Projets collectifs 4sgm année 2008-2009 Résumés des sujets Sujet a : Les polyhydroxyalkanoates
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- Sujet B : Les nanofils de silicium sous toutes les coutures
- Sujet C : La pérennité du stockage des données sur supports CD et DVD : la faute aux matériaux
- Relation possible avec LNE Laboratoire National d’Essais, archivistes, etc
- Sujet D : Etude de nouveaux systèmes de réticulation de vernis pour pièces automobile
- En relation avec la société : Plastic Omnium Auto Exterior
- Sujet E : Paramètres de fabrication influençant la durée de vie des porteurs minoritaires pour des substrats Si
- Sujet F : Propriétés et sélections de matériaux constitutifs d’équipements utilisant le CO2 supercritique comme solvant
- Sujet G : Erosion / corrosion compresseur
- Volvo
- Sujet H : Etude des phénomènes d’encrassement d’un compresseur de Turbo liés à l’ingestion d’un aérosol air / huile
- En relation avec la société : Volvo Powertrain
- Sujet I : La stratégie de développement de la start-up NanoProd
- En relation avec la société : BD Medical
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Projets collectifs 4SGM Année 2008-2009 Résumés des sujets Sujet A : Les polyhydroxyalkanoates.
Les polyhydroxyalkanoates sont des polymères produits par des bactéries. Comment les microorganismes les synthétisent-ils ? Comment les produit-on concrètement et les extrait-on des microorganismes ? Existent-ils commercialement ? A quel prix ? Quelles sont leurs propriétés ? Leur potentiel ? Voici quelques exemples de questions auxquelles le groupe devra répondre Sujet B : Les nanofils de silicium sous toutes les coutures
L’intérêt pour les nanofils, structures unidimensionnelles semblables à de longs cheveux poussant perpendiculairement à la surface d’un substrat, mais mille fois plus fines, s’est rapidement développé dans le monde. Ces systèmes présentent en effet des propriétés remarquables vis-à-vis des phénomènes de relaxation élastique, de transport, de confinement électronique ou optique. Beaucoup de travaux de recherche sont orientés vers la fabrication de nanofils semi-conducteurs qui sont porteurs d’applications potentielles très attrayantes dans de nombreux secteurs, électronique, bio-médical, énergétique, etc. Dans le but de poursuivre la filière de Silicium (le matériau de base de la technologie semi-conducteur actuelle), les nanofils de Silicium sont devenus un enjeu scientifique pour de nombreux laboratoires internationaux. De nombreux procédés de croissance de nanofils sur différents types de substrats ont été développés ces dernières années, parmi lesquels nous pouvons citer la méthode Vapeur-Liquide-Solide (VLS), la formation des nanofils par voie chimique, ou plus récemment Philips a développé une méthode qui permet de fabriquer rapidement et en grandes quantités des nanofils de silicium d’une largeur de 30 nanomètres et d’une longueur de 1/10 de millimètre. La diversité d’applications potentielles nécessite la connaissance rigoureuse des techniques de réalisation qui sont adaptés pour une application donnée. L’objectif du sujet proposé consistera à faire l’état de l’art tant sur les méthodes de fabrication des nanofils de Silicium et leurs différentes applications. Il traitera plus exactement des points suivants : 1. Méthodes d’élaboration des nanofils de silicium 2. Propriétés structurales et physiques (optiques, électroniques) 3. Intégration et domaines d’application Sujet C : La pérennité du stockage des données sur supports CD et DVD : la faute aux matériaux ?
