Télécharger le rapport 2012-2013 - Ecole des Mines d`Albi

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Sommaire
Les centres de recherche
ICA - Albi / Institut Clément Ader (site Albi)
Les acteursp. 32
Les activités de recherche
p. 34
Les résultats scientifiques
p. 48
Les événements particuliers (congrès, activités
internationales...)p. 52
Panorama des Événements
p. 3
Actions de Communication
p. 5
Direction des Études
La formation d'ingénieur sous statut étudiant La formation d'ingénieur sous statut apprenti
Le centre de Documentation
Les cordées de la réussite
Enseignement du Sport
SIFOR (Système d'Information des Formations)
Action Internationale
p. 6
p. 9
p. 12
p. 13
p. 14
p. 13
p. 15
Direction de la Recherche / Pôle PRERI
Les événements de la recherche à l'Ecole en 2012
l'Innovation à l'Ecole
Contribution au développement économique L'incubateur
Fête de la Science à l’Ecole en 2012, Village
des Sciences d’Albi
La co-délivrance du doctorat
Formation générrale des doctorants et parcours recherche
Relations avec les entreprises, la taxe d'apprentissage
Présentation générale de la recherche à l'Ecole
p. 18
p. 19
p. 20
p. 21
p. 22
p. 23
p. 24
p. 25
p. 27
Équipe de Recherche en Mécanique et Plasturgie (ERMeP)
du GIP-InSIC (Institut Supérieur d’Ingénierie et de la
Conception)
Les acteursp. 55
p. 56
p. 59
internationales...)p. 60
Centre de Recherche d’Albi en génie des Procédés
des SOlides Divisés de l’Energie et de l’Environnement
(RAPSODEE CNRS UMR 5302)
Les acteursp. 61
p. 63
p. 76
internationales...)
p. 83
Centre de Recherche Génie Industriel
Les acteurs
internationales...)
p. 86
p. 87
p. 92
p. 95
Le mot du président
Dominique Poiroux
Président du Conseil d'Administration
Vice-Président France-Europe de l'Est-Asie-Moyen-Orient-Afrique
Danone Nutrition Médicale (Nutricia)
En 2012, un nouveau directeur et un nouveau président du Conseil d’Administration ont été successivement
nommés à l’Ecole Nationale Supérieure des Mines d’Albi-Carmaux.
C’est l’occasion de fêter vingt ans d‘existence de l’établissement en janvier 2013. et d’en tirer un bilan : l’Ecole a bien réussi son démarrage ; elle
est devenue une des grandes écoles de province qui comptent dans le paysage national ; ses trois centres de recherche jouissent d’un notoriété
scientifique et technologique certaine et quantifiable ; les élèves qui l’ont choisie sont fiers de la qualité de son programme pédagogique, validé
par la CTI et EURACE, et commencent à accéder à des postes de responsabilité dans les entreprises ; elle est devenue, dans ses domaines, un
partenaire incontournable du développement économique régional.
Mais c’est aussi le moment d’une redéfinition des priorités pour aborder les années à venir.
Dans un environnement de plus en plus concurrentiel et contraint, l’Ecole doit s’internationaliser, valoriser ses expertises, diversifier ses ressources, anticiper sur son modèle pédagogique, accroitre son rayonnement. Ancrée dans l’Institut Mines Télécom, elle doit aussi s’insérer
dans le paysage régional de l’enseignement supérieur et de la recherche et dans les réseaux institutionnels, scientifiques et économiques qui
comptent.
Il revient au Conseil d’Administration et à son président de valider, d’enrichir et d’appuyer la démarche. C’est dans cet esprit que j‘ai pris mes
fonctions afin que nous fassions ensemble ce chemin.
2
Édito
Alain Schmitt
nouveau directeur de l’École des Mines d’Albi
Alain-Louis Schmitt, ingénieur général des mines, a été nommé directeur de l’École nationale supérieure des
mines d’Albi-Carmaux à compter du 1er mai 2012. Il occupait, depuis février 2010, le poste de directeur régional
des entreprises, de la concurrence, de la consommation, du travail et de l’emploi (DIRECCTE) des Pays de la Loire.
Il succède à Bruno Verlon qui dirigeait l’École depuis février 2003,
Né en 1958, diplômé de l’École des Mines de Douai, docteur en génie mécanique de l’université de
Valenciennes, ingénieur du Corps des mines, Alain-Louis Schmitt a démarré sa carrière à l’École des
Mines de Douai en 1982 où il a exercé successivement les fonctions de responsable d’enseignements,
responsable de l’option mécanique-robotique puis directeur du département productique. Directeur adjoint
de l’École des Mines de Nantes de 1995 à 2002, il a également été directeur régional adjoint de l’industrie,
de la recherche et de l’environnement des Pays de la Loire (2001-2002). De 2002 à 2009, il a exercé les
fonctions de directeur régional de l’industrie, de la recherche et de l’environnement de Basse-Normandie et
de délégué territorial de l’Autorité de Sûreté Nucléaire (Division de Caen) avant d’être nommé directeur de
la DIRECCTE des Pays de la Loire.
Les chiffres
clés de l'Ecole
Les faits marquants
La démarche stratégique de Mines-Albi a été formalisée en 2010 dans
un plan de développement 2011-2013 fondé sur les réalités du moment
dans le cadre des missions de l'Ecole et affirmant les atouts et la politique d'alliance sur lesquels l'Ecole souhaitait s'appuyer pour figurer,
d'ici cinq ans, dans les vingt premières écoles d'ingénieurs en région
et s'y maintenir.
En 2012, la forte évolution du contexte de développement et des
engagements de Mines-Albi en raison de la création de l'Institut Mines
Télécom, de la dynamique régionale autour de la création de l'IDEX
et du contrat de site Campus albigeois, a fait apparaître la nécessité
d'actualiser ce plan de développement.
En parallèle, l'ébauche de la stratégie de l'IMT "Imaginer et
construire l'avenir" par rapport aux orientations de l'Etat était en cours
d'élaboration. Il était indispensable de croiser les orientations de
l'Ecole et les axes de la stratégie de l'IMT. Ont également été prises
en considération les douze décisions du Pacte national pour la croissance, la compétitivité et l'emploi (novembre 2012) concernant le
champ d'activités de notre établissement et les treize propositions de
l'Inspection générale des finances sur le soutien à l'économie numérique et à l'innovation (janvier 2012).
C'est ainsi qu'a été bâti un nouveau plan pour 2013 et 2014, constitué
par cinq grands projets :
1 - Mines Albi campus international ;
2 - Identifier et valoriser nos expertises : tous promoteurs ;
3 - Refonder les modèles économiques et organisationnels de l'Ecole :
tous acteurs ;
ENSEIGNEMENT
Nombre d'admissions en 2012 : 197
Nombre d’étudiants en formation initiale : 166
Nombre total d'élèves : 585
Nombre d'étudiants en formation par
apprentissage : 85
• Pourcentage du placement des ingénieurs : 95 %
•
•
•
•
RECHERCHE
• 4 centres de recherche dont 3 à Albi et 1 à Saint-
Dié des Vosges (ERMeP)
• Effectifs de la recherche au 1er janvier 2013 : 217
• Nombre de recrutements de doctorants
en 2012 : 23
• Nombre de thèses soutenues en 2012 : 25
• Placement des Docteurs : 97 % à 3 ans
• Nombre de publications ou revues internationales
à comité de lecture 2012 : 80
• Nombre de brevets 2012 : 1 brevet
• Montant total de l'activité des contrats en 2012
(hors ERMeP) : 5,0 M€
CONTRIBUTION au DÉVELOPPEMENT
ÉCONOMIQUE
4 -Oeuvrer pour le rayonnement de l'Ecole : tous ambassadeurs ;
5 - Mines Albi au coeur des réseaux clés.
Le début de l'année 2013 sera marqué par la mise en place du plan
d'actions résultant de la déclinaison opérationnelle de ces projets,
dans une démarche que nous avons voulue pleinement participative
pour favoriser l'appropriation des enjeux de notre développement par
l'ensemble des agents de notre Ecole.
Alain Schmitt
Directeur
• Nombre d’entreprises incubées : 7 projets
(dont 5 nouveaux).
• Entreprises sorties de l'incubateur : 2 entreprises
• Emplois créés : 6 emplois
http://www.mines-albi.fr
3
P
A
N
O
des Événements
en 2012
JANVIER
9 janvier : Conférence métiers – Intervenant Paul Boulanger, Cabinet Inddigo
12 au 14 janvier : Salon de l’étudiant de Lille
13 au 15 janvier : Salon de Lyon
20 et 21 janvier : Salon de Marseille
20 et 21 janvier : Salon Form’Activ à Toulouse
26 au 28 janvier : Salon de l’enseignement supérieur de Montpellier
31 janvier : Mid’Innove - Rencontres des acteurs de l’innovation à Toulouse
FEVRIER
9 et 10 février : Concours de thèses SAMPE « Matériaux et Procédés » et « Sustainable Solutions »
9 au 11 février : Salon Aquitec de Bordeaux
MARS
1er mars : Journée d’information et de contact « pharmacie-ingénieur»
15 et 16 mars : Colloque fluides supercritiques
22 mars : Colloque Main à la Pâte
29 et 30 mars : GDR MACS -Journées Sciences et Techniques de la Production
AVRIL
20 avril : Présence à l’École de la Tutelle et du Directeur général de l’Institut Mines-Télécom - CA de
l’École - Rencontre avec les personnels - Moment de convivialité avec le personnel et les représentants des
élèves ; Rencontre avec les représentants des élèves
MAI
2 au 4 mai : Educ Eco, participation du Club Semac à Nogaro
9, 10 et 11 mai : Séminaire calorimétrie / analyses thermiques
10 et 11 mai : Colloque Torréfaction à l’École des Mines d’Albi
JUIN
6 juin : Remise des Prix du Concours Régional des Etudiants Créateurs d’Entreprise(CRECE) à Toulouse
8 juin: Cérémonie Remise Trophée Tarn Inno’Jeune à la Maison de l’Économie à Albi
20 juin : Visite de Jean-Claude Jeanneret, DG de l’Institut Mines Télécom à Mines Albi et présentation de
l’Institut Mines-Télécom aux institutionnels et partenaires locaux de Mines Albi
24 juin au 7 juillet : Première édition de l’Université d’été francophone du développement durable (UEFDD)
à l’École des Mines d’Albi
JUILLET
3 au 5 juillet : 11ème Conférence internationale ICSAM2012 (International Conference on Superplasticity in
Advanced Materials) à l’École des Mines d’Albi
6 juillet : Accueil du Comité opérationnel des Cordées de la Réussite
AOUT
5 au 18 août : 2ème édition des « Franco-Prenariats » présentée par l’Ecole Internationale d’Eté de l’Entrepreneuriat Technologique» à Sousse (Tunisie)
OCTOBRE
5 octobre - 20h : Conférence de Claude et Lydia Bourguignon en avant-première de la Fête de la Science
10 et 11 octobre : Les Rendez-vous Carnot 2012 à Lyon
9 au 12 octobre : Fête de la Science, thème national : les énergies
18 octobre : Rencontre des entreprises avec les étudiants albigeois à l’École des Mines d’Albi
NOVEMBRE
2 novembre : Vernissage du Salon d’Automne aux Moulins Albigeois – Remise du Trophée de la créativité
par l’Ecole des Mines d’Albi
13 et 14 novembre : Journées Mines Télécom à Sophia-Antipolis
17 novembre : Remise des diplômes au Parc des Expositions à Albi
17 novembre : Gala au Parc des Expositions à Albi – Thème « les 4 éléments »
21 au 24 novembre : Salon des lycéens Infosup à Toulouse
DECEMBRE
14 au 16 décembre : Salon spécial des grandes écoles de commerce et d’ingénieurs à Paris
R
A
M
de MINES-ALBI
en 2013
A
JANVIER
17 au 19 janvier : Salon de Lille
21 au 25 janvier : Semaine de la CREDIGE, Module « Innover en équipe »
24 janvier : Journée « Cordées de la Réussite »
31 janvier au 2 février : Salon de Montpellier
FEVRIER
14 au 16 février : Salon Aquitec à Bordeaux
14 au 24 février : 4L Trophy
MARS
7 mars : Journée d’information et de contact « pharmacie-ingénieur»
21 mars : Colloque Main à la Pâte
AVRIL
2 au 5 avril : GDR «Mise en œuvre des Composites et propriétés Induites» - ICA
4 avril : Challenge du Mineur à l’École des Mines d’Albi
6 au 13 avril : Festival de Théâtre Acthéa - Théâtre d’Albi
11 au 14 avril : Cartel des Mines à Oviedo
MAI
16 et 17 mai : Colloque CRISTAL7 Cristallisation et Précipitation industrielles - Rapsodee
16 au 18 mai : Shell Eco Marathon
JUIN
9 au 14 juin : Doctoriales de l'Université de Toulouse
23 juin au 6 juillet : Université d’Été « FrancoPrenariat »
26 au 28 juin : Conférence internationale IPDO (4ème édition d’un cycle de symposiums sur les
méthodes inverses et l’optimisation) – Rapsodee
OCTOBRE
8 au 12 octobre : Fête de la science
12 octobre : Journée portes-ouvertes
9 et 10 octobre : Les Rendez-vous Carnot 2012 à Lyon
17 octobre : Rencontre des entreprises avec les étudiants albigeois à l’École des Mines d’Albi
NOVEMBRE
8 novembre : Vernissage Salon d’Automne aux Moulins Albigeois – Remise du Trophée de la créativité
par l’Ecole des Mines d’Albi
16 novembre : Remise des diplômes au Parc des Expositions à Albi
16 novembre : Gala au Parc des Expositions à Albi
DECEMBRE
4 au 7 décembre : Salon Infosup à Toulouse
13 décembre : Colloque sur le sommeil
13 au 15 décembre : Salon spécial grandes écoles de commerce et d’ingénieurs à Paris
Actions de communication
Bilan des actions de communication 2012
L’École a connu des changements importants en communication en 2012, en particulier du fait de son rattachement à l’Institut Mines-Télécom, créé en février
2012, et du fait de l’arrivée, en mai 2012, du nouveau
Directeur de l’École, Alain Schmitt, qui a succédé à Bruno Verlon.
