Projets collectifs 4sgm



Yüklə 48,22 Kb.
tarix25.10.2017
ölçüsü48,22 Kb.
#13008


Projets collectifs 4SGM

Année 2007-2008

Résumés des sujets

Sujet A

Les moteurs en alliage à mémoire de forme

Proposé par : Michel MORIN

Tel : 04 72 43 81 50

michel.morin@insa-lyon.fr
Certains alliages métalliques présentent un effet mémoire de forme : déformés à froid, ils retrouvent leur forme de départ au-delà d'une certaine température par suite d'un changement de phase. Le principe physique de base repose sur une transformation réversible (modification de la structure cristalline) en fonction de la température appelée transformation martensitique.

Lorsque l’Alliage à Mémoire de Forme (AMF) reprend sa forme initiale au chauffage, il est capable de fournir un travail en transformant de l’énergie thermique en énergie mécanique. Il est donc possible de réaliser des actionneurs, ainsi que des moteurs thermiques.

Ces moteurs thermiques ont la particularité de fonctionner avec une différence de température entre la source chaude et la source froide très faible (typiquement 40°C), ce qui peut être mis à profit pour récupérer l’énergie de sources de chaleur de basse température (par exemple utiliser de l’eau chauffée par des panneaux solaires pour entraîner des pompes dans le désert).

Le but de ce projet sera de faire le point sur les nombreuses solutions qui sont proposées dans la littérature pour réaliser un moteur AMF. A la suite de cette étude bibliographique, le mécanisme le mieux adapté à une réalisation industrielle fiable sera choisi, et les avantages de cette solution seront argumentés.

Dans le cadre du projet, un démonstrateur sera réalisé au laboratoire MATEIS.
Sujet B

Le titane : matériau incontournable pour prothèses biocompatibles. Attentes et espoirs !!!

Proposé par : Jean-Pierre Millet

Tel : 04 72 43 82 55



jean-pierre.millet@insa-lyon.fr

1http://www.cnrs.fr/chimie/communication/imlages/images-chimietous/minidossiers/les_materiaux_biocompatibles.

2http://cat.inist.fr :?aModele=afficheN&cpsidt=1353497 3http://www.onera.fr/vo-portrait:2004-04.php

(sites consultés le 10 septembre 2007)

Actuellement le titane apparaît comme un matériau « incontournable » pour la réalisation de prothèses biocompatibles1 : implant dentaire, prothèse de hanche, réparation du conduit auditif2, fabrication de trachées3… L’engouement est notoire. L’Agence Rhône-Alpes pour la Maitrise des Matériaux vient même d’adresser à ses membres une note (référencée VIGIMAT n° xxxx) les informant des résultats très encourageants obtenus par une équipe de recherche américaine relatifs à la repousse osseuse sur ce métal. Pour favoriser cette "repousse" plusieurs voies sont explorées : formulation de divers alliages, élaboration de titane poreux, enduction d’une substance glycoprotéidique, dépôt de titane nanostructuré sur silicone…

Les espoirs sont tels que des ingénieurs et des chirurgiens, ainsi que des biochimistes se lancent dans la création d’entreprise pour exploiter ces nouvelles technologies d’élaboration prometteuses.

A-t-on aujourd’hui suffisamment d’éléments pour bien cerner les potentialités techniques et économiques de telles innovations dans le domaine chirurgical ? Comment celles-ci peuvent-elles répondre aux exigences des attributions d’agrément ?

Le but de ce projet sera de regarder :

• les besoins et attentes actuels dans le domaine des matériaux métalliques pour prothèses,

• les potentialités du titane,

• les conditions d’obtention de l’agrément,

• le rôle de l'ingénieur Matériau,

• une ou deux réalisations récentes ou envisageables à court terme.

Après la définition d'un cahier des charges et la détermination du rôle et des responsabilités de chacun (structuration organisationnelle), vous vous efforcerez, sur la base d'une recherche documentaire, d'aborder les différents aspects et enjeux : scientifiques, techniques, économiques, sécuritaires, réglementaires...

Sujet C

En sortie de caisse de supermarché : sac plastique ou sac papier ?