Les disques optiques enregistrables plus connus sous le nom de CD6R et DVD-R (Compact Disc Recordable / Digital Versatil Recordable Disc) connaissent un réel engouement pour leur grande capacité de stockage sur support extractible, faible coût du support, graveur et lecteur, faible encombrement et facilité d’utilisation, leur stabilité annoncée vis-à-vis des agressions de l’environnement et leur durabilité potentielle. Des études récentes du Laboratoire National d’Essais montrent que la perte de données intervient en quelques années voire en une année pour certains CD-R. Une telle perte de données pose le problème de l’archivage des données sur de tels supports largement utilisés. L’objectif de ce projet est donc de faire le point sur ce problème en termes i/ scientifiques et techniques en s’intéressant au rôle des matériaux et des structures dans ce processus de vieillissement en consultant des spécialistes comme ceux du LNE voire en réalisant des essais de vieillissement accéléré, ii/ économiques puisque des supports de ce type sont utilisés dans le domaine professionnel de l’archivage et iii/ sociétaux pour identifier les problèmes posés par la perte de données et/ou la sélection des données à préserver. Sujet D : Etude de nouveaux systèmes de réticulation de vernis pour pièces automobile
Plastic Omnium Auto Exterior (PO) conçoit et fournit des pièces et modules de carrosserie et est le n°2 mondial sur ce marché avec un chiffre d'affaires supérieur à 1,3 milliards d'Euros. La société PO possède à proximité de Lyon un centre de R&D international, Sigmatech, où travaillent 450 collaborateurs de plus de 11 nationalités. Récemment, la société INOPLAST également impliquée dans le marché des pièces automobiles et spécialisée dans les matériaux composites (essentiellement à base de résines polyester insaturées type SMC/BMC...) a intégré le groupe PO. Dans le cadre des développements menés pour concevoir "l’usine du futur", la société PO étudie l’intérêt de la technologie des UV pour la réticulation des vernis sur pièces automobiles complexes présentant de nombreuses zones d’ombre. Cette technologie classiquement utilisée dans des industries à forte valeur ajoutée (cosmétique…) doit être adaptée/optimisée pour présenter un intérêt économique dans l’industrie des carrosseries automobile. La méthodologie de l’étude portera sur :
Au terme de cette étude, il sera également demandé aux étudiants d’avoir une démarche d’innovation et de proposer des pistes d’amélioration des outillages actuels pour permettre la réticulation des zones d’ombre. Les détails plus confidentiels de ce projet, seront présentés aux étudiants par S. Guyon, responsable du service R&D de Sigmatech. Sujet E : Paramètres de fabrication influençant la durée de vie des porteurs minoritaires pour des substrats Si
SILTRONIX est une société implantée à Archamps (74) qui fabrique des wafer de Silicium pour applications de produits « sur mesure » Siltronix est une société qui fabrique des wafers de silicium de 2" à 6". La spécificité de Siltronix est de répondre à des demandes de produits "sur mesure", incluant aussi des mesures de paramètres très divers dont en particulier la durée de vie des porteurs minoritaires. Aujourd’hui, Siltronix ne dispose pas des connaissances nécessaires pour mesurer, analyser puis améliorer ce paramètre. De nombreux travaux de recherche relatifs à la durée de vie des porteurs minoritaires de wafers de silicium ont déjà été réalisés et publiés. La durée de vie des porteurs minoritaires est principalement liée à la présence d’impuretés dans le cristal mais d’autres paramètres (qualité de surface,…) peuvent être importants. Une étude bibliographique doit permettre :
Cette étude doit permettre à Siltronix d'améliorer ses compétences et son savoir-faire dans la maîtrise de la durée de vie des porteurs minoritaires et donc de la qualité de ses produits.. Sujet F : Propriétés et sélections de matériaux constitutifs d’équipements utilisant le CO2 supercritique comme solvant