L'année 2012 a été marquée par la mise en eouvre du plan
de développement de l'École intégrant un volet “communication”. L'ambition de la communication est de mettre en
valeur et décliner le positionnement stratégique de l'École,
de la faire connaître et reconnaître grâce à ses atouts et
domaines d'excellence. Il s'agit de contribuer à améliorer son positionnement pour qu'elle figure, d'ici 5 ans,
parmi les 20 premières Écoles d'ingénieurs hors Ile-deFrance.
Les actions de communication organisées par l'École ont
été coordonnées par la commission communication.
En communication interne, priorité a été donnée :
•à la communication sur la mise en oeuvre du plan de
développement (amphi du personnel, lettre d’information du plan de développement),
•à l'information sur la création de l’Institut MinesTélécom (diffusion régulière de points d'avancements,
invitation des personnels et des représentants des
élèves à un moment d’information et d’échange
avec le Directeur Général de l’Institut et le chef
de mission de la tutelle à l’occasion du lancement de l’Institut Mines-Télécom, échanges sur
le sujet en amphi du personnel, mise à disposition
d’informations sur l’intranet Mines-Télécom),
•au lancement d’un groupe de travail réunissant personnels et élèves et chargé de la préparation du 20e
anniversaire de l’Ecole avec pour objectif de fédérer en
interne et de faire rayonner l’Ecole en externe.
L'équipe de la délégation à la communication (de gauche à droite :
Claire Bernigole, Mélanie Ducolombier, Marie Caria)
En communication externe :
On retiendra pour 2012 la rédaction du cahier des charges de refonte du site internet de l'École, le choix du prestataire et le lancement des travaux avec pour objectif la mise en ligne du nouveau site pour l'été 2013. Le projet
vise à construire un site qui soit à la fois “vitrine”, reflétant le dynamisme et la richesse de l’École et valorisant ses
atouts et domaines d’excellence, mais aussi “ressources”, mettant à la portée de tous des informations de qualité
et des outils pratiques. Dans le cadre de l’année anniversaire de l’École un site internet dédié présentant l’histoire
de l’École et le programme des événements a été créé. On notera également que le graphisme de la plaquette
recrutement a été totalement revu pour davantage de dynamisme.
La valorisation des domaines d’excellence de l’École à l’attention des futurs élèves, de la communauté scientifique
et des entreprises a été réalisée au travers de nombreuses actions médias (relations presse et réponses aux enquêtes pour les palmarès de la presse étudiante) et hors-média (création d’une plaquette institutionnelle mettant
en avant les domaines d’excellence de l’École).
Contribuant également à valoriser les domaines d’excellence, plusieurs événements scientifiques ou économiques
ont été organisés à l’École en 2012 (cf panorama des événements pages 3 et 4). L’année 2012 a également été
marquée par l’organisation conjointe et parfaitement réussie de la remise des diplômes et du gala au parc des
expositions d’Albi permettant de réunir plus de 1 000 personnes autour des diplômés.
La communication au sein et au travers des réseaux s'est accélérée en 2012 permettant à l’École d'accroître son
positionnement en région, sur le plan national et à l’international. En particulier, l'École a été active dans le groupe
communication du projet Mines-Télécom qui a travaillé sur le lancement de l'Institut (mise en place d'événement
pour le lancement de l’Institut Mines-Télécom, création de posters, de plaquettes et diffusion de nombreux points
d'information, travail collectif pour l'évolution des logos des Écoles des Mines, carte de voeux commune, etc.)
La participation active de l’École au groupe communication de l’Université de Toulouse, ainsi que dans la démarche
ambassadeur de promotion territoriale d’Albi la Cité Episcopale, a également permis à l’École de bénéficier des
actions de communication menées dans ces réseaux.
L’année 2013 sera consacrée à la participation aux travaux collectifs destinés à rénover le plan de développement
de l’École dans son volet communication. Priorité sera ainsi donnée :
•à la communication interne autour du projet stratégique,
•à la mise en oeuvre du programme de l’année anniversaire incluant l’inauguration de la plate-forme de
recherche GALA (galénique avancée) à Castres,
•à la rénovation du site internet de l’École et au lancement d’une stratégie de marketing digital
•à la communication “réseaux” avec l’Institut Mines-Télécom et l’Université de Toulouse.
6
Jean-Paul Ramond
Directeur Adjoint
chargé de la Direction des Études
Polytechnicien de 57 ans, M. Jean-Paul Ramond rejoint l’école des Mines
d’Albi pour y être Directeur Adjoint tout spécialement chargé de la Direction
des Études. Il succède à Danielle Dolmière, Professeure, qui devient chargée de
mission pour l'IDEX.
Après avoir finalisé sa formation au sein de Sup Aéro, il a travaillé 18 ans
dans l’industrie, dans des bureaux d’études avant de rejoindre la formation
d’ingénieurs.
Il a été directeur des études sur des profils d’ingénieurs différents :
• par apprentissage, (Génie Industriel ou Électronique et Informatique Industrielle pour l’École des
Mines de Saint-Étienne)
• spécialisés (cycle ISMIN de l’école des Mines de Saint-Etienne)
• généralistes (cycle ICM de l’École des Mines de Saint-Étienne)
Son arrivée coincide avec le lancement du nouveau plan d'actions stratégique de l'Ecole, où une large
place a été faite à la promotion des formations et à l'ouverture internationale de celle-ci.
Activités de formation
Ce rapport présente les éléments synthétiques relevant de la formation des élèves ingénieurs, du Centre de Documentation,
de la formation continue non diplômante, de la Mission Egalité des Chances et du Système d'Information pour la gestion des
formations.
La formation d'ingénieur
En 2012, l'Ecole a accueilli :
En formation initiale sous statut étudiant
• 144 élèves intégrés en L3 sur concours SPE,
• 11 élèves intégrés en M1 (AST pharma),
• 11 élèves étrangers en M1 (AST et DD, recrutement GEM).
En formation initiale sous statut apprenti
• 25 élèves (dont 6 BTS, 18 DUT, 1 L2/L3) par admission sur titres pour une entrée au niveau L3,
• 5 étudiants en double diplôme pharmacien-ingénieur au niveau M1,
• 1 élève, en formation continue diplômante dans la filière apprentissage, en contrat chez BOSCH Rodez.
Ces recrutements portent à 585 l'effectif total des élèves suivant une formation d'ingénieur à l'école pour l'année scolaire
2012/2013.
La formation d'ingénieur sous statut étudiant
Compte tenu des recrutements et des résultats des comités des études, les effectifs 2012-2013 (en septembre 2012) sont les
suivants :
les effectifs 2012 – 2013 :
• L3 : 144 élèves
• M1 :175 élèves
• M2 : 175 élèves (dont 7 élèves en formation continue)
Parmi eux, 19 élèves réalisent leur dernière année en échange académique dont 5 en double diplôme à l'extérieur auxquels
s’ajoutent 7 élèves en formation continue diplomante en phase présentielle (promo 2014).
Nous accueillons en échange académique 19 élèves d'autres établissements français ou étrangers.
2 Mines Douai, 1 Allemande, 11 Brésiliens, 2 Espagnoles, 1 Roumaine et 2 Anglais.
La répartition des élèves en dernière année est la suivante :
Tableau des effectifs par domaine
Sept 2012 Sept 2011 Sept 2010 Sept 2009
BSI Bio Santé Ingéniérie
EAE Eco Activité et Energies
IMAS Ingéniérie des Matériaux
Avancés et des Structures
GIPSI Génie Industriel, Processus
et Systèmes d’Information
Echanges
et doubles diplômes
19 + 2*
27 + 1*
26 + 2
25 + 1
56+1*
49 + 1*
54 + 1
34 + 4
31+7*
32 + 2*
20 + 2
25 + 2
53+5*
35 + 2*
52 + 1
56
7+5
11+6
12+4
5+2
(*) nombre d’élèves accueillis en échange académique pour suivre l’année d’option à l’EMAC.
Inscription en master
Les inscriptions en master à Mines Albi se répartissent de la façon suivante :
Tableau des effectifs en master
Master Recherche Systèmes automatiques,
informatiques et décisionnels
Master Recherche Dynamique des fluides,
énergétique et transferts
Master Recherche Génie mécanique
Master Recherche Sc des matériaux,
nanomatériaux et multimatériaux
Master Recherche Génie des procédés et de
l'environnement
Master Recherche Microbiologie *
Master spécialisé BE +
Sept
2012
Sept
2011
0
Sept
2010
Sept
2009
1
1
6
7
8
4
11
1
2
3
1
2
1
9
3
2
3
13
14
20
0
2
3
Total
23
(*) nous ne sommes qu’associés à ce master.
