui et en fait ce consensus scientifique qui est pas un hasard même si arenus S un peu trompé dans ses valeurs mais c’est que depuis le l’explosion de l’aair industrielle en fait la concentration de CO2 dans
L’atmosphère croit exponentiellement et que la température suit et moi ce que j’aime bien dans ce graphhe ici c’est l’énergie reçu du soleil en fait on voit que c’est constant sur toute cette périodeel donc nos init industrielles sont bien responsables des augmentations de température et ça ça a un lien en
Fait avec plein de choses c’est parce qu’on a besoin en fait de plus en plus d’énergie pour notre croissance économique alors j’aime pas trop parler croissance économique tout seul mais c’est aussi pour notre bien-être pour être en bonne santé pour pour pour avoir accès à des tas de de de choses qui nous
Facilitent la vie tous les jours et on voit que en fait notre croissance est liée à cette explosion de la consommation d’énergie et aujourd’hui même les sources renouvables ne font que s’additionner à ce qui existe déjà et puis parallèlement pour parler de matériaux de procédé ben on utilise de
Plus en plus de matériaux et donc la croissance le développement de l’humanité c’est source de consommation d’énergie et de matériaux donc dans la transition environnmentale on va voir qu’on va avoir un gros impact alors j’avais un un directeur des matériaux dans le temps guilosac qui disait
Toujours bah que tout objet de une tonne c’est 1000 kg de matériaux et en plus c’est de la matière qui a souvent subi beaucoup de transformation ça nécessité beaucoup d’énergie et là en fait il y a une très bonne formationam voir deux maintenant en apprentissage et en hors
Temps de travail qui existe depuis très longtemps d’ingénieur matériaux oknam qui était porté avant par un éminent confrère Jean-Pierre chevalier sur les matériaux industriels et ça c’est une réalité on a besoin en fait de matériaux et tout objet c’est des matériaux alors pour suivre l’évolution et l’impact de ces objets comment les
Changer quand on veut les transformer les scientifiques se sont donné un très bel outil en fait c’est l’Analyse de Cycle de Vie qui va permettre de caractériser de mesurer les impacts des matériaux des objets tout au long ou des systèmes tout au long de leur cycle de vie au travers d’indicateur on parlera
Beaucoup ici d’énergie et de CO2 et vous voyez ici qu’on on suit ces indicateurs de l’extraction des ressources jusqu’à leur fin de vie puis on comprend bien ici avec ces impacts que si on fa en fin de vie on a beaucoup gâché de choses et qu’on les a pas
Beaucoup capté en fait et que l’idéal c’est quand même de de de cycler ces chosesl alors me direz-vous maintenant mais de quoi va-t-il nous parler après tout ça et ben en fait je vais vous parler de recherche parce que si on veut faire des ruptures et améliorer les
Choses on a besoin de recherche on a besoin de former les gens mais on a aussi besoin de beaucoup sur Recherche et comme je pouvais pas vous parler de tout que j’ai envie vite faire ou de tout ce qu’on fait ou de tout ce que les autres font j’ai pris quelques exemples
De travaux qui sont lancés au sein du laboratoire Py dans auquel j’appartiens avec avec mes collègues le Py c’est un laboratoire commun entre le Conservatoire national des arts et métiers et lensam et ici son directeur nazi qui est venu écouter cette commentation et je le remercie d’ailleurs
Euh donc je vais faire un éclairage et je fais ça parce que en fait je suis pas madamema c’est plus facile de de réfléchir et de vous présenter des sujets que je connais bien euh que je maîtrise à peu près mais surtout de vous expliquer que j’ai choisi et nous
Choisissons d’ailleurs dans les équipes ces sujets en se posant cette question est-ce que ça a un impact sur la transition écologique sur la transition environnementale est-ce que ma solution va pouvoir réduire les émissions de CO2 ou euh changer la production d’énergie intervenir dans ces cadreslà alors je vais vous parler d’augmentation de
Performance de matériaux assez rapidement d’habitude mes étudiants je leur montre ça et je leur demande quel est le point commun entre ces trois objets entre une courpe de licurg en verre de 400 ans avant Jésus-Christ les vitraux de la cathédrale de chart et d’autres cathédrales de cette époque et un