L’IFP, organisme public de recherche et de formation … a pour mission de développer les technologies et matériaux du futur dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. Il apporte … des solutions innovantes pour une transition maîtrisée vers les énergies et matériaux de demain, plus performants, plus économiques, plus propres et durables. ( d’après l’IFP en bref : http://www.ifp.fr/l-ifp/l-ifp-en-bref ) Les industries chimiques, pétrochimiques et du raffinage doivent faire face à de nouveaux défis pour développer des procédés plus respectueux de l'environnement et fabriquer des produits "verts", en permettant l’élimination et la valorisation des déchets toxiques. Pour cela le remplacement de solvants fortement volatils et toxiques par le dioxyde de carbone à l'état supercritique apparaît être une alternative intéressante. Se pose alors le problème de la définition et la sélection des matériaux adaptés à la construction des nouveaux équipements mettant en œuvre cette nouvelle technologie. Le CO2 supercritique est un solvant alternatif intéressant car il est abondant, bon marché et aux propriétés intermédiaires entre liquides et gaz. A température ambiante et sous pression, le CO2 peut exister à l'état liquide avec une densité comparable à celle des solvants organiques mais avec d'excellentes propriétés de mouillabilité et une très faible viscosité. A l'état supercritique (Ө > 31°C et P > 73,8 bar), le CO2 possède une viscosité comparable à celle des gaz et une densité proche de celle des liquides. Et de faibles variations de température ou de pression lui confèrent les propriétés d'un solvant réversible et sélectif. Les potentialités du CO2 comme solvant alternatif "vert" sont en développement dans de nombreux domaines, par exemple industries des polymères et de l'automobile. Ainsi Union Carbide utilise le CO2 supercritique comme diluant pour des procédés de revêtements. DuPont fabrique du tetrafluoroethylene (Teflon), en utilisant le CO2 au lieu du 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoroethane. Le CO2 supercritique est également envisagé pour éliminer des produits fortement toxiques comme les halogénures et les PCB. Des applications pour la liquéfaction de la biomasse en vue de produire des biocarburants de seconde génération sont également en cours d'étude. Pour ce projet collectif, les objectifs sont :
Pour mener à bien cette étude, vous serez amenés à préciser le cahier des charges dont les grandes lignes sont tracées ci-dessus, à déterminer le rôle et les responsabilités de chacun, à aborder les différents aspects et enjeux : scientifiques, techniques, économiques, législatifs, sécuritaires, environnementaux … Sujet G : Erosion / corrosion compresseur
Volvo est un constructeur de véhicules et de moteurs. Contexte : De nos jours, l’ensemble des acteurs de l’industrie des transports, constructeurs comme clients ou utilisateurs, placent la réduction de la consommation de carburant et la protection de l’environnement au premier plan de leurs préoccupations. Dans ce contexte, le groupe Volvo travaille activement au développement de ses produits dans le but d’anticiper les futures normes de dépollution et d’offrir des solutions novatrices pour limiter l’impact du transport routier sur l’environnement. L’EGR basse pression (EGR = Exhaust Gas Recirculation) fait partie des solutions que Volvo Powertrain développe actuellement pour les applications Bus roulant au gaz naturel liquéfié. Cette technologie qui consiste à ré-introduire en entrée moteur, après refroidissement, une partie des gaz d’échappement, nécessite un certain nombre d’adaptations notamment au niveau du turbocompresseur afin de maintenir un niveau de fiabilité élevé. . Le refroidissement des gaz EGR a en effet pour conséquence de générer par condensation la formation d’eau liquide qui est donc introduite en entrée turbo. Cette eau occasionne alors par impact sur la roue compresseur de l’érosion / corrosion qui à terme peut conduire jusqu’à la destruction de l’étage compresseur (rupture par fatigue partant des fissures initiées par l’érosion). Certaines solutions sont actuellement en cours d’étude, dont l’utilisation de revêtement / traitement de surface ayant pour objectif de renforcer la résistance des roues compresseur à l’érosion et à la corrosion (anodisation dure, PEO, grenaillage, NiP...). Contenu du programme : L’objectif de ce programme est à partir de l’analyse des phénomènes en jeu (impact gouttes sur la roue, acidité des condensats) et des conditions de fonctionnement (charge thermique, pression, vitesse, durée de vie) de rechercher les traitements de surfaces les mieux adaptés pour garantir une résistance à l’érosion et à la corrosion sur cette application. Les attendus sont un bilan sur la bibliographie, une analyse des phénomènes d’érosion et de corrosion en jeu (phénomènes physiques, paramètres influant) ainsi qu’une ou plusieurs propositions de traitement de surface susceptible de limiter ces phénomènes, en prenant en compte aussi bien les contraintes industrielles qu’économiques.