8
Les stages
La répartition géographique des stages reste à peu près stable d'une année sur l'autre, les stages à l'international commencent à
se stabliliser après la bascule du recrutement après maths SPE qui ne permet plus aux élèves de partir en stage à l'étranger dès le
niveau L3.
Tableau de répartition géographique des stages
2012
2011
2010
2009
International
130
28%
134
26%
157
31%
159
32%
France
hors Midi-Pyrénées
248
53%
293
57%
260
52%
245
50%
Midi-Pyrénées
89
19%
84
17%
85
17%
91
18%
Total
467
511
502
505
La convention ERASMUS « stage » a permis de financer 6 stages en Europe, 16 stages ont pu avoir le financement de la Région
Midi-Pyrénées, 17 élèves boursiers ont pu bénéficier de la BIMI (bourse d'incitation à la mobilité internationale) et 8 de l'aide à
la mobilité pour les élèves non boursiers, ces deux dernières aides sont données par Mines Albi sur ressources propres puisque le
séjour à l'étranger d'au moins 13 semaines est obligatoire pour l'obtention du diplôme.
Les échanges académiques en 2011/2012
Mobilité sortante
Les départs en échange se maintiennent, avec une diminution du nombre de semestres dû au fait que les recrutés SPE, majoritaires en 2011/2012, n'ont pas la même visibilité de leur scolarité quand il s'agit de se décider pour un échange en arrivant en
L3, et optent donc plutôt pour un échange en M1S2 seulement. Quarante-six ont réalisé leur échange dans le cadre ERASMUS
dont vingt-sept avec une aide financière correspondante, vingt-cinq élèves ont bénéficié d'une aide de la Région Midi-Pyrénées,
16 élèves de l'aide à la mobilité pour les élèves non boursiers et deux élèves de la BIMI pour les échanges. Les destinations privilégiées sont comme l'année dernière les pays scandinaves (17) et le Canada (11) et l'Allemagne qui remonte de façon significative
(8).
Mobilité entrante
Pour mémoire, nous avons accueilli l'année dernière pour un ou deux semestres en échange académique : cinq Indiens, deux
Brésiliens (un de l'UFES et un de l'UFRJ), deux Allemands, un Anglais, deux Espagnols et deux Français (un élève des mines
de Douai et un élève de l'ENSGTI).
Effectifs des échanges académiques
2011/2012
Départ
Accueil
64 élèves
(80 semestres)
14 élèves
(dont 2 Français)
2010/2011
68 élèves
(96 semestres)
16 élèves
(dont 1 Français)
2009/2010
44 élèves
(56 semestres)
16 élèves
(dont 1 Français)
2008/2009
39 élèves
(47 semestres)
10 élèves
(dont 2 Français)
La formation d’ingénieur sous statut apprenti
En septembre 2012, nous avons diplômé 28 apprentis. La cérémonie de remise des diplômes a été commune avec les étudiants
au parc des expositions d’Albi.
Un apprenti de la promotion 2011, en attente de diplomation a repassé l’IELTS, avec succès.
Le processus de recrutement a permis d'intégrer 26 élèves en L3A et 5 en M1A en octobre 2012, dont les entreprises d'accueil se
répartissent sur les trois secteurs ciblés de la formation :
• 13 en Industrie Manufacturière en Mécanique et Aéronautique (SIMMA) : AIRBUS, DEDIENNE Aérospace, AEROLIA, SOGETI HIGH TECH, NEXTER, SNCF, PSA, BOSCH,
• 8 en Energies et Nouveaux Matériaux pour le Bâtiment (SENMBA) : CONSEIL GÉNÉRAL DE LA HAUTE SAVOIE,
AIRBUS, MERIAL, LR VISION, TW INGENIERIE, MATEOS ELECTRICITÉ, INEO MPLR, KAUFMAN AND
BROAD,
• 5 en Industrie Pharmaceutique et Service de Santé (SIPHASS) : BMS, MERIAL, SANOFI, GSK.
Les entreprises d’accueil des 83 apprentis sont majoritairement dans le Sud-Ouest (65 %). Direction des Études
Enseignement des langues
Validation des compétences en Anglais
Le niveau d'anglais est sanctionné par le test de IELTS (International English Learning Test System) qui, comme le préconise la
CTI, est un examen extérieur agréé par Cambridge. Les élèves-ingénieurs en formation initiale (étudiants et apprentis) doivent
obtenir un score minimum de 6 sur 9 pour les promotions 2012 et 2013 ; 6,5 sur 9 pour la promo 2014 (hors les élèves entrés sur
concours sup), et 5,5 pour les élèves-ingénieurs en formation continue.
Deux sessions sont organisées tous les ans : les étudiants passent l'IELTS pour la première fois en avril (fin de fin de M1), les
apprentis et les IFCD en novembre (début M2).
Résultats de l'IELTS 2012 :
Sur le nombre global des tests passés, 91 élèves ont obtenu un score supérieur ou égal à 6.
A ce jour, 3 étudiants, 6 apprentis, et 3 FCD doivent remonter leur niveau.
Langues vivantes 2 (obligatoires pour les IFIE)
La deuxième langue vivante obligatoire concerne désormais toutes les promotions en formation initiale sous statut étudiant (L3,
M1 et M2). Une progression constante du chinois, au détriment de l'espagnol, est à remarquer. Le russe se stabilise avec un petit
groupe annuel et devra concerner les trois promotions l'année prochaine.
Langues vivantes 3 (facultatives)
Les élèves inscrits dans une langue vivante 3 facultative sont en majorité des IFIE 2015 (actuellement en L3). L'étude de cette
langue vivante 3 ne bénéficie d'aucun crédit, mais elle figurera sur le supplément au diplôme des élèves qui l'auront étudiée pendant toute leur scolarité à l'école. De plus, les élèves peuvent bénéficier d'un bonus sur la moyenne générale de leur UE langues,
sous condition qu'ils aient été assidus et actifs. Le fort intérêt pour le chinois a conduit a l'ouverture de 4 groupes répartis sur
deux jours.
Certification en Français Langue Etrangère pour les élèves étrangers
Le Français Langue Étrangère est la langue vivante 2 obligatoire pour nos élèves étrangers (chinois, brésilien, indien, roumain).
Nous avons choisi d'en certifier le niveau par le TCF (Test de Connaissance en Français), test agréé par le CIEP (Centre International d'Études Pédagogiques).
L'école a obtenu l'agrément pour devenir centre nationale d'examen pour le TCF à partir de la session du 9 février 2012.
Par conséquent, nos sessions vont concerner non seulement nos étudiants mais aussi tout public extérieur à notre établissement.
Avant l'obtention de l'agrément, deux sessions ont été mises en oeuvre pour la première fois, l'une en février 2010 et l'autre en
janvier 2011 au Département de Français Langue Étrangère à l'Université de Toulouse Le Mirail.
Université d’Eté Francophone du Développement Durable
L’école des Mines d’Albi, en partenariat avec l'université Jean-François Champollion et la Communauté d'Agglomérations de
l'Albigeois, a organisé sur son campus la première édition d’une université d’été, intitulée Franco2D, sur le thème du développement durable d’un territoire, du 25 Juin au 06 Juillet 2012.
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L’année 2011 était l’année des préparatifs, des paramétrages et ménages… L’année 2012,
dans le respect du calendrier prévu, fut bien celle de la concrétisation de notre passage dans
le catalogue collectif national du Système Universitaire de Documentation SUDOC et, dans le même
élan, notre intégration au réseau documentaire du PRES Université de Toulouse.
Quels sont les gains pour le centre de Documentation Mines Albi ?
La visibilité, le partage et l’ouverture
• Le signalement des collections n’est plus limité au seul catalogue local.
• Nos lecteurs ont accès au prêt dans toutes les bibliothèques toulousaines et notre fonds est
empruntable par l’ensemble des inscrits aux établissements du réseau.
• La mise à jour du règlement a permis en outre d’étendre et clarifier les conditons d’accès aux
personnes extérieures.
• Le catalogage partagé, même plus exigeant parce qu’en conformité avec les règles internationales, limite la charge pour la description des documents.
• Le travail en réseau contribue à élever le niveau d’expertise de l’équipe et permet une veille
sur les grands chantiers documentaires de l’enseignement supérieur et de la recherche.
Perspectives 2013
• Mines Albi délivrera en 2013 ses premiers diplômes de docteurs, et le Centre de
Documentation sera en charge de l’archivage et diffusion électronique de la thèse.
• Dans la continuité du travail effectué au titre du recensement et valorisation
des publications scientifiques, des actions seront menées pour encourager la
participation à l’«open access».
• Au sein de l’Institut Mines Telecom, des pistes de mutualisation
seront explorées, tout particulièrement pour l’accès aux ressources
électroniques.
Dolorès Liret, responsable
du Centre de Documentation
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Egalité des chances : La cordée de la réussite prend de l’ampleur
Pour l’année 2012 la Cordée de la réussite « Osez l’Excellence portée par l’Ecole des Mines d’Albi
en partenariat avec le Centre Universitaire Jean François Champollion a encore grandi et s’est développée conformément aux objectifs.
Depuis le début de la cordée en 2009, l’Ecole des
Mines reçoit le soutien de l’ACSE (politique de la
Tuteur et tutoré lors d'une séance de travail
ville), de la Préfecture du Tarn, de la Région Midi
Pyrénées et du Rectorat de l’Académie de Toulouse.
172 jeunes sont inscrits dans le dispositif cette année
2012 dont 18 collégiens, 72 lycéens de la seconde à
la terminale et 80 tuteurs issus de l’Ecole des Mines
d’Albi, de l’université Jean François Champollion
et de son école d’ingénieur Isis à Castres.
La première promotion de la cordée a passé le baccalauréat en 2012 et les résultats sont au rendez
vous. 100% ont eu leur diplôme, 53% ont eu une
mention bien ou très bien, tous sont inscrits dans
une filière longue. Deux lycéens sur les 14 sortants se sont inscrits en classe préparatoire alors qu’ils
n’avaient pas envisagé cette voie lors de leur entrée dans la cordée.
En 2012 la cordée « Osez l’Excellence » s’est inscrite dans une dimension régionale, l’Ecole des
mines et trois autres écoles d’ingénieurs de Toulouse (INSA, INP, ISAE) ont souhaité harmoniser et
coordonner leurs initiatives par la signature de la Charte Toulouse Tech – Groupe d’Ouverture Sociale
qui a été signée en juin 2012.
Les objectifs de cette charte sont :
• De fédérer les signataires pour mener des actions existantes ou nouvelles autour des principes
d’Egalité des chances et d’Ouverture sociale des établissement d’enseignement supérieur.
• De mener des actions dans le respect des valeurs partagées : solidarité, laïcité, partage, engagement bénévole des étudiants au travers du tutorat, participation désintéressée de l’établissement (pas de pré-recrutement au travers des actions), démarche citoyenne (transmission des
valeurs d’éthique et de travail aux élèves des établissements supérieurs).
Ainsi les lycéens de ces différentes cordées ont pu ensemble découvrir la musique baroque et participer aux Entretiens de l’Excellence.
La cordée de l’Ecole des Mines tient ses promesses et permet à ces lycéens de penser :
« Oser l’Excellence, pourquoi pas moi ? »
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2012 à été pour le SIFor (Système d’Information des Formations)
une année de consolidation, d’adaptation,
de communication et de prospection.