Micropresseur à base de silicium alors comme on a pas le temps aujourd’hui mon temps est contraint tout le monde dit c’est le silicium et en fait c’est pas ça enfin bien sûr c’est un point commun mais c’est qu’en fait les les les effets observés sont liés à des à des facteurs
D’échelle à d’organisation de la matière à très petite échelle ou à la construction de la matière à très petite échelle et quand je dis très petite échelle c’est nanométrique et donc on montre quand dans les Vitra et dans les les courbes dans les coupes pardon en fait c’est des nanoparticules d’or et
D’argent qui sont dispersé ici on le voit très bien pour différentes couleurs et que ces nanoparticules en fait la les rayonnements électromagnétiques interagis avec les vibrations des nuages électroniques et en fonction des environnements et des tails on a des objets qui donnent des couleurs différentes alors me direz-vous
Mais quel est inérêt pour le CO2 et en fait ça ça s’applique maintenant de façon moderne dans des systèmes d’éclairage on utilise ces effets plasmoniques comment on dit pour en fait faire des systèmes très lumineux à puissance lumineuse constante initiale ou à et à faire des objets très compacts
Parce que ça permet de faire des objets central optique très très important et donc ça on fait de l’allègement donc si on fait de l’allègement on consomme moins d’énergie on consomme moins de CO2 on produit moins de CO2 pardon et on gagne de la masse donc on augmente les autonomies des
Objets alors je pouvais pas passer en dehors du cas des microprocesseurs alors pourquoi parce qu’on a besoin de beaucoup de calcul on a besoin de beaucoup de calcul pour bah faire le junom nérique par exemple préduire comment va se comporter un matériau un objet mais aussi prévoir le climat
Contrôler des process industriels donc on a besoin de faire beaucoup de calculs alors là un microprocesseur en fait c’est des transistors qui font des calculs en 47 les laboratoires bels c’est le premier euh le premier transistor c’est à peu près grand comme ça et aujourd’hui par les techniques de
Lthographie modne sur les euh sur les les wfers de silicium ben on est capable de descendre à quelques dizaines de nanomètres et ça ça nous permet d’avoir quelques millions de transistors sur une sur une puce donc on multiplie autant les calculs et donc normalement on devrait consommer moins d’énergie
Ce qui se passe hein c’est ce qu’on voit sur cette courbe plus on augmente la puissance plus de calcul plus on augmente la consommation il faut quand même aller plus loin en fait on a besoin de ces calculs donc faut trouver d’autres technologies pour graver encore plus
Petit atteindre la limite de 7 nanomè et là c’est des travaux qui sont menés au sein du du laboratoire par entre autres hein j’ai pas nommé toute l’équipe mais Guillaume miclar Garnier au travers d’un ANR mais aussi dans d’autres pays hein d’utiliser des des copolymér à bloc qui s’auto-organise sur
Les surfaces on a besoin d’avoir une très bonne organisation dans toutes les les dimensions pour pouvoir faire de la gravure à 7 nanomè hein qui permett d’avoir encore plus de transistor au millimè Carr mais aussi de faire des gravures 3D et donc de limiter les consommations de ces
Objets je vais maintenant vous parler d’architecture nouvelle parce qu’ est dans le labo on travaille beaucoup sur les multiarchitecturés et euh souvent je dis euh nouveau mais euh en fait je mets toujours la Tour Eiffel d’abord alors ça comme nouveau ça se pose là mais il y a
Des travaux faits au sein du laboratoire dans lequel j’ai travaillé à caltec sur des matériaux oursis multiarchitectur et le point commun c’est qu’on obtient des performances plus importantes en multiarchitecturant cette matière ça ça permet en fait d’avoir par exemple des modules élastiques des rigidités plus importantes des matériaux à très faible
Densité donc les mêmes caractéristique de modules que des aciers ou des alus avec des densités inférieures à un ça c’est pas une photomontage he on peut mettre ces structures très résistantes he ici sur une fleur de piss en lit j’ai vu cette photo donc onant d’avoir des