Proposé par : Jean-François GERARD

Tel : 04 72 43 89 79



jean-francois.gerard@insa-lyon.fr

En relation avec des spécialistes du LCA dans les entreprises et les centres de R&D, d’entreprises de la production de films polymère et de papier et d’autres.
Comment l’ingénieur ‘Matériaux’ sur la base d’une analyse scientifique et technique (et donc objective basée sur des données tangibles et vérifiables) peut-il contribuer à une information du consommateur qui se pose la question au-dessus ?




Qui n’a pas vu un épisode de série américaine avec un consommateur américain armé de son sac à papier rempli de provisions à la sortie de son supermarché ? Qui n’a pas été désemparé parce qu’il a oublié son panier d’osier pour mettre ses achats à la sortie du supermarché français parce que celui-ci a anticipé la mise en place de la loi du 5 Janvier 2006 ? -Les Français utilisent 17 milliards de sacs de plastique par année (donnée 2005)-.

Ce projet a donc comme objectif de prendre en compte tous les volets de la question posée dans le titre :

1/ Quels sont ces matériaux en question ? Comment sont-ils synthétisés, élaborés et mis en forme pour ensachage ?

2/ Quels sont leurs coûts respectifs pour les produire, les distribuer et les recycler ?

3/ Quels sont les impacts environnementaux à la fois dans leur production, utilisation, devenir ?

Donc de faire pour les deux derniers points ce que l’on appelle un Life Cycle Assessment complet, LCA alimenté par les données recueillies dans la partie 1/ afin d’apporter une contribution scientifique au débat qui oppose les tenants du papier, matériau naturel, des emballages pratiques en film plastique … et ceux qui pensent qu’en ne proposant ni l’un ni l’autre en ne délivrant plus de sac en caisse…




Sujet D

Les vêtements électroniques

Proposé par : Abdelkader SOUIFI

Bâtiment Blaise Pascal, 6è étage

abdelkader.souifi@insa-lyon.fr

La possibilité de réaliser des dispositifs électroniques nomades pousse naturellement à essayer d’intégrer un certain nombre d’entre eux directement dans les vêtements. Cela concerne par exemple des systèmes de communication, des systèmes médicaux, ou tout simplement de l’affichage. Les matériaux utilisés peuvent être rigides ou souples selon les applications.

Dans ce projet, on se propose de trouver une idée originale d’un vêtement utilisant des matériaux souples, et ensuite de faire une étude de marché afin d’évaluer l’apport d’une telle technologie souple par rapport à aux technologies conventionnelles.

Le sujet est donc très ouvert puisque l’on aura le choix de concevoir une chaussure, un chapeau, des gants, une veste, un pantalon, des chaussettes, un caleçon,… pourvu qu’il soit électronique !



Sujet E

Nanoparticules de Si pour la biologie

Proposé par : Gérard Guillot

Tel : 04 72 43 81 61 (Tel secrétariat : 04 72 43 60 79)

gerard.guillot@insa-lyon.fr

En relation avec la start-up lyonnaise Nano-H. Certaines expériences de validation pourront se réaliser au laboratoire INL (Institut des Nanotechnologies de Lyon).
On assiste avec le développement des nanotechnogies et des nanomatériaux à une véritable explosion du développement de l’utilisation de nanoparticules fonctionnelles pour la biologie dans les domaines de la détection biologique, de l’imagerie (luminescence, RMN) et de la pharmaco-technie.

Ces nanoparticules sont constituées généralement de trois parties : un cœur, une coquille et une surface fonctionnalisée.

Par le choix des matériaux et de leur taille on peut jouer sur les propriétés chimiques (stabilisation et sites actifs de surface et furtivité) et physiques (optique, magnétique) de ces nanoparticules. La clef étant d’obtenir des matériaux multifonctionnels associant une multitude de caractéristiques au sein d’une même entité nanoparticulaire.

Le projet consistera à évaluer et à proposer différentes possibilités d’utilisation de nanoparticules basées sur un cœur de Si (ou de SiC) dont l’atout majeur est la biocompatilité dans les différents domaines biologiques (imagerie, nano-thérapie…)


Sujet F

Etude de l’impact environnemental d’un emballage pharmaceutique

Proposé par : Françoise Fenouillot

Tel : 04 72 43 83 81



francoise.fenouillot@insa-lyon.fr

En relation avec la société Rexam Pharma




Rexam PLC est un groupe anglais qui compte 25 000 employés. Son activité est entièrement concentrée sur marché de l'emballage et plus particulièrement sur:

  • les canettes en aluminium et en acier (Rexam est le leader mondial de ce secteur est fabrique 50 milliards de canettes par an),

  • le packaging plastique : cette activité regroupe 3 branches et 17 000 employés.