Consolidation autour des services rendus pour les inscriptions administratives et pédagogiques et
pour le renseignement des compléments liés à la maquette pédagogique. L’offre sur intranet a été
complétée par des possibilités d’expédition groupée de messages, d’édition de contrats d’étude et de
relevés de notes en anglais. Des listes plus détaillées sont aussi proposées.
Adaptation de l’offre logicielle au règlement de scolarité en permettant aux enseignants lors des
jurys d’UE de visualiser et de contrôler l’attribution des lettres grade, et donc le calcul du GPA pour
chaque élève. Une nouvelle application permet de gérer les rattrapages et la conservation de crédits
pour les redoublants.
Communication, une campagne à été menée auprès des personnels des centres de recherche par
Lydie MIGNANO, ingénieure assistante pédagogique. Les cafés SIFor permettent autour d’un
café de découvrir les possibilités offertes par le système d’information de poser des questions sur
son fonctionnement et de faire des demandes d’évolution.
Prospection technique enfin autour des logiciels de support de workflow, et des échanges moodle2
cocktail, l'objectif étant d’étendre la transversalité de notre système d’information.
Denis Munoz, responsable S.I. Formation
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Mines-Albi a une tradition
sportive depuis sa création :
la palette d'activités physiques proposées aux étudiants a été progressivement élargie à17 sports possibles, pratiqués
soit en Sport obligatoire, soit en animationloisir ou bien en compétition universitaire. Ces
3 pôles complémentaires permettent aux élèves
de pratiquer en fonction de leur motivation mais de
s'exercer aussi pour
certains à des fonctions diverses que sont le management d'équipe, l'arbitrage ou l'organisation de manifestations sportives (nuit du Volley, challenge du mineur, J IDE,
tournoi de foot ...).
Le cadre exceptionnel de pratique est un élément incitateur, les installations étant ouvertes librement à tous en
semaine et le weekend.
En ce qui concerne les effectifs, environ 170 étudiants
sont inscrits en FFSU et participent aux compétitions
dans les 5 sports collectifs ainsi qu'en badminton,
tennis de table, tennis, judo, athlétisme, golf, bowling, aviron....
Au total, ce sont 19 équipes qui sont engagées en championnat d'académie,
sans compter les participants aux
sports individuels.
Début 2013, nous entamons la
2ème phase du championnat après un
tour de brassage initial et nos équipes
se sont qualifiées en fonction des sports
dans différents niveaux académiques, promotion, honneur, excellence et super-excellence.
Bonne chance à tous !
Se distingue particulièrement l'équipe de foot qui
s'est qualifiée en interrégion.
A signaler également l'excellente performance de
Grégoire Lecomte IFIE 2015, sacré champion
d'académie de Judo en décembre, qualifié en interrégion et Élodie Bouzbib, championne d'académie
de Karaté.
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La délégation à l’action internationale
(DAI) a pour mission de créer les conditions
favorables à une plus grande internationalisation
du campus que ce soit par l’intégration d’étudiants
internationaux dans nos formations, en échange
court, en cursus diplômant, en doctorat, ou par
l’accueil d’enseignants chercheurs étrangers dans
nos laboratoires comme dans nos formations.
Il s’agit également d’encourager et de développer
la mobilité dite sortante, tant des étudiants que
des doctorants et enseignants-chercheurs en
consolidant et étoffant notre offre en matière de
séjours académiques à l’étranger. Nos étudiants
sont de plus en plus demandeurs de nouveaux
parcours bi-diplômants, anglophones, en phase
avec les nouvelles options proposées à l’école,
leur permettant ou bien de se spécialiser ou
bien d’acquérir une double compétence.
Radu Barna, professeur, est le nouveau Directeur
de l'Action Internationale de l'Ecole depuis décembre 2012.
L’action de la DAI s’est inscrite dans le cadre de l’Institut
Mines-Télécom poursuivant celle du GEM, et travaillant en
synergie avec les écoles de l’Institut Télécom, notamment
avec Télécom Sud Paris et Télécom Ecole de Management, par
exemple sur l’Inde et la Turquie en particulier.
Les responsables des relations internationales des deux familles
Mines et Télécom se sont réunis à plusieurs reprises pour
échanger sur leurs pratiques respectives à l’international.
Dans le cadre du développement de son action propre, la DAI
a participé à une journée de rencontres avec les recteurs
des universités turques organisée à Paris par Campus France.
En matière de mobilité estudiantine entrante, la rentrée 2012 a marqué une augmentation par rapport
à 2011 du nombre des étudiants accueillis et une relative diversification des origines géographiques des
étudiants :
• 12 étudiants en échange académique (M2), 11 provenant du Brésil, tous boursiers
du programme « Science sans frontière » et une étudiante d’Allemagne (programme
« Erasmus »). 8 des étudiants brésiliens ont été recrutés à travers les programmes
« Brafitec » : 6 de l’UNESP, 1 de l’UFES et 1 de l’UFPE,
• et, en parcours diplômant, 6 étudiants admis sur titres (5 de Chine et 1 d’Inde)
et 7 étudiants en double-diplôme (4 de Chine, 1 de Burkina Faso et 1 du Vietnam).
Quelques étudiants se sont vus refuser leur visa d’entrée faute d’un niveau suffisant
en français.
La qualité était au rendez-vous puisque 3 étudiants ont obtenu une bourse d’excellence Eiffel (taux de
succès des demandes de 37.5%). Albi est d’ailleurs l’école de l’IMT qui a obtenu le meilleur taux de
réussite en matière de bourses Eiffel après Télécom ParisTech.
La mobilité estudiantine sortante M2 de l’Ecole a été orientée majoritairement vers les universités offrant
des cursus francophones et/ou anglophones : 7 au Canada (3M1+2M2 à l’Ecole Polytechnique de Montréal
et 2 à ETS Montréal), 2 en Grande Bretagne (Université Cranfield), 1 en Suisse (EPFL) et 2 à l’Université
Tongji Shanghai. Pour pouvoir assurer la réciprocité dans les programmes de double-diplôme avec les
universités des pays anglophones, l’Ecole a décidé d’augmenter sensiblement son offre d’enseignement en
langue anglaise, objectif prioritaire fixé dans le programme de développement 2013-2015 de l’Ecole. 30
élèves de M1 ont effectué une mobilité sortante en 2012. En 2013 les prévisions d’échange sont d’environ
30 élèves en départs en M1, 16 en M2 et 8 en double diplôme.
Albi a bénéficié d’une dotation importante en termes de bourses internationales
GEM en reconnaissance de son investissement dans l’action du groupe.
Pour la rentrée 2013 les recrutements GEM en Chine, au Vietnam et en
Inde devraient nous permettre d’accueillir 13 étudiants chinois en cursus
diplômant (5 en double diplôme et 8 AST) , un vietnamien et un indien. C’est
le domaine IMAS qui attire cette année le plus nos étudiants internationaux.
Dans le cadre du plan de développement, l’ouverture de formations en anglais fait
son chemin. Ainsi, le Mastère spécialisé « Advanced Manufacturing Processes for
Aeronautical Structures » (AMPAS) devrait ouvrir, en collaboration avec l’ISAE, à
la rentrée 2013 avec un enseignement 100% en anglais.
15
Les pays de l’Europe et Amérique du Nord
L’année 2012 a permis la réalisation de plusieurs actions propres dans la direction des universités des pays européens et/
ou anglophones : Karlsruhe Institut für Technologie, Allemagne (missions et accueil), Ecosse (mission à l’Université
d’Edinburgh), UK, Irlande (participation au salon EAIE Dublin), Canada, USA (Colorado School of Mines, participation au
salon NAFSA à Houston). Des nombreux accords Erasmus ont été renouvelés et d’autres conclus (Espagne : Université Saint
Jacques de Compostelle, l’UPC/EPSEM, KIT, etc.). Ils sont 9 étudiants de l’école en cursus bidiplômant à l’étranger, 5 à
l’Ecole Polytechnique de Montréal, 2 à ETS Montréal et 2 à Tongji, Shanghai. 3 étudiants ont obtenu un « master of
sciences » à l’Université Cranfield en plus du diplôme de l’Ecole. Les demandes augmentent (une petite dizaine d’enregistrées
à ce jour). La signature en 2011 d’un nouvel accord de double-diplôme, avec l’Ecole de Technologie Supérieure (ÉTS) de
Montréal, a commencé avec l’envoie de 2 étudiants en double diplôme en 2012/13 et permettra d’envoyer encore plus
d’étudiants outre Atlantique. Cet accord émane de relations recherche entre un enseignant chercheur de Rapsodee et l’ÉTS.
Les pays du BRIC
Brésil : les relations avec l’UFES (Vitoria) et l’UFRJ (Rio) ne
faiblissent pas. L’accord BRAFITEC GEM-UFES-UFRJ a été reconduit. Un
second accord BRAFITEC GEM_UNESP_UFMG_UFPE (Sao Paulo, Belo Horizonte,
Recife) a été déposé fin 2011 et accepté début 2012. Un accord cadre bilatéral a été
signé entre Albi et UNIFOR (Fortaleza). Notre assiette avec le Brésil ainsi élargie, nous espérons
accroître les flux d’étudiants entre l’école et ce pays, notamment dans le cadre du programme
« Science sans frontière » auquel l’école participe.
Russie : l’école n’a pas participé aux missions GEM dans ce pays cette année.
Inde : plusieurs misions et actions significatives ont concerné l’Inde. Après une réunion préparatoire avec Alès et
Nantes, deux missions communes GEM et Institut Télécom ont eu lieu, la première en avril, prospective, et la seconde
en septembre pour nos recrutements GEM qui depuis 2010 se font également avec les écoles des Télécoms. Un nouvel
accord GEM avec IISc de Bangalore a été signé. Enfin, en décembre a été organisé un séminaire GEM-IIT à New Delhi sur
la problématique de l’eau « Recent advances and innovations for sustainable water management », auquel 2 enseignantschercheurs de l’Ecole ont participé. Le séminaire a été soutenu par CEFIPRA et par l’Ambassade de France en Inde. En 2012
nous avons accueilli 1 étudiant du VIT de Pune en échange académique. Deux étudiants indiens sont actuellement en cursus
diplômant (un rentré en 2011 et le deuxième en 2012). L’école a envoyé 1 étudiant à l’IIT de Delhi.
Chine : 2 étudiants de Jiao Tong (Shanghai) et 2 étudiants de l’université de Nanjing (NUST) sont entrés en double diplôme
à la rentrée 2012. Un étudiant de l’école est parti en échange académique pour 1 an à Tongji (2011/2012). L’école a
participé au recrutement GEM en Chine, à Nanjing. L’école représente le GEM dans un projet de construction d’une école
d’ingénieurs d’excellence à l’Université de Tongji avec 4 spécialités, génie civil et construction durable, environnement,
et génie industriel dans laquelle le centre GI pourrait tenir un rôle de leader. Des enseignants-chercheurs du GI
ont participé à plusieurs réunions de ce projet en France et en Chine.
Les pays du CIVETS
Colombie : l’école est en cours de discussion avec une école d’ingénieur d’Antioquia à Medellin avec pour objectif la
diversification de l’origine de nos étudiants internationaux en cursus diplômant.
Au Vietnam, l’école continue de travailler avec l’ESCT de Hanoi. Deux enseignants chercheurs de l’école sont allés donner
chacun une semaine de cours (niveau M1) dans la filière francophone matériaux montée avec Douai, Nancy et Alès, sous la
houlette de cette dernière. Pendant 1 mois, l’école a accueilli 2 enseignants de l’ESCT intervenant dans cette même filière pour
les former à notre pédagogie. Une mission de prospection a eu lieu au Vietnam. Plusieurs établissements sont intéressés par
un partenariat. L’action à l’ESCT Hanoi continuera en 2013, notamment par l’ouverture des cours au niveau M2. Un deuxième
étudiant en double diplôme, en provenance de l’ESCT, vient d’être recruté pour la rentrée 2013.