Contexte : De nos jours, l’ensemble des acteurs de l’industrie des transports, constructeurs comme clients ou utilisateurs, placent la réduction de la consommation de carburant et la protection de l’environnement au premier plan de leurs préoccupations. Dans ce contexte, le groupe Volvo travaille activement au développement de ses produits dans le but d’anticiper les futures normes de dépollution et d’offrir des solutions novatrices pour limiter l’impact du transport routier sur l’environnement. C’est ce qui a conduit la division moteur du groupe Volvo, Volvo Powertrain, à intégrer dès 2006 en option sur les véhicules grand routiers et en série sur les applications bus de ville un système de recirculation des gaz de carter moteur ayant pour but de limiter les rejets d’hydrocarbures à l’atmosphère. Ce système consiste à recycler l’aérosol air / huile présent à l’intérieur du carter moteur généré par le fonctionnement normal (qui est traditionnellement rejeté à l’atmosphère) en le réintroduisant dans le moteur en amont du compresseur du turbo. Le recyclage des gaz de carters, s’il permet de limiter les rejets d’hydrocarbures des moteurs poids lourds, présente cependant de nombreux challenges techniques, notamment au niveau du vieillissement de l’étage compresseur du turbo. L’encrassement généré par l’ingestion de l’aérosol recyclé entraine au cours du temps une chute de rendement du compresseur, impactant directement la consommation de carburant du véhicule. Contenu du projet : L’objectif de ce programme est d’analyser les phénomènes d’encrassement de l’étage compresseur et d’identifier les solutions potentielles en termes de traitement de surface pour limiter cet encrassement. Analyse :
Les attendus sont un bilan sur la bibliographie, une analyse des phénomènes d’encrassement en jeu (phénomènes physiques, paramètres influant) ainsi qu’une ou plusieurs propositions de traitement de surface susceptible de limiter cet encrassement. Sujet I : La stratégie de développement de la start-up NanoProd
Une équipe de jeunes ingénieurs inventifs vient de mettre au point un procédé révolutionnaire qui permet enfin le tri de façon reproductible et industrielle des nanotubes de carbone. Dans ce procédé, il est possible de séparer les nanotubes métalliques et les nanotubes semi-conducteurs. Ils créent alors leur start-up « NanoProd » après avoir déposé une série de brevets pour protéger plusieurs inventions permettant la production en masse des nanotubes semi-conducteurs pour l’industrie électronique et des nanotubes métalliques pour les industries du transport et de l’énergie. Ils ont notamment déposé un brevet sur un procédé de fabrication d’un nouveau matériau composite, le nanoCLEREXNTM. Ce matériau composite est extrêmement résistant, très léger, et possède une conductivité thermique et électrique excellente. Dans ce projet, les 3 ingénieurs associés de la start-up décident d’embaucher plusieurs collaborateurs (communication, marketing, juristes, etc..) pour faire avec eux une étude de marché et développer la production et la vente du nanoCLEREX. Le sujet consiste donc à étudier comment un nouveau matériau peut être mis sur le marché en analysant toutes les étapes à franchir. Au-delà des aspects techniques, stratégiques et économiques, ce sujet devra également tenir compte des enjeux sociétaux liés aux impacts des nanotechnologies et notamment environnementaux. Bon courage aux membres de la compagnie NanoProd!! NB : Le nanoCLEREXNTM est une marque non déposée (Non TradeMark) mais ce matériau pourrait tout à fait exister… Sujet J : Usure des buses pour siliconnage : recherche d'une alternative matériau pour meilleure maîtrise de l'usure
BD (Becton, Dickinson and Company) is a global medical technology company that is focused on improving drug delivery, enhancing the diagnosis of infectious diseases and cancers, and advancing drug discovery. BD develops, manufactures and sells medical supplies, devices, laboratory instruments, antibodies, reagents and diagnostic products through its three segments: BD Medical, BD Diagnostics and BD Biosciences. It serves healthcare institutions, life science researchers, clinical laboratories, the pharmaceutical industry and the general public. Présentation du sujet : Travail sur une buse utilisée pour siliconnage de la partie intérieure du corps de seringue en verre : Modélisation de l'usure et optimisation de la pièceContexte/Enjeux : La surface interne des corps des seringues en verre à application pharmaceutiques communément utilisées pour les vaccins, est siliconée afin d' assurer le bon glissement du joint de piston lors de l'injection du médicament. La siliconisation se fait par atomisation d'un jet d'huile de silicone dans la seringue par l'intermédiaire d'une buse située dans l'axe de la seringue. La maîtrise de la dépose de silicone (quantité déposée, bonne répartition,...) joue un rôle majeur pour un glissement homogène du joint de piston dans la seringue. La géométrie de la buse a un impact significatif sur les caractéristiques du jet de silicone et donc sur la maîtrise du bon glissement de joint de piston dans la seringue. Situation : Il a été observé qu'un changement fréquent des buses améliore les performances de dépose du silicone. La ou les caractéristiques de la buse assurant une bonne dépose du silicone reste néanmoins inconnue(s). Afin de réduire la fréquence des changements, BD envisage de revoir les caractéristiques de la buse. Les objectifs du projet sont de : (1) Comprendre les mécanismes d'usure de la buse qui sont à l'origine de la détérioration de la qualité du jet de silicone (2) Proposer une ou des solution techniques (modification du design de la buse, de son matériau) afin d'augmenter la durée de vie de la buse tout en maintenant ses caractéristiques essentielles tout au long du cycle Yüklə 59,59 Kb. Dostları ilə paylaş:
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