Module élastique important en fait on a aussi des limites d’élasticité plus importantes ici c’est un graph qui représente en fonction de la densité les limites d’élasticité des matériaux et nos matériaux architecturés sont sont ici et on voit qu’ils sont bien supérieurs à tous les matériaux existants aujourd’hui et ça c’est bien
Parce que c’est un un un levier de conception super in on va pouvoir réduire la masse des objets alors je vous rappelle que la masse d’un objet c’est simplement son épaisseur fois sa surface fois sa densité ça c’est relativement simple mais quand je joue sur les propriétés de la matière je joue
Sur le E et le S et donc je change l’architecture et je peux diminuer la masse très intéressant pour pour pour les avions par exemple et donc réduire la masse des objets c’est bah réduire les émissions de CO2 dier diminuer les les concentrations atomiques et avec
Avec Justin Diran berger et euh et Cyril sologou mais c’est des sujets qu’on qu’on qu’on étudie aujourd’hui et parce que en plus ça a un grand intérêt ces ces objets c’est que c’est fait en impression 3D et donc on consomme beaucoup moins de matière donc moins d’énergie au final je vais maintenant
Vous parler de nouvelles solution pour l’énergie dans un premier temps je vais parler de matériaux euh pour les nouveaux les nouveaux réacteurs nucléaaires de prochaines génération les les 4G dit neutron rapide et bien d’autres et ici est représenté la température que voient les matériaux dans ces réacteurs et le le taux
D’irratiation donc le taux de dommage qui vont se produire dans C dans ces matériaux en fonction des technologies utilisées alors nos réacteurs aujourd’hui sont ici c’est les Hur puis les autres c’est les nouvelles technologies et on voit qu’il va falloir que ça fonctionne à plus haute température résister à plus haut de taux
De dommage et là il y a plein de matériaux qui sont envisagés aujourd’hui on sait pas bien les faire industriellement et je vais vous expliquer pourquoi et euh j’ai voulu faire un zoom sur euh sur les euh les aciers à nano à à oxyde à nanooxyde dispersé et ça c’est euh c’est
Important parce que comme on a plus de température plus de défaut en fait la matière résistera moins longtemps donc c’est un une bonne idée hein ces aciers n à nous renforcer parce que des meilleures propriétés euh et principalement à l’irrad puis on peut travailler toujours avec des acides simples féritiques
Martincitiqu qu’on maîtrise bien et avoir des bonnes résistances par contre me direz-vous mais al pas de problème on mélange tout ça ça marche tout seul et en fait non à chaque fois qu’on va faire quelque chose de nouveau ça marche jamais bien et les voies de synthèse aujourd’hui étudié sont des métallurgies
Des poudres des poudres préalié des nano des nanooxydes on broie tout ça on mélange on comprime en chauffe et puis on espère avoir un procédé reproductible et des matériaux reproductible aussi puis mettre tranquillement dans le nucléaire et en fait il y a un problème parce queil y a
Énormément de paramètres sur ce style de matériaux et l’idée c’est de d’imaginer d’autres procédés en fait pour faire ça c’est des sujets qu’on qu’on réfléchit aujourd’hui avec Clément Sanchez justement avec David porteou avec Emmanuel Galichet et et ma collègue Z mouche pour transférer en fait un procédé qu’on a mis au point pour
L’aluminium pour disperser nanochcharge et on sait fabriquer des nanocharges à façon et à taille contrôlé et dans des corchelles et ça c’est un une voie d’amélioration qu’on envisage alors je vais vous parler des batteries parce que pour la transition écologique énergie électrique on a besoin en fait de on a
Besoin de batterie pour la stocker pour stocker cette énergie pour la mettre par exemple dans des voitures dans des téléphones ou des des perceuses ce que vous imaginez alors ça je travaille sans filet avec un un professeur émérit ducnam qui était spécialiste des batteries alors passé de de de maintos
Àc ça marche pas toujours bien euh donc je vais vous parler sommairement d’une batterie lthomion en fait et je vais essayer de le dire avec les mains tout le monde sait pas forcément comment ça fonctionne he mais c’est relativement simple une batterie lithomion c’est euh une anode une