Turquie : deux accords Erasmus ont été signés avec les universités de Koç et ITU (Istanbul). Ces signatures font suite aux
journées franco-turques à Paris et au salon NAFSA.
Burkina Faso : l’école a soutenu l’organisation des journées entreprises du 2iE en cosignant la lettre d’invitation envoyée
aux entreprises de la région. Paul Giniès, directeur du 2iE, a participé au CHEDD. Il a été accueilli à l’école fin avril pour
présenter le 2iE et discuter les modalités du double diplôme entre l’école et le 2iE. La première élève de ce programme vient
d’arriver à Albi. L’école s’apprête à nouveau à soutenir le 2iE dans l’organisation de son 7ème forum entreprises.
Coopération avec le CUFR Champollion : pendant 2012 la DAI a bénéficié du recrutement d’un CDD de 3 mois qui a
contribué à la réalisation du livret d’accueil des étudiants ; 2 étudiants du master « Stratégies culturelles internationales »
du CUFR Champollion ont été accueillis pendant leur stages. La réorganisation de la DAI a été décidée fin 2012 pour mieux
répondre à l’objectif d’internationalisation du campus de l’école. Ainsi chaque centre aura un correspondant de la DAI et
des groupes ad-hoc seront initiés par pays cibles et/ou zones géographiques. La stratégie à l’international de l’Ecole sera
coordonnée par un Comité de pilotage qui veillera à une meilleure synthèse entre l’enseignement et la recherche à l’Ecole.
16
Séjour scientifique
mars-mai 2012
à l’Université Tohoku, Sendai
Le séjour a contribué à associer l’Université Tohoku au projet européen «Marie Curie» « Env-Bio » qui démarrera en
2013 pour une période de 4 ans. L’Ecole
est un des partenaires du projet et nous
avons prévu plusieurs séjours scientifiques
(enseignants-chercheurs et doctorants) à
l’Université Tohoku. Ce séjour très dense
a été l’occasion de visiter et discuter des
collaborations de recherche avec le Professeur Goto, Université de Nagoya, le Professeur Osada, Collège de Ichinoseki, le dr.
Shirai de l’Institut of Advanced Industrial
Science and Technology Sendai, les Professeurs Watanabe et Smith du Laboratoire
des Fluides Supercritiques de l’Université
Tohoku etc.
Le Professeur Radu BARNA, en charge du
programme « conversion hydrothermale de
la biomasse » au Centre RAPSODEE de l’Ecole
UMR CNRS 5232, a bénéficié d’une bourse
offerte par la « Japan Society for the
Promotion of Science » dans le cadre du
programme de collaborations JSPS – CNRS.
Le séjour s’inscrit dans une longue et fructueuse collaboration établie entre l’Université Tohoku et l’École.
En conclusion, cette fructueuse expérience
contribuera au développement des relations
de collaboration scientifique entre l’École
des Mines et l’Université Tohoku.
Il a été accueilli dans un des plus prestigieux laboratoires de recherche dans le
domaine des procédés en eau supercritique
du Japon, celui dirigé par le Professeur
Tadafumi Adschiri dans le cadre du « World
Premier Institute» (WPI) qui fait partie de
«Institute of Multidisciplinary Research for
Advanced Materials» (AIMR) de l’Université
Tohoku. Parmi les différents sujets de recherche abordés lors du séjour, une attention particulière a été accordée aux procédés de synthèse batch de nanoparticules
mixtes CeO2 - matière organique en milieu
eau supercritique (T>374°C, P>22.1MPa), à
l’étude de
systèmes de réacteurs en eau supercritique
à fonctionnement continu et à la conversion
en eau sub- et super-critique de la biomasse
(lignine) en vue de la carbonisation avec
formation de microparticules.
World premier Institut Building
Tohoku.
Synthesized Ce02 hybrid nanoparticles
17
Direction de la Recherche
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vénements de la Recherche
à l'Ecole en 2012
Le numéro de la Recherche de février 2013 met à l'honneur
le Professeur Ange NZIHOU, 46 ans,
Directeur du centre RAPSODEE de l'Ecole (UMR CNRS 5302)
Arrivé en France en 1987 comme simple boursier Congolais, naturalisé Français depuis, il travaille en vue de la structuration des
communautés scientifiques pour la valorisation des déchets et de la
biomasse en vue de la production d'énergie et de matériaux à valeur ajoutée.
Professeur associé à Columbia et Princeton aux Etats-Unis, Ange Nzihou a reçu en 2010 le prix présidentiel conjoint de l'ACS
(American Chemical Society) et de l’EPA (Environmental Protection Agency) pour ses travaux sur le recyclage et la valorisation des déchets.
Il a lancé, avec l'éditeur Springer, la 1ère revue scientifique internationale pour la valorisation des déchets et de la
biomasse "Waste and Biomass Valorization". Il est aussi l'instigateur du cycle de conférences mondiales "Waste-Eng".
Son équipe participe au LABEX "SOLSTICE", dont il est le directeur adjoint.
L’année 2012 aura vu de notables succès de notre recherche, tant au plan de la reconnaissance que celui de la structuration.
En même temps, ces réussites viennent conforter des projets majeurs de notre plan de développement 2011-12.
Les centres de recherche de l’Ecole font tous partie de l’Institut Carnot M.I.N.E.S., renouvelé par l’ANR en 2011.
Au plan organisationnel, le centre de Génie Industriel, sous l’impulsion de son nouveau directeur, Michel Aldanondo, s’est
restructuré selon deux axes :
• Organisation, risque, connaissance en conception (ORKID)
• Interopérabilité des organisations (CIO).
Les trois plateformes prévues au CPER et cofinancées par
l’Etat et la Région Midi-Pyrénées ont poursuivi leur mise
an place. Les locaux construits avec le soutien et par les
collectivités locales, sont tous soit achevés, soit en bonne voie
de réalisation.
Les docteurs issus de l’Ecole se sont à nouveau distingués cette
année : un Prix Léopold Escande de l’INPT pour Florian
Bugarin et le prix de thèse BODYCOTE de la SF2M pour
Fabio Taina.
Quatre congrès ou colloques scientifiques ont eu lieu en
2012 à Mines Albi : International Workshop of Biomass
Torrefaction for Energy, International Conference on
Superplasticity in Advanced Materials, Journées scientifiques
des Fluides supercritiques et colloque du GDR MACS. Il y en
a aura au moins autant en 2013. Notre Ecole et Albi prennent
ainsi place parmi les lieux de colloques recherchés en raison
de la renommée croissante de nos équipes, des facilités et du
cadre que constitue l’Ecole et de l’écrin d’une ville classée au
patrimoine de l’humanité.
S’agissant de la plateforme GALA, les locaux sont équipés.
Le comité d’orientation et de gestion et le conseil scientifique
de GALA sont en place. Maria-Ines Ré, directrice de la
plate-forme, a pris ses fonctions en janvier 2012 et une
ingénieure de recherche, Laurène Haurie, a été recrutée par
l’établissement pour la gestion technique de la plateforme.
La plateforme MIMAUSA est en construction. La
plateforme VALTHERA a fait l’objet d’un dépôt dossier
d’Installation Classée pour la Protection de l’Environnement
(ICPE) en 2012. L’enquête publique est en cours.
La Fête de la Science a été l’occasion d’accueillir de nombreux
lycéens dans les laboratoires de recherche de l’Ecole, tous les
créneaux de visite ont été remplis.
Lydia et Claude Bourguignon, Fondateurs du Laboratoire
d’Analyse Microbiologique des Sols, ont donné deux
conférences sur le thème «La science à l’écoute de la terre »,
qui ont rempli à chaque fois l’amphithéâtre d’honneur.
Les investissements en matériels des trois plates-formes
ont été commandés respectivement à 99, 77 et 44 % au 31
décembre 2012.
Les inscriptions à Mines Albi en vue de la co-délivrance
du doctorat avec les autres établissements du PRES ont
débuté en juin 2012 : le bureau des doctorants, dirigé par
Rita Franco, a
été installé ; 60 doctorants ont été inscrits à ce jour dans les
deux Ecoles Doctorales MEGEP et EDSYS.
René David
Directeur de la Recherche
18
L'INNOVATION
Innovation
L’innovation constitue un élément fort pour accroitre la compétitivité et la rentabilité des entreprises et par voie de conséquence un élément essentiel de leur stratégie.
L’innovation, au delà d’une définition largement répandue, pourrait se résumer comme un état
d’esprit. Il est dès lors nécessaire que cet état d’esprit soit pris en compte très tôt dans la formation des futurs ingénieurs de Mines Albi.
Une des approches possibles dans le cursus de formation est de mettre les élèves en situation de
percevoir de manière la plus appliquée comment ce concept trouve sa mise en oeuvre.
La recherche documentaire brevets en L3 participe à cette prise de conscience avec 40 sujets
(2012-2013) industriels et académiques (laboratoires) couvrant des domaines divers comme
l’agroalimentaire, la production de biens de consommation (piscines), transport sous contrainte
de matières premières, positionnement d’un produit, aéronautique, sécurité, énergies nouvelles
ou traitement de déchets.
Un étape d’apprentissage et d’accompagnement qui permet de jeter les bases nécessaires
pour appréhender les autres approches qui se mettent en place progressivement dans la
formation générale sur les 3 années du cursus.
Contact : Bruno GRANO – [email protected]
L’association PHyRENEES
acteur Midi-Pyrénées de la filière Hydrogène
L’association PHyRENEES confirme son rôle dans la structuration et
le développement de la filière hydrogène sur le territoire régional.
35 adhérents permettant d’associer aux réflexions engagées aussi
bien des grands groupes que des PME-PMI se retrouvent au gré des
besoins lors des réunions des groupes thématiques mis en place fin
2011.
"Du traitement des déchets ménagers
à la production d'hydrogène
TRIFYL 2012"
Les différentes sensibilités présentes, composantes de la société
civile, figurent parmi les acteurs susceptibles d’être acteurs de la
filière H2. Un atout fort qui renforce le rôle souhaité de l’association
notamment en tant que force de propositions.
L’étude de la filière logistique, rendue début 2012, confirme l’intérêt des acteurs économiques pour le thème
hydrogène, un domaine nouveau qui va nécessiter du temps pour engager des actions représentatives
sans lesquelles l’information plus large vers les acteurs intermédiaires (collectivités territoriales en particulier)
et le grand public, ne pourra pas se faire correctement.
PHyRENEES s’engage résolument vers une meilleure connaissance des compétences industrielles pouvant
à un moment ou à un autre être sollicitées. L’étude d’intérêt, PME, PMI, ETI complétera la précédente
réalisée dans le secteur de la logistique qui est un atout précieux pour disposer à la fois d’une vision plus
précise des compétences mais aussi un support de communication pour sensibiliser le monde économique
à l’intérêt que représente cette filière à un moment ou les choix en termes d’énergies sont au coeur d’une
réflexion nationale.
Une démarche concertée sous forme d’une action collective H2 est envisagée en 2013 afin de porter un
projet commun électromobilité, une action innovante par son organisation .