Au sein de la branche Healthcare, le site de la Verpillière (Isère) appartient à la division Pharma, spécialisée dans la conception et la fabrication d'emballages complexes destinés à l'industrie pharmaceutique. 200 personnes travaillent sur le site. L’activité Innovation et Développement à La Verpillière regroupe 9 personnes (20 personnes au total en Europe).
Le besoin de Rexam consiste à définir et mettre en place un outil permettant d’évaluer de façon simple et basique l’impact environnemental d’un produit. L'outil pourra, par exemple, être utilisé lors des phases de conception pour comparer différentes solutions techniques.

Dans le cadre d’un projet INSA-Rexam, les besoins de Rexam pourraient être abordés par un projet qui passerait par 3 étapes :



  1. Définir ce qu’est l' " impact environnemental" et quels sont les principaux facteurs à prendre en compte.

  2. Etudier comment évaluer l’impact environnemental et identifier des outils précis.

  3. Valider l'approche et le choix d'un (ou 2) outils, sur un cas concret en comparant l'"impact environnemental" de deux 2 produits

Exemple: flacons pour collyres (Eye-droppers):



    • 1 simple qui distribue un médicament avec conservateurs (collyre classique)

    • 1 deuxième plus performant et plus compliqué qui permet de délivrer un médicament sans conservateurs.

Sujet G

Etude du procédé « In-mold-coating »

Proposé par : Etienne Fleury

Tel : 04 72 43 71 04



etienne.fleury@insa-lyon.fr

En relation avec la société PO/INOPLAST

http://www.plasticomnium.fr/srt/inter/home

http://www.inoplast.fr/an/accueil.htm

http://www.plasticsmachining.com/magazine/2001-11/InjMolding.html

Plastic Omnium Auto Exterior 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 est implantée dans 14 pays et possède 56 sites industriels. Plastic Omnium Auto Exterior investit 4,5% de son CA dans la R&D et 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. La société INOPLAST produit déjà des pièces pour l’industrie automobile en IMC (sur base thermodurcissable).

Le procédé "In-mold Coating" ou IMC consiste à intégrer l’étape de peinture d’une pièce en plastique thermodurcissable ou thermoplastique lors de sa fabrication. Cette technologie bien décrite pour les plastiques thermodurcissables reste néanmoins pour des raisons technologiques essentiellement utilisées dans le cas de pièces plates.

L’objectif du projet, proposé par le centre de recherches Sigmatech de Plastic Omnium, sera de :


  • faire un bilan sur la chimie des peintures utilisables en IMC,

  • recenser les différentes méthodes de mise en œuvre du revêtement IMC

  • décrire l’outillage existant permettant l’utilisation de l’IMC et répondant aux contraintes des cahiers des charges constructeur (aspect, durabilité….)

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, en particulier afin de décorer des pièces de formes complexes (avec angles de dépouille).
Sujet H

Les enjeux du Silicium métallurgique pour l’industrie du Photovoltaïque

Proposé par : Mustapha Lemiti

Tel : 04 72 43 87 31



mustapha.lemiti@insa-lyon.fr

http://www.apollonsolar.com

Contact : Jed Kraiem kraiem@apollonsolar.com



En relation avec la société Apollon Solar

L'industrie photovoltaïque, pour répondre à une demande en très forte expansion (>30% par an) doit faire face à une pénurie d'approvisionnement en silicium de qualité solaire. En effet compte tenu de cette forte progression, il était impossible d’imaginer une source unique telle que ce fut le cas ces 20 dernières années avec les rebuts de l’industrie électronique. Par contre, la disponibilité du matériau silicium dit de qualité métallurgique (Si MG), est quasiment sans limite, due au fait que la matière première pour la fabrication du silicium, le quartz (SiO2) et le carbone (C) existent en abondance. C’est le constat fait par quelques experts de l’énergie photovoltaïque dès 1997 et c’est pour cette raison que le projet PHOTOSIL, élaboré par la société APOLLON SOLAR, est orienté vers la purification du silicium de qualité métallurgique (Si MG) à un degré de haute pureté qui permet son utilisation comme matière première pour l’industrie photovoltaïque.