Cathode dans une cellule avec la matière active contenant du lithium donc cette anode et cette cathode he ont une différence de potentiel qui est représenté dans ce graphe ici tiré de travaux publication de de Jean-Marie Tarascon prof du Collège de France et on a quelques volts sauf que pour faire
Fonctionner un moteur électrique c’est entre 400 c’est 400 vol les voitures bientôt 800 puis d’autres voitures on pourrait en mettre un peu plus donc il faut en mettre plein en série pour monter c’est cette tension alors ça marche simplement hein vous allez voir hein c’est un un atome de lithium qui
S’intercale au niveau de l’Ane dans le dans du graphite qui est mélangé avec du graphè maintenant hein ça vient se placer entre les plans puis au moment de la décharge bah ça vient s’intercaler dans la cathode et les cathodes qui sont des euh des euh des structures
Inorganique de ce type là avec des sites et puis les lithiums viennent dans ces sites puis on voit en fait que en fait la différence de potentiel en fonction de la cathode ça se promène un peu quand même sur un peu plus d’un volt donc si
On veut faire 400 V il va falloir en mettre un peu plus aussi en série puis il faudra aussi travailler sur la note parce qu’aujourd’hui on a les densités d’électricité ici puis c’est plutôt par là qu’on voudra aller pour en mettre un peu moins alors c’est technique je vais pas
Vous parler des batteries tout solides je boucherai un petit mot à la fin mais là en fait il y a une idée dans le labo hein de de Ilias iliopoulos et de et de Cyril sologouom c’est un projet qu’on qu’on a déposé dans l’école de la batterie un projet gagné parisam
Université qu’on travaille au sein du Py c’est de faire une batterie lithium yon tout solide bipolaire bipolaire parce que toutes les cellules sont toutes accrochées les unes avec les autres et là il y a moins de problèm de fabrication on arrive à contrôler les défauts et ça ça nous permettre de faire
Des batteries avec des des performances plus élevées et des batteries aussi moins cher c’est aussi l’intérêt parce que si on veut démocratiser la batterie ou le transport électrique on va avoir besoin de ça et l’idée c’est d’utiliser un un système de coextrusion multinanocouches euh ici on sépare des
Couches polymères on fait des bandes hein vous voyez bien ça se ressemble ça ressemble à ça il mettent les matières actives là-dedans et de faire des batteries des batteries bipolaires tout solide polymère en une étape et en continue bon ça c’est les débuts des travaux hein je vous dis pas que ça sera
Dans la rue demain c’est un travaux de recherche je pouvais pas ne pas parler de matériaux à plus faible empreinte environnementale je vous parleris de recyclage et de matériaux biosourcés alors pourquoi le recyclage parce que c’est un impératifin euh si on veut faire la condition écologique il va
Falloir plus recycler et j’en veux comme exemple celui des polymères depuis 1950 l’humanité a produit plus de 8,3 milliards de tonnes de plastique et plus des 3/4 ont fini dans des décharges et quand on dit décharges c’est ce qu’il y a de bien parce que quand c’est dans
L’eau c’est différent c’est moins une décharge normalement et pourquoi ça parce que il y a des problèmes de tri des problèmes de collecte des problèmes de compatibilité et des problèmes de performance et pour euh résoudre ce problème en fait on on discutait un un soir avec je vous dis pas normalement on
Buit une bière à ce moment-là mais avec Clément Sanchez et Cédric Boissier et on s’est dit mais ne pourrait-on pas réadapter les propriétés de ces matériaux polymère on y introduisant en fait un déchet qui est aussi issu de qui est issu de par exemple des déchets ménager les mchefers
Alors pour faire ça il faudrait contrôler la taille de ce qu’on rajoute dans dans dans la matière pour avoir ajusté les propriétés et ça en fait on a essayé on a on imagine comment le faire puis l’intérêt en plus des mfers c’est que il y a plusieurs millions de tonnes
Qui sont produites tous les ans sur terre et que ça a des compositions chimiques qui sont en fait relativement proches de ce qu’on met déjà dans les plastiques et pour faire ces matériaux composites en fait c’est très simple on dissous smashfer en milieu acide on fonctionnalise avec on fabrique