La mission confiée au président de PHyRENEES, le sénateur Jean Marc Pastor, par l’Office Parlementaire
d’Evaluation des Choix Scientifiques et Technologiques montre à l’évidence la montée en puissance de
cette filière et les besoins de disposer des moyens pour lui permettre d’affirmer ses potentialités.
Contact : Bruno GRANO [email protected]
19
(*) http://blogs.enstimac.fr/phyrenees/
Pôle PRERI / Délégation à l'Action Économique
2012 UNE ANNÉE RICHE
Cette années l’Ecole a organisé 3 comités de sélection qui ont permis d’admettre 5 nouveaux projets
dans l’incubateur (voir ci-dessous) qui sont venus s'ajouter aux 2 projets qui étaient en phase d’incubation.
2 projets sont sortis de l’incubateur donnant lieu à la création de 2
entreprises : BADENKO et LEYFA MEASUREMENT avec un total de 6
emplois.
Le bilan pour 2012 affiche :
• 7 projets en incubation (dont 5 nouveaux)
• 2 entreprises qui sont sorties de l’incubateur
• 6 emplois créés.
On constate également la volonté des start-ups issues de l’incubateur,
de conserver des liens avec le Centre de recherche qui les a hébergés.
Cela se traduit par des conventions de partenariats (IDHELIO), la cession
de licences (AUROCK), et même une thèse (6TMIC) en co-encadrement.
L’Ecole a participé aux CRECE 2013 (Concours Régional des Etudiants
Créateurs d’Entreprises de Midi-Pyrénées) avec le projet MOBILOK
qui a été le lauréat du prix coup de cœur innovation. MOBILOK a été
également vainqueur du Trophée Tarn Inno’Jeune catégorie bac+3 à
bac+8.
L’Ecole a co-organisé la 1er soirée Starting Box. Cet évènement
décontracté, à l’ambiance conviviale et dynamique a permis à des
élèves de l’Ecole de dialoguer librement avec des chefs d’entreprises de
tous horizons : e-commerce, agence de communication, restauration
rapide, starts-ups innovantes, centres de formation.
L’année a également été marquée par un rapprochement avec la Toulouse Business School pour réfléchir
à des actions communes sur l’incubation.
Les 5 nouveaux projets dans l’incubateur :
• INTEROP’SYS
Porteurs : Aurélien Codet de Boisse (Doctorant
Mines Albi) et Nicolas Boissel Dallier (Doctorant
Mines Albi)
Accompagné par Matthieu Lauras (Centre GI),
Activité : projet de création d’une entreprise
éditeur de logiciels d’offre de solution en ligne
pour répondre à des problématiques métiers à
l’aide d’applications de l’entreprise.
• SAPOVAL
Porteur : Erwan Trotoux (ingénieur INSA Toulouse)
Accompagné par Yannick Soudais (Centre
RAPSODEE)
Activité : développer et de commercialiser
des dispositifs innovants de prétraitement par
saponification des déchets graisseux.
Site : www.sapoval.com
• MOBILOK
Porteurs : Yvan Gadeau, Antonin Delbost et Ruben
Metzger (élèves en Master 2 à Mines Albi)
Accompagné par Frédérick Benaben (Centre GI),
Activité : projet de création d’un site de
e-commerce qui développe une offre, innovante,
de location évolutive de smartphones haut de
gamme couplée à une vente d’occasion.
Lauréat du prix coup de cœur innovation du
Concours Régional des Etudiants Créateurs
d’Entreprises de Midi-Pyrénées et du Trophée Tarn
Inno’Jeune.
• ACRDM (Analyses, Conseils et R&D en Matériaux)
Porteur : Cédric Bellot (Docteur Mines Albi)
Accompagné par : Pascal Lamesle (Centre ICA
Albi),
Activité : l’étude de conception dans les
matériaux métalliques et composites basée sur
des méthodes innovantes.
Site : www.acrdm.fr
• RECIPROCAL TRANSFERS
Porteur : Santosh Kumar (élève en Master 2 à Mines
Albi)
Activité : procédé innovant de transferts de fonds
internationaux
20
Pôle PRERI / Délégation à l'Action Économique
EN PROJETS INNOVANTS DANS L'INCUBATEUR
Autres contributions
au Développement Économique
2 projets en incubation
Développement économique
L’Ecole s’implique activement dans les instances des acteurs du développement économique locale et régional : CCI du Tarn, AGATE
(Agence de développement Economique du
Tarn), Technopole Albigeoise et Castres-Mazamet Technopole, Tarn Initiative et Tarn Entreprendre, la pépinière Albisia, le CRITT Automatisme d’Albi, les plateformes technologiques
des lycées Rascol et Fonlabour, l’incubateur
régional Midi-Pyrénées et Midi Pyrénées Innovation.
COBRATEX Composite Bamboo
Reinforced Alternative TEXtile
Porteurs : Edouard Sherwood et
David Hardy
Accompagné par Olivier
DeAlmeida (Centre ICA Albi)
Activité : procédé innovant d’extraction de fibres
de bambou et de valorisation de ces fibres comme
renfort de matériaux composites
Site : www.cobratex.com
Lauréat émergence du concours national des
Entreprises de Technologies Innovantes
Association MERCURE
L’Ecole est membre du bureau de l’association MERCURE, réseau qui fédère les établissements d’Enseignement Supérieur du Tarn et les
acteurs du développement économique, présidé par la Proviseur du lycée de la Borde Basse
(Castres). MERCURE participe activement à
l’animation de l’association en 2012. L’Ecole
a co-organisé le trophée Tarn Inno’Jeunes,
concours innovation pour les jeunes des
établissements membres de l’association et
la rencontre technologique éco-bâtiment
accueillie par le lycée Rascol d’Albi.
BLACKFIX
Porteur : Philippe Henry (ingénieur Mines Albi)
Accompagné par Bruno
Ladevie (Centre RAPSODEE)
Activité : développement
d’un procédé innovant de captage de CO2
Technopole Albigeoise
En 2012, la Technopole d’Albi est entrée dans
la phase de réalisations concrètes. L’hôtel
d’entreprises a été ouvert ; bâtiment à énergie positive, il abrite plus de 800m2 de bureaux.
Les travaux de la halle technologique Albi
InnoProd ont débuté. Elle abritera la plateforme sur les matériaux innovants MIMAUSA
(pilotée par le Centre ICA-Albi) et le CRITT
Automatisme d’Albi. Cette plateforme fait
l'objet d'un soutien par l'Etat, la Région MidiPyrénées et la C2A dans le cadre du CPER.
2 projets sortant de l'incubateur
et débouchant sur la
création d'entreprises
BADENKO
Porteurs : Simon Blatge, Yoann Falgas, Jérémy Blanc
(BTS lycée Rascol-Albi)
Accompagné par Jean-José Orteu (Centre ICA Albi).
Activité : Développer un robot lanceur de volants pour l’entrainement des joueurs de
badminton
Site : www.badenko.com/
LEYFA MEASUREMENT,
Porteurs : Alban Leymarie et Julien Faure (ingénieurs Mines Albi)
Accompagné par JeanJosé Orteu (Centre ICA Albi)
Activité : Procédé innovant du contrôle de la géométrie des
voies ferrées
Site : www.leyfa-measurement.fr/
21
F ê t e
d u 9 a u 12 o c t o b r e 2012
d e
l a
S c i e n c e
Tous les ans, en octobre, la Fête de la Science permet de rapprocher le grand public du
monde scientifique, qui paraît pour beaucoup mystérieux et inaccessible.
Près de 1 800 personnes ont pu participer à cette Fête de la Science 2012, démontrant que
les événements de diffusion de la culture scientifique de l'Ecole des Mines deviennent des
moments prisés du public albigeois qui répond présent aux rendez-vous de l'Ecole.
Parallèlement à l'ouverture exceptionnelle de ses laboratoires de
recherche, qui a rencontré un succès sans précédent auprès des
collègiens et lycéens du département, l'Ecole a décliné, au moment
de la Fête la Science, son partenariat avec le site Pilote Main à
la Pâte en invitant les écoles primaires impliqées dans ce dispositif
créé en 1996 par Georges Charpak Prix Nobel de physique 1992.
Chaque année l'Ecole invite un grand témoin,
venu faire partager sa passion
Jean-Marie Pelt, Yves Coppens, Hubert Reeves, avaient
enthousiasmé leur auditoire en évoquant, bien au-delà
de leurs propres travaux, les enjeux et défis
de la démarche scientifique.
Pour l'édition 2012,
l'Ecole des Mines d'Albi a accueilli
Lydia et Claude Bourguignon.
Ingénieur agronome, Claude Bourguignon a acquis une
renommée internationale pour ses recherches sur la microbiologie des sols.
Fondateur du LAMS (Laboratoire d'Analyse Microbiologique
des Sols) avec son épouse Lydia, chercheuse elle aussi, il a
été l'un des premiers à s'intéresser de façon scientifique à
l'équilibre biologique et à la biodiversité des sols, ouvrant
la voie vers de nouvelles pratiques agricoles inscrites dans
une démarche de développement durable.
Des préoccupations qui font écho aux travaux menés à
Mines Albi, où le centre de recherche Rapsodee s'intéresse
également à la biomasse, sous l'angle de sa valorisation
énergétique.
22
Mise en place de la co-délivrance du Doctorat
par Mines Albi dans les écoles doctorales MEGeP
avec l'INPT (Institut National Polytechnique
de Toulouse) et EDSYS avec l'INSA (Institut National
des Sciences Appliquées)
Depuis sa création, L'Ecole des Mines accueillait
des doctorants dans ses laboratoires, inscrits
dans les écoles doctorales toulousaines et
qui soutenaient leur thèse sur décision des
directeurs des établissements du PRES.
Elle a souhaité obtenir la même visibilité que
les autres établissements du PRES en se dotant
de la co-délivrance du doctorat, opérationnelle
à la rentrée 2012.
Le 10 juin 2011 deux conventions avaient été
signées entre les Ecoles doctorales MEGeP, EDsys,
les établissements toulousains du PRES et l'Ecole
des Mines d'Albi.
En novembre 2011, le Ministère de l'Enseignement
Supérieur et de la Recherche nous a fait part
de sa décision d'habiliter l'Ecole des Mines d'Albi
à délivrer le doctorat conjointement avec l'INSA
au sein de l'Ecole Doctorale n°309 « Systèmes » et l'INP de Toulouse au sein de l'Ecole
Doctorale n°468 «Mécanique, énergétique, génie civil, procédés».
L'Ecole s'est dotée, à travers la création d'un Bureau des Doctorants, des outils, personnels
et procédures lui permettant de mettre en oeuvre le processus de délivrance du doctorat avec
prise d'effet à la rentrée universitaire 2012/2013. Rita Franco, assistée de Stéphanie Trefouel
puis d'Aurélie Farges est responsable de ce bureau ([email protected]) .
Les premières soutenances dans ce nouveau schéma auront lieu à l'automne 2013. Parallèlement (voir encart séparé), l'Ecole renforce la formation générale des doctorants qu'elle héberge et encadre.
L'outil de gestion retenu est Adum, annuaire électronique et portail Internet d’information,
de services et de communication des jeunes chercheurs. Il est commun avec EDSYS, et le PRES
Université de Toulouse est en train d'en généraliser l'utilisation.
La toute première doctorante à s'être inscrite à Mines Albi, le 17 juillet 2012, est Elodie
Cabrol, qui effectue sa recherche à ICA-Albi.