Cependant l’obtention de silicium de qualité solaire à partir de silicium métallurgique nécessite la résolution de plusieurs problématiques scientifiques dont les principales étant :


  1. La compensation Bore/Phosphore 

  2. La présence de Carbone 

  3. La présence d’Oxygène 

  4. La présence de Laitiers (oxydes divers : CaO, A2O 3,…)

  5. La présence d’Impuretés Métalliques

L’objectif de ce projet collectif sera donc de réaliser dans un premier temps une recherche bibliographique concernant l’influence de ces différentes impuretés sur les propriétés électriques des cellules photovoltaïques et d’en déduire des spécifications (concentrations maximales acceptables) permettant l’obtention de cellules photovoltaïques avec un rendement de conversion d’au moins 14%, avant finalement de présenter les différents procédés de purification industriels permettant de réduire leurs concentrations.

Sujet I

La corrosion dans les échappements des véhicules industriels

Proposé par : Xavier Kléber

Tel : 04 72 43 80 71

xavier.kleber@insa-lyon.fr

En relation avec la société Volvo/Renault Trucks (Karel Dupuis)
L’industrie poids lourd en général est soumise à des normes sur les émissions polluantes des gaz d’échappement de plus en plus draconiennes. Ainsi, l’échappement véhicule, se complexifie en intégrant des systèmes de post-traitements, comportant de plus en plus de pièces techniques et spécifiques. L’élaboration d’un échappement nécessite désormais des compétences dans de nombreux domaines : vibratoires, acoustiques, chimiques, physiques, mécaniques, en mécanique des fluides, thermique mais également en matériaux.

Dans certaines conditions de fonctionnement, des dépôts solides (cristallisation) se forment dans les échappements des véhicules. Des expertises « matériaux » de silencieux ont montré que les parois / pièces ayant étés en contact avec des cristaux se corrodent plus vite.

Dans le cadre du projet, il s’agira dans un premier temps d’établir et de définir les matériaux (aciers) utilisés actuellement dans les échappements des véhicules (véhicules industriels). Un bilan sur le type d’agents corrosifs (gaz d’échappement, urée liquide, solide et gaz) et les conditions critiques de corrosion (température, débits) pourra être réalisée. En parallèle, des études de cas seront réalisées pour compléter les recherches bibliographiques effectuées.

A partir des résultats obtenus dans la première partie, deux voies pourront être suivies.

La première, plutôt curative, consisterait soit à augmenter la résistance à la corrosion des matériaux existants, soit à proposer des solutions de substitution tout en prenant en compte les aspects qualité, coût et délai. La deuxième considérée comme préventive, permettrait d’éviter toute cristallisation et accroche des cristaux sur les pièces d’échappement. Des solutions de revêtement anti-adhérent et/ou de traitement de surface pourront être étudiées. Les aspects qualité, coût et délai devront également pris en compte dans cette approche.

La grande partie de ce travail se fera à l’INSA, mais quelques déplacements chez Renault Trucks (St Priest) pourront être envisagés dans le cadre de ce projet.


Sujet J

Vers un possible développement industriel

de bouchons obturateurs intramédullaires synthétiques résorbables ?
Proposé par : Christian Olagnon et Jérôme Chevalier

En relation avec la société Medicalgroup
La société Medicalgroup (Vaulx en Velin, Rhône, www.medicalgroup.fr) est spécialisée dans le développement et la fabrication de matériaux pour applications orthopédiques.
Medicalgroup développe actuellement des bouchons obturateurs intramédullaires en gélatine d’origine porcine. Pour répondre à une demande qui se fait de plus en plus forte sur le marché et également pour anticiper un possible durcissement de la réglementation sur les produits d’origine animale, Medicalgroup envisage de développer des bouchons synthétiques résorbables.

L’étude que nous proposons vise à intégrer les aspects :

- Choix du/des matériaux et fournisseurs possibles

- Etude bibliographique sur les techniques d’élaboration existantes

- Difficultés technologiques et voies d’optimisations

- Liste des laboratoires travaillant sur le sujet

- Etude de la concurrence (les concurrents, les brevets existants…)

- Aspect normatif



- Aspect économique : estimation de l’investissement que représenterait l’achat des procédés nécessaire à la réalisation de ces dispositifs médicaux.

Yüklə 48,22 Kb.

Dostları ilə paylaş:




Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©muhaz.org 2022
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə