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Unité Matériaux et Transformations
CNRS UMR 8207 - Université de Lille

UMET - Ingénierie des Systèmes Polymères
 

Notre équipe présente une forte pluridisciplinarité dans le domaine des systèmes polymères. Les activités de recherche vont de la synthèse (organique et macromoléculaire) à la caractérisation physique et physico-chimique des matériaux, en passant par des aspects de traitement ou de fonctionnalisation de surface.

Les axes de recherche sont centrés autour de 3 thématiques principales :

  • Systèmes Polymères
    Fonctionnels
  • Réaction et résistance
    au feu des matériaux
  • Mécanique et Physique
    des Polymères (MP²)

La thématique Systèmes Polymères Fonctionnels fédère au sein d’une même activité des compétences diverses mais complémentaires dans les domaines de la synthèse organique et macromoléculaire, de la physicochimie des polymères et des (bio)matériaux, de la chimie supramoléculaire, de la modification et de la caractérisation de surfaces.

Notre activité est principalement basée sur la conception de matériaux polymères destinés à être mis en interaction avec des milieux complexes (matrices biologiques, aliments, effluents, environnements contaminés) ou à répondre à des stimuli externes (matériaux polymères dits intelligents).

Trois sujets principaux sont développés :

  • Matériaux polymères hybrides et textiles actifs à usage technique et médical
  • Polymères et matériaux auto-assemblés sur demande et contrôlables
  • Biomatériaux polymères fonctionnalisés

Ces actions de recherche sont développées principalement dans le cadre de la Fédération Chevreul, des Pôles de compétitivité MAUD, UpTEX, i-TRANS, Nature Santé et Longévité, des actions régionales et de partenariats privés.

Projets en cours

 
Systèmes Polymères Fonctionnels
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La réaction au feu des matériaux exprime leur aptitude à s'enflammer, à contribuer au démarrage et à la propagation d'un incendie. On évalue ainsi leur comportement au feu par rapport à des critères de performance qui portent sur leur combustibilité et inflammabilité.

La résistance au feu d’un matériau se définit par le temps pendant lequel il joue le rôle qui lui est dévolu, ceci malgré l'action d'un incendie, en termes de : (i) résistance mécanique, (ii) étanchéité aux flammes, (iii) étanchéité aux gaz et aux fumées, et (iv) isolation thermique.

Pour limiter la contribution des polymères en cas d’incendie, différentes solutions peuvent êtres envisagées :

  • On peut modifier chimiquement le polymère soit en réalisant un copolymère avec un monomère apportant une action ignifugeante soit en venant greffer une fonction ignifugeante sur une chaîne pendante du monomère.
  • On peut modifier le matériau par ajout d’additifs dans la masse.
  • On peut apporter l’action ignifugeante uniquement en surface du matériau.

Notre équipe s’intéresse plus particulièrement aux deux derniers points. Nous développons des procédés d’élaboration de matériaux polymères additivés et de nanocomposites issus aussi bien de la pétrochimie que des agro-ressources. Nous développons également des méthodes pour simuler et modéliser la résistance au feu de différents matériaux.

Nous mettons également au point des revêtements de surface de différents types qui constituent actuellement un enjeu industriel important.

Quatre thèmes principaux sont donc développés dans notre activité :

  • Procédés d’élaboration de matériaux polymères additivés et de nanocomposites
    • Développement de fibres polyesters intumescentes pour la fabrication de matériaux textiles de recouvrement et de structures composites, comprenant l’intégration de mousse polyester intumescentes.
    • Développement de composites pour l’aéronautique.

    Contacts : S. Bourbigot, M. Casetta, S. Duquesne, G. Fontaine

  • Modélisation et simulation de la résistance au feu d’un matériau
    • Ecrans thermiques innovants allégés à base de structures textiles pour les véhicules routiers, ferroviaire et aéronefs.
    • Développement de tests à l’échelle laboratoire corrélables à des tests feu industriels.
    • Etude des cinétiques de dégradation de polymères chargés.
    • Modélisation et simulation des transferts de chaleur dans une structure intumescente.

    Contacts : S. Bourbigot, S. Dusquesne, M. Jimenez

  • Matériaux durables
    • Nanoparticules pour la production de matériaux performants et biodégradables à base d’acide polylactique.
    • Recyclabilité des boucliers en polypropylène issus des véhicules hors d'usage : optimisation de la qualité matière et des propriétés d’usage.
    • Développement de retardateurs de flamme biosourcés.

    Contacts : S. Bourbigot, M. Casetta, S. Duquesne, G. Fontaine

  • Procédés de revêtements
    • Revêtements
      • Développement et étude de peintures intumescentes pour polymères.
      • Dépôt de sol-gel adhérent sur substrat métallique.
      • Mise au point de revêtements sur acier inoxydable pour éviter l’encrassement d’échangeurs thermiques durant la pasteurisation du lait.

      Contacts : M. Jimenez, M. Traisnel, S. Bellayer, S. Bourbigot

    • Procédés de traitements de surface par voie physique
      • Traitements par plasma froid basse pression sur acier à visée anticorrosion
      • Fonctionnalisation de biomatériaux par plasma froid
      • Polymérisation assistée par plasma froid sur métaux, textiles et polymères

      Contacts : M. Jimenez, M. Traisnel, C. Jama

    • Polymérisation sous rayonnement UV

      Contacts : U. Maschke

Ces actions de recherche sont développées principalement dans le cadre de la Fédération Chevreul, des Pôles de compétitivité MàUD, UpTEX, i-TRANS, des actions régionales et de nombreux partenariats privés.

 
Réaction et résistance au feu des matériaux
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Projets en cours

  • Polymères biosourcés
    • Etude du Polylactide (PLA), du polyéthylene furanoate (PEF) et de nanocomposites renforcés par des argiles
    • Etude de biopolymères issus de ressources végétales (cellulose, amidon)

    Contacts : Grégory Stoclet, Valérie Gaucher, Jean-Marc Lefebvre

  • Procédés de mise en forme de polymères thermoplastiques
    • Biétirage de polymères : Relation entre biétirabilité et évolution structurale induite sous sollicitations de polymères à liaisons hydrogène
    • Extrusion Coudée à Aires Egales (ECAE) : Développement du procédé / Evolutions structurale et morphologique induites par cisaillement pur
    • Mécanismes de déformation, mécanique, endommagement et rupture des polymères hétérophasés

    Contacts : Valérie Gaucher, Grégory Stoclet, Jean-Michel Gloaguen, Jean-Marc Lefebvre

  • Polymères et composites piézoélectriques

    Etude structurale et propriétés électro-mécaniques de systèmes polymères à base de charges carbonées ou de céramiques

    Contacts : Sophie Barrau, Jean-Marc Lefebvre

  • Propriétés thermoélectriques de composites à matrice polymère

    Contacts : Jean-François Brun, Corinne Binet, Sophie Barrau, Valérie Gaucher

Cliquez sur un des onglets ci-dessus pour plus de détails sur l'activité correspondante.

 
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