Née à Castres, Elodie a eu son Bac au Lycée Borde Basse de Castres en 2005. Elle a fait sa
prépa au lycée Lapérouse à Albi et a obtenu en octobre 2010 le diplôme d'ingénieur de l'Ecole
Nationale Supérieure de Chimie de Clermont Ferrand. C'est après avoir travaillé à l'Ecole en
tant qu'ingénieur de recherche qu'Elodie a eu envie de se lancer dans un doctorat.
Sa thèse, préparée avec l'appui de la Société Aubert et Duval sous forme d'un contrat CIFRE,
porte sur l'étude et la compréhension des mécanismes d'endommagement de surface de
matrices de forgeage à chaud revêtues.
Le hasard a donné là un bel exemple de l'impact de l'Ecole sur son territoire puisqu'elle
permet à une jeune tarnaise de démarrer un doctorat sur un projet de recherche ambitieux
financé par un partenaire industriel de taille intermédiaire hors région.
23
2012 UNE ANNÉE RICHE
Formation générale des doctorants
Les doctorants inscrits ou accueillis à l’Ecole peuvent suivre, sur la base du volontariat,
une partie de leur formation générale sur place. Cette formation est pilotée par Claudine
Sablayrolles, chargée de mission à la direction de la recherche.
La formation générale des doctorants ainsi délivrée a pour objectifs :
- de professionnaliser les doctorants sur la communication, orale et écrite, afin de
mettre en valeur les résultats de leur travail, faire avancer le monde de la recherche
et de l’industrie,
- de les professionnaliser en propriété intellectuelle et industrielle, pour valoriser leurs
travaux en terme d’innovation, création d’activité et entrepreunariat,
- de les sensibiliser à la problématique marché du monde socio économique,
- de les amener à une autonomie totale dans la préparation à l’emploi et leur réussite
professionnelle,
- et enfin de les projeter, s’ils le souhaitent, dans un contexte de créateurs d’entreprise
en leur faisant côtoyer des créateurs en incubateur et créateurs en pépinières par des
conférences et témoignages, sur la créativité, l’innovation et l’entrepreunariat,
Ces professionnalisations sont construites avec des formations en groupes, précédées et
suivies d’apprentissage dans l’action avec le responsable formation générale.
A côté et avec les formations générales du collège doctoral de Toulouse, il s’agit de mieux
cibler les outils nécessaires au futur docteur en sciences de l’ingénieur, d’optimiser le
temps des doctorants, de guider leur professionnalisme à travers l'apprentissage par
l’action.
Parcours recherche des doctorants
et des élèves
Le parcours recherche a pour but de démythifier la thèse et de réunir deux cycles de formation : ingénieur et doctorat. Il est également piloté et accompagné par Claudine Sablayrolles.
Il faut partie de l'enseignement de l'innovation à l'Ecole.
Le doctorant est associé, pendant deux ans, à un ou plusieurs groupes d’élèves sur trois
étapes de leur parcours. Ce parcours amène l’élève ingénieur à s’approprier le « système
thèse » : finalité, méthodologie, environnements, communication avec le monde extérieur
scientifique et grand public, propriété des résultats et valorisation intellectuelle et économique.
25 doctorants sont impliqués chaque année, avec deux promotions d'élèves successives.
Le doctorant apprend à enseigner dans la complexité et les élèves lui restituent une
image de sa thèse.
24
Pôle PRERI / Relations avec les entreprises
Relations avec les entreprises
Le Forum Entreprises inter-établissements
Le Forum Entreprises de l'Albigeois s'est
tenu sur le site de Mines Albi le 18 octobre
2012. Il a réuni plus de 20 entreprises, dont
UBIFRANCE, aux côtés de la Communauté
d'Agglomération de l'Albigeois.
De nombreux anciens élèves étaient présents
pour accompagner et soutenir la démarche de
leur établissement. Leur présence a favorisé les échanges avec les élèves ingénieurs
et les enseignants de l'Ecole.
Comme les années précédentes, les étudiants albigeois ont pu bénéficier des conseils
de l'APEC, de l'Association ECTI et du RIDMAC. L'atelier PPS (présentation
personnelle simplifiée) a rencontré un vif succès.
Le prochain Forum est prévu le 17 octobre 2013.
La taxe d'apprentissage
TOP 20 des versements de la Taxe d'Apprentissage en 2012
Le montant collecté par l’Ecole (Hors QUOTA) en
2012 est très voisin de 2011.
Le montant moyen 1 093 € est en légère augmentation - 2,82 % ; c’est dû essentiellement à une augmentation des sommes versées par quelques grands
groupes industriels.
Le contexte économique et la forte mobilisation des
établissements d’enseignement pour collecter cette
ressource sont des facteurs qu’il faut impérativement
prendre en compte.
Aussi, les relations avec les anciens élèves peuvent
procurer des opportunités intéressantes.
La part QUOTA collectée par le CFA MIDISUP
en 2012 et reversée à l’Ecole des Mines s’élève à
362 199 €, il était de 326 485 € en 2011, soit une
augmentation d’environ 11 %. C’est le reflet de la
reconnaissance de la formation et de l’évolution de la
règlementation.
Les fonds libres apportés par ces organismes collecteurs
25
Pôle PRERI / Relations avec les entreprises
Relations avec les entreprises
Les anciens élèves de l'Ecole des Mines d'Albi-Carmaux et le RIDMAC
L’année 2012 a été marquée par des contacts fréquents avec les anciens élèves et le bureau du Réseau des Ingénieurs
et Docteurs de l’Ecole des Mines d’Albi-Carmaux – RIDMAC. Leur soutien et les recherches sur les réseaux sociaux
nous ont permis d’enrichir la base de données des contacts en entreprise et d’augmenter le nombre de cibles tant pour
la collecte de la taxe d’apprentissage que pour la diffusion d’informations concernant la vie du Campus, les évènements Ecole et l’Institut Mines Télécom.
Aussi, la Direction de l’Ecole était présente à l’Assemblée Générale du RIDMAC à Clermont-Ferrand ; elle est régulièrement associée aux différentes rencontres organisées par ce réseau..
Parallèlement, l’Ecole se félicite de la présence de RIDMAC à des moments forts : rentrée scolaire, Forum Entreprises, Gala des élèves…Elle remercie les anciens élèves pour leur participation à des groupes de travail portés par
l’IMT en France où l’Etranger (New-York et Washington avec le Cercle Télécom et Tunis), et le soutien apporté aux
élèves en stage au sein de leur entreprise ou dans leur région.
En décembre 2012, l’Ecole a pu réunir des anciens des départements Aveyron et Lot sur le site industriel de BOSCH
à Rodez, avec la complicité des anciens élèves travaillant au sein de cette entreprise. Sous cette forme, de nouvelles
rencontres sont prévues en 2013 ; les élèves en stage ou en apprentissage sont associés.
Le nombre de projets VIB, MIA ou d’offres de stage ou de recrutement que les anciens élèves envoient sont le reflet
de leur solidarité et témoignent leur attachement à leur ancienne école.
En outre pour renforcer ou dynamiser des liens avec quelques entreprises, plusieurs rencontres se sont tenues, notamment avec le Groupe LACTALIS, LA POSTE, ERDF, PHODE, BOSCH, SOPRA, CREDIT AGRICOLE, etc. De nouvelles pistes de collaborations ont été à chaque fois identifiées et des conventions de partenariat sont en cours
d’élaboration.
Répartition géographique
des anciens élèves
Les 20 premiers employeurs de nos anciens élèves
hors services publics
Au 1er janvier 2013, 85 % de nos anciens peuvent être contactés.
Ce sont des relais permanents, aussi bien pour l'Ecole, que pour les étudiants en recherche de stage ou d'emploi.
26
Présentation générale de la Recherche
Acteurs de la Direction de la Recherche
et du pôle PRERI
PÔLE RELATIONS
AVEC LES ENTREPRISES
RECHERCHE INNOVATION
(PRERI)
René David,
Professeur
Directeur de la Recherche
René DAVID
Directeur Adjoint
Responsable du Pôle
Patricia Drouillard
Nathalie Bruzat
Assistantes de direction
Bruno Grano
Maître de Recherche
Adjoint au Directeur
Délégation à l'Action Économique
Jean-Michel Alaverdov
Délégué
Adjoint au responsable du pôle PRERI
Claudine Sablayrolles
Maître-assistante
Chargé de Mission
Maryse Collado
Assistante (temps partiel)
Eve Borla
Assistante administrative
Stéphanie Trefouel
Assistante
Mission des relations avec les
Entreprises
Rita Franco
Chargée de Mission
Les acteurs de la Direction de la Recherche,
de la Mission des Relations avec les Entreprises
et la Délégation à l'Action Économique
Nelly Delmas
Chargée de Mission
Aurélie Farges
Assistante du Bureau
des Doctorants
Sylvie Fourès
Assistante
Les personnels de la recherche
Les effectifs de la recherche de l'Ecole ont augmenté de 3,4 % en 2012, principalement en personnels de soutien à la recherche,
ingénieurs et administratifs, traduisant ainsi l'accroissement continu de l'activité contractuelle enregistré depuis maintenant 3 ans.
Les effectifs de recherche des centres sont les suivants au 1er janvier 2013
Direction de
la
Recherche
InSICERMeP
Saint-Dié
des Vosges
Professeurs et Maîtres de Recherche
2
Maîtres-assistants et Chargés de
Recherche permanents
Total au
Rappel au
ICA-Albi
Rapsodee
CNRS UMR
5302
Génie
Industriel
2
7
11
3
1 er janvier
2013
25
0
2
11
18
8
39
41
Chercheurs associés
0
3
1
1
3
8
7
Maître de Conférence
0
1
0
0
0
1
1
ATER
0
4
0
0
0
4
3
Ingénieurs
0
2
5
12
2
21
19
Techniciens
0
2
8
12
0
22
22
Assistantes
3
3
2
4
1
13
11
Chargé de mission
1
0
0
0
0
1
1
Post-doctorants
0
0
4
3
0
7
6
Doctorants
0
4
24
38
10
76
74
6
23
62
99
27
217
210
5
23
63,5
89
29,5
210
Total au 1
Rappel au 1
er
er
janvier 2013
janvier 2012
27
1
er
janvier
2012
25
Les contrats (hors InSIC/ERMeP)
Contrats signés tous contractants Ecole 2012 (keuros)
Contrats signés
Le montant total des contrats signés, tous gestionnaires confondus est en légère hausse à
3,81 M€, mais cette année, comme en 2011
et contrairement à 2009 et 2010, sans contribution au titre du CPER. Cette tendance, à
une montée vers 4 M€ est confirmée sur la
moyenne mobile à 3 ans (3,79 M€) qui est
stable.
Le montant des contrats signés par le CNRS
et l’EPA reste important (1,32 M€), en raison notamment de l’augmentation du volume
et du nombre des contrats à dépenses obligatoirement mandatées par un comptable public
comme les crédits régionaux ou comprenant
des partenaires rattachés au CNRS.
La recherche de l’Ecole s’intègre depuis 2006
dans l’Institut Carnot M.I.N.E.S, renouvelé en
2011, et continue à bénéficier à ce titre de la
dynamique du Groupe des Ecoles des Mines
et d‘un abondement de 100 k€ par an environ,
versé à ce titre par l’ANR.
41 % des contrats sont signés avec des partenaires privés, ce montant restant très variable
selon les centres. Par contre on note la forte
ascension de la ressource contractuelle d'ICAAlbi.