Des matériaux hybride hein c’est marrant parce que je en fait je reste toujours dans les mé hybrides on met des compatibilisants directement dedans puis on utilise un un super procédé qui est très très industriel un spray où on fait ici un un sol gel avec du gaz on atomise
Puis on contrôle la taille et la forme des particules et ça ça a des très bons rendements et en plus on en fait des tonnes à l’heure si on veut et puis après B on on travaille avec mes collègues Mathieu Gervet et euh et Alain Guino puis on met ça dans
Une ce qu’on appelle une compoundeuse c’est un gros mot pour dire qu’on va mélanger des particules avec un polymère et on fait un composite 100 % recyclé et ça c’est c’est de l’économie circulaire direct donc on impacte tout de suite on diminue nos émissions de CO2 je pouvais
Pas parler ne pas parler des bioplastiques alors les bioplastiques hein vous avez vu depuis 1905 ça existe puis on en a découvert plein tous les procédés chimiques en fait existe quasiment avant euh la Seconde Guerre mondiale et on voit ici c’est des travaux qu’on a qu’on a amené euh
D’ailleurs avec en partie avec anen Guino sur le recyclage de ces matériaux il y a quelques années qu’on a développé avec Forcia et c’est un composite qui est chargé de 20 % de de de chambres de film naturel dans P lespropylèes et ça remplace bien les euh composite classique c’est le plus léger
Donc l’impact CO2 évident on sait faire des polymères de spécialité à partir d’huile de rissin depuis plusieurs dizaines d’années et puis on en a même développé d’autres par la suite on y additionnant par moment des building blocks des des molécules de base qui proviennent de la pétrochimie pour faire
Des systèmes plus complexes et plus résistants mais et puis on en découvre tous les autres et ça c’est c’est une réalité alors ça réduit bien l’emprunte de CO2 ça diminue la dépendance au pétrole c’est encore mieux mais il y a la problématique des déchets parce que
On a besoin pour les ACV de faire des choses qui durent longtemps et ceela il durent longtemps au même titre que les pétrosourcés et donc il va falloir aussi les recycler puis aujourd’hui on se pose pas cette question compétition avec les surfaces cultivé pour l’alimentaire parce que nos bioplastiques c’est à peu
Près 002 % des des terres pour faire ses bioplastiques on utilise 002 % ça représente rien sauf que si on voulait substituer 100 % euh de nos plastiques il faudrait utiliser 20 % des terres des terres cultivées et qu’aujourd’hui en fait ça c’est le chiffre à retenir c’est
Que 40 des terres cultivables sont cultivé et que les autres c’est des forêts dont on a besoin pour la biodiversité ou des prairies où on met des B pour manger donc va falloir se poser cette question on pourra pas remplacer 100 % de nos plastiqu par du bourcé faudra faire un
Arbitrage alors je aussi vous parler de nouveaux conducteurs alors le pourquoi des nouveaux conducteurs c’est parce que la transition écologique c’est l’électricité et que l’électricité va consommer beaucoup de cuivre pour transporter cette électricité et on s’aperçoit ici que les solutions de production d’énergie électrique alternative pour des puissances équivalentes produite en mgaw
Consomme beaucoup plus de cuivre comme pour la propulsion on a entre 5 et 6 fois plus de cuivre dans une voiture électrique que dans une voiture classique donc il va falloir beaucoup de cuivre pour répondre au scénario de transition écologique là il y a des travaux de l’IFPEN qui montrent que pour
Respecter les scénarios du GC hein de conserver une augmentation de température entre 2 et 4 degr et ben il va falloir consommer entre 80 et 90 % de nos réserves de cuivre sachant que plus ça va plus les minera sont pauvre et comme plus les min sont pauvres il faut
De plus en plus d’énergie pour pour les extraire et de plus en plus d’eau puisque il faut dissoudre toutes cette roche c’est millions de tonnes de roches qu’en sort alors c’est bien en déchet si on retraite les déchets c’est moins d’énergie moins d’eau sauf qu’on en a
Pas en fait on en a pas indéfiniment de ces déchets recyclabl parce que en fait le cuivre comme des bâtiments comme ceuxl durent plusieurs centaines d’années piégé plusieurs centaines d’années donc on ça revient pas comme ça c’est là que en fait on avait une idée du temps où où j’étais à calteex un
Bret qu’on a qu’on a déposé à cette époque là et qu’on a améliorer en fait en discussion avec Cédric boissierre et et et Clément Sanchez Laurence Baudelot aussi du de Polytechnique on s’est dit mais si on pouvait faire des câbles des des fil avec autre chose alors bien sûr ce qui
Vient tout de suite ici c’est le métal la conductivité bah il y a le cuivre et puis après il y a de l’argent de l’or mais là c’est une aberration il y en a pas assez l’aluminium ça se fait déjà on transporte aujourd’hui la ha très haute
Tension avec de l’aluminium on s dit il y a plein de carbone donc on va essayer de faire par de graphè de nanotues des conducteurs et là on voit que c’est des conductivités et supérieure ou équivalente à ce qu’on peut trouver sur nos métaux puis ça ça marche à peu près
En fait parce qu’on a commencé à le faire on a mélangé du nickel du nickel sur lequel on a greffé des des acryliques photo polymérisable qu’on a mélangé avec des résines on fait l’écriture 3D on fait là bon c’est du micromètre parce que c’est plus facile pour travailler pour
Observer et quand on casse ça en fait B on commence à obtenir ici on fait un spectre rament on voit qu’il y a un pic qui correspond à ce qui du graphène ou du nanotube encore du graphite du carbone mais ça c’est c’est le début de de nos travaux alors le nickel pourquoi
Le nickel he parce que le nckel zéro c’est le catalyseur pour faire le graphène et le graphite alors qui dit euh mobilité électrique dit aimant et souvent dans les aimants au moment performance c’est les aimants sans terres rares et peut-on substituer ces terres rares alors les terres rares ne
Sont pas rares sauf qu’elles sont en en très faible concentration en fait dans la cour dans la dans la croûde terrestre et donc beaucoup de d’énergie et beaucoup de d’eau et d’acide en fait pour pour les extraire et puis en plus he ça vient d’un peu partout mais c’est raffiné à un
Seul endroit et il y a 97 % en fait des terrares qui proviennent de la même zone et qui reviennent un peu après chez nous pour pour être utilisé pour être formé sous forme d’aimment et donc il y a quand même une nécessité pour la transition écologique à trouver une solution de
Substitution et j’étais dans un jury de thèse il y a quelques il y a quelques années anné et on s’est dit mais est-ce qu’on pourrait pas en fait stabiliser des euh des phases qu’ aurait des propriétés magnétiques proches de ce qu’on trouve dans les terres rares et
Pour stabiliser ces phases bon on peut s’amuser à tremper hein ça ça le fait mais après on peut plus retransformer la matière on s’est dit B si on travaillait sur les alliages à haute entropie pour faire ça alors les alliages à haute entropie comparativement aux alliages classiques où il y a un élément
Principal par exemple le fer où on met un peu de carbone un peu de chrome et cetera pour faire pour avoir les propriétés ici on mélange à la limite cinq cinq éléments un alliage kinaire en proportion à peu près écu molaire et l’idée ici c’est de stabiliser cette
Phase qui a été découverte dans les années 60 aluminium manganaise qui est ferromagnétique et B on voit qu’elle est ferromagnétique mais à très haute température pas température ambiante et de la stabiliser mais sans tremper tout de suite enant des refroidissement classique et là en fait on utilise ce
Qu’on appelle l’effet cocktail on essaie d’imbriquer les effets magnétiques de tout ce qu’on met là-dedans on stabilise des phases parce que dans ces dans ces alliages à autentrepris on bloque la diffusion des des atomes donc on arrive à stabiliser des phases contrôler aussi la taille des grains quand on manipule bien et puis
Une fois qu’on a stabilisé ces phases on conserve les propriétés et là l’idée c’est de réaliser un alliage ferromagnétique massif à C éléments sans terre RAR alors on en a fait un mais on arrive pas à encore 100 % de cette phase alors je voulais vous montrer une petite
Vidéo mais ça prenait trop de temps alors je vais synthétiser un peu tout ce que je vous ai dit mais cette synthèse en fait c’est un peu une synthèse à l’ prèverre parce qu’en fait j’aurais voulu vous parler de tout ça puis voir encore
Un peu plus de choses parce que il y a plein de travaux à G regarder alors on a travaillé comme disait Cédric avec le professeur Laurence rose sur les vitesriires fabriquer des matériaux en fait réparant et là on a quand même réussi à faire des polypropylènes réparant on des proprités réparantes
Alors autoréparant faut toujours un peu fournerir d’énergie hein j’aurais bien aimé aussi vous parler de piégeage du dioxyde de carbone qui est présent à quelques centaines de ppm dans l’atmosphère ça serait bien de pouvoir le piéger thermodynamiquement c’est compliqué de PG des ppm et ça on travaille avec Christian ser sur les
Meufs j’aurais voulu vous parler des matériaux céramiques pour les batteries tout solides des sujets qu’on qu’on envisage de lancer avec Saft puis j’avais plein d’autres sujets et plein d’autres idées alors pour conclure pour éviter d’être trop long en fait je vous ai présenté cette grande roue alors ça c’est la roue
Qui explique l’interdépendance des matériaux c’estàd que j’espère que vous croyez pas que en fait on a un min de fer un minckel rautre avec en fait fait ça se passe pas comme çaci c’est le miner principal et puis l’ffiliation quand on a du cuivre
On du M dubal et il y a pas en fait des minerais très très riches en ce qu’ est en dessous en fait autrement c’est ce qu’on exploiterait donc quand on extrait du cuivre on a aussi du cobalt et quand on extrait du nickel on a aussi du
Cobalt alors de dire qu’on utilise plus le cobalt c’est une aberration aussi parce que si on l’utilise pas il reste dans la nature souvent on se fatigue pas à l’extraire donc il y a des choses à avoir en tête c’estes interdépendances aussi il faut se poser une grande
Question à chaque fois il faut faire des analyses de cycle de vie et là je vais faire la promotion de des cours un de mes collègues he qui qui déjà dans les formations matériaux avait inclus en fait l’écoconception les initiations à l’écoconception et à l’Analyse de Cycle de Vie parce qu’on en
A besoin dans nos réflexions on peut pas se dire je vais chercher là-dessus puis en fin de compte c’est plus mauvais non il faut pas se poser cette question là il faut se poser la question à pri à priori et pas à postériori et là on a besoin aussi de modèle modèle prédictif
On a une très bonne formation aussi dans le tam grandes d’ingénieur sur l’environnement et l’écoconception alors malheureusement il y aura pas de solution unique c’est ce que j’ai voulu vous dire faudra plein de petites solutions pour résoudre tous nos problèmes et cette somme de plein de solutions ça nécessite de collaborer et
D’être nombreux à travailler on a besoin de transdisciplinarité on travaille avec mes collègues Mathieu Mathieu Gervet ETG Gourel d’ailleurs au niveau économique quel impact de nos choix sur l’économie en fait de nos orientations technologiques on y a eu une tribune dans Le Monde signée par aspect et liidéic boket du
Collège de France là-dessus dire il faut qu’on travaille tous ensemble pour pouvoir trouver des solutions parce que sans transdisciplinarité ça marche pas on a besoin de sociologue pour leur expliquer qu’il vaut mieux changer pour ça que pour autre chose et pas leur imposer l’imposition fonctionne pas
L’humain ne change pas si il a pas envie de changer en fait puis ça c’est pour faire plaisir à un de mes tésards en fait qui qui est beaucoup impliqué dans le dans la dans dans l’écologie dans la transition écologique il faudra consommer ou utiliser moins de matière en fait faudra
Réfléchir différemment ou en ù on déportera nos problèmes ça sera les fameuses effet rebond et puis à terme faudra se poser cette question et réfléchir en transdisciplinaire sur quel modèle de société on imagine pour l’humanité là je vous invite à à regarder des vidéos de du de de du
D’Olivier Vidal du CNRS qui parle de ce lien entre matièrees premièr et et et évolution de la société impact sur la société même les communications de janovici et je tiens tous à vous remercier pour votre [Applaudissements] attention