Évolution du montant total des contrats de recherche signés (en keuros)
(ARMINES, CNRS, EPA)
Montant total des contrats signés par Centre de recherche (en keuros)
(ARMINES + EPA + CNRS)en fonction de l'année de signature
28
Pourcentage du montant des contrats signés
par centre et types de partenaires
(ARMINES + EPA + CNRS)
Contrats de recherche signés avec des entreprises de Midi-Pyrénées et hors Midi-Pyrénées
Sur 78 contrats signés, tous gestionnaires confondus, 40 concernent des entreprises de Midi-Pyrénées, représentant 37 % du
montant des contrats signés.
Activité annuelle
L'activité annuelle est le montant des travaux de recherche effectués chaque année sur les contrats des centres de l'Ecole.
Le montant financier de l’activité annuelle de l’Ecole, tous gestionnaires confondus, a atteint un montant historiquement haut à
5 M€ en 2012. Cette évolution résulte des chiffres importants des contrats signés en 2011 et 2012 sur l’établissement public et
Armines, mais tient surtout compte de 1,57 M€ d’investissements engagés en 2012 au titre du CPER.
Activité annuelle 2012 (découpage) sur les contrats Armines, le CNRS et EPA (en keuros)
L’activité annuelle du centre commun ARMINES/EMAC est en hausse de
7 % par rapport à 2011 et est fortement excédentaire sur l’exercice 2012.
29
Les publications
Avec 87 articles et chapitres d'ouvrages en 2012, dont 78 dans des revues internationales et 4 chapitres d'ouvrages, l'Ecole
conserve un score voisin de celui de 2011 (92 articles et chapitres d'ouvrages), malgré une baisse du flux de publications dans
les centres ICA-Albi et Génie Industriel.
Les articles et communications nationales sont comptabilisées séparément.
Le nombre de communications par an augmente de 10 % à 77, avec une progression plus forte (+ 45 %) des participations aux
conférences internationales. L'année 2012 a été particulièrement riche en HDR (Habilitation à Diriger des Recherches) avec 32
HDR présents en fin d'année à l'Ecole.
Le taux de citation à deux ans des chercheurs de l'Ecole a augmenté de 2,53 (bilan 2011) à 2,80 (bilan 2012). Cette augmentation est régulière depuis 2008. Les auteurs de l'Ecole sont cités, en 2012, 63 fois dans la base WOS-SCIE et 9 fois dans la base
WOS-Proceedings, dont 5 citations communess aux deux bases.
Publications sur les 5 dernières années (2008-2012)
InSIC/ERMeP inclus
L'Ecole produit en moyenne 1,5 brevets par an hors extensions.
En 2012, deux nouveaux brevets ont été déposés qui n'apparaîtront dans les statistiques qu'à leur publication, et deux licences
ont été conclues, pour un montant de 1,5 M€ sur les 10 années à venir.
(*) Pour les brevets, seuls les dépôts prioritaires sont comptabilisés.
30
Le recrutement des doctorants
Au 31 décembre 2012, il y avait
76 doctorants présents à Mines Albi
dont 50 % d'étrangers, et 38 % de
femmes.
Le nombre d'abandons de thèse reste
faible, de l'ordre de 3 à 4 par an, soit
5 % environ des inscrits.
La durée moyenne de thèse est de
l'ordre de 40 mois.
Recrutements des doctorants
et nombre de soutenances par année civile (site Albi seulement)
Le placement des Docteurs
Placement des doctorants issus de l'Ecole depuis 3 ans (2010-2012) (*)
(*) Situation arrêtée au 1er janvier 2013.
Le placement des docteurs s'est stabilisé en
2012, avec 55 % de docteurs s'orientant vers le
secteur privé.
Le placement des docteurs à court terme après
la thèse est très satisfaisant.
Les quelques demandeurs d'emploi se trouvent
surtout parmi les doctorants récents de fin 2012.
Placement des docteurs issus de l'Ecole
depuis sa création (*)
(*) Situation arrêtée au 1er janvier 2013.
31
ICA-Albi / Institut Clément Ader (site ALBI)
Acteurs de l'ICA-Albi
Laurent Robert
Maître-Assistant
ENSEIGNANTS-CHERCHEURS
Thierry Cutard
Professeur, Directeur de l'ICA-Albi
Directeur-adjoint de l'ICA
Thierry Sentenac
Maître-Assistant
Adjoint au responsable du domaine d'enseignement IMAS
Chargé de l'option d'enseignement TAS
"Techniques Aéronautiques et Spatiales"
Jean-José Orteu
Professeur, Directeur-adjoint de l'ICA-Albi
responsable du groupe de recherche MICS "Métrologie,
Identification, Contrôle et Surveillance" de l'ICA
Vincent Velay
Maître-Assistant
Fabrice Schmidt
Professeur, Directeur-adjoint de l'ICA-Albi
Vanessa Vidal
Maître-Assistante
Gérard Bernhart
Professeur
Responsable du Mastère spécialisé AMPAS
Mohammed Cheikh
Maître de Conférences à l'IUT de Figeac,
Chercheur-associé
Yannick Le Maoult
Professeur
INGENIEURS DE RECHERCHE
Philippe Lours
Professeur, responsable du domaine d'enseignement IMAS
"Ingénierie des Matériaux Avancés et des Structures",
chargé de l'option d'enseignement AGS "Automobile et
Grandes Séries"
Jean-Paul Arcens
Florian Bugarin
Elodie Cabrol
Sylvain Corveleyn
Abdelmagid El Bakali
Renaud Gantois
Rémi Gilblas
Guillaume Lorgeoux
Aurélien Mazzoni
Mehdi Salem
Adrien Thibault
Thibaut Tschofen
Ludovic Wagner
Farhad Rézai-Aria
Professeur, responsable du groupe de recherche SUMO "Surface, Usinage, Matériaux et Outillages" de l'ICA
François Ronde-Oustau (départ juillet 2012)
Professeur
Denis Delagnes
Maître-Assistant, HDR
TECHNICIENS
Luc Penazzi
Maître-Assistant, HDR
Didier Adé
Karim Choquet
Sabine Le Roux
Vincent Lucin
Jean-Michel Mouys
Thomas Papaix
Fabrice Rossi
Serge Tovar
Florentin Berthet
Chargé de Recherche
Christine Boher
Maître-Assistante,
responsable du secteur apprentissage SIMMA "Industrie
Manufacturière en Mécanique et Aéronautique"
ADMINISTRATIFS
Olivier De Almeida
Maître-Assistant
Catherine Maffre
Assistante de gestion
Gilles Dusserre
Maître-Assistant
Esther Ramirez
Assistante administrative
Pascal Lamesle
Maître-Assistant
32
ICA - ALBI / Institut Clément Ader (site Albi)
SOUTENANCES DE THESE
DOCTORANTS
André-Chateau Akue-Asseko
Manel Baccar
Yannick Balcaen
Cédric Bellot
Khalil Ben Slima
Emeline Bessard
Florent Blanchet
Fabien Blas
Jonathan Bouillonnec
Maxime Boulanghien
Florian Bugarin
Elodie Cabrol
Ludovic Chevallier
Etienne Copin
Jérémy Crevel
Myriam Dauphin
Christoph David
Raffaele D’Elia
Anthony Delmas
Nicolas Donval
Laurent Escale
Anaïs Farrugia
Renaud Gantois
Rémi Gilblas
Bilal Karabagli
Renaud Julien
Paul Le Baillif
Pauline Lepesant
Sawsane Nakouzi
Pierre-Marie Nigay
Johann Pancrace
Samuel Petrocelli
Lisa Pin
Marie Poitrimolt
Thomas Poumadère
Bénédicte Reine
Inès Souki
Ilisio Viana
Jérémie Vignes
Ahmed Zouaghi
Lisa Pin
Soutenue le 18 décembre 2012
Anthony Delmas
Emeline Bessard
Soutenue 7 décembre 2012
Rémi Gilblas
Soutenue le 17 octobre 2012
Florian Bugarin
Sawsane Nakouzi
Soutenue le 26 septembre 2012
Renaud Gantois
Soutenue le 12 mars 2012
Cédric Bellot
Soutenue le 8 février 2012
20 Enseignants-chercheurs
13 Ingénieurs de recherche (dont 11 en CDD)
8 Techniciens (dont 1 en CDD)
2 Personnels administratifs
40 Doctorants
8 soutenances de thèse
L’équipe de l'ICA-Albi
33
ACTIVITÉS
et PROJETS
de RECHERCHE
2012
de l'ICA - Albi
L’Institut Clément Ader (ICA) a été créé en juin 2009, après avoir obtenu un label d’équipe d’accueil (EA814) au mi-parcours
du contrat quadriennal 2007-2010, sur la base du rapprochement de trois structures de recherche antérieures :
• le Laboratoire de Génie Mécanique de Toulouse (LGMT), rassemblant des personnels de l’INSA de Toulouse et de
l’Université Paul Sabatier,
• le Centre de Recherche Outillages Matériaux et Procédés (CROMeP) – unité propre de Mines Albi,
• le Département Mécanique des Structures et Matériaux (DMSM) de l’ISAE.
Créé en 1992, le site d’Albi de l’Institut Clément Ader mène des recherches dans trois des groupes de cet institut : le groupe
Matériaux et Structures Composites (MSC), le groupe Surface, Usinage, Matériaux, Outillages (SUMO) et le groupe
Métrologie, Identification, Contrôle et Surveillance (MICS). Ces activités sont principalement orientées vers les thèmes suivants, avec une démarche équilibrée entre expérimentation et modélisation/simulation :
• l’optimisation des outillages et moules de formage en se basant sur une approche multidisciplinaire matériaux/mécanique,
• l’étude des nouveaux matériaux et procédés, à la fois métalliques et composites,
• le développement de nouvelles techniques métrologiques basées sur des capteurs optiques non ou faiblement intrusifs
pour la photo-thermo-mécanique expérimentale et la surveillance des procédés.
L’Institut Clément Ader Albi est membre du département « Science et Génie des Matériaux» de l’Institut Carnot
MINES (Méthodes Innovantes pour l’Entreprise et la Société) et est actif dans les GDR CNRS 3371 « Mise en Œuvre des
Composites et Propriétés Induites » et 2519 «Mesures de champs et identification en mécanique des solides». Il est également
membre des pôles de compétitivité Aerospace Valley, EMC2, VIAMECA, Céramiques, Id4Car. En 2012, cette implication
s’est traduite par la participation à un projet européen (TailorTool), un projet ANR (Scapac), 5 projets FUI (Comptinn, Inmat2,
Roof, Theorem, Timas) 7 projets EPICEA et AEROSAT (Amoss, CAAMVis, Cinthte, CPV Bat, Hycome, Ocbm, Profusion)
et 4 projets co-financés par la région Midi-Pyrénées dans le cadre du programme APRTT (Arcon, Befico, Fat, Fact). En termes
de collaborations à l’international, l’ICA Albi est impliqué dans deux co-tutelles de thèse : l’une avec l’Institut Von Karmann
(Belgique); l’autre avec l’Université de LeHigh (USA). De nouvelles collaborations internationales se sont concrétisées en
2012, avec l’Université de Tohoku (Japon) et l’Université UFES d’Espirito Santo (Brésil). D’autres projets de collaborations
internationales sont en phase de construction avec des Universités de Cranfield (Angleterre), de Leoben (Autriche) et de
Belfast (Irlande).
La plupart des travaux de recherche sont conduits sous la forme de thèses, dans le cadre de projets avec des partenaires industriels soit dans un cadre collaboratif, soit en partenariat direct. Les activités concernent principalement :
• les procédés de mise en œuvre de matériaux métalliques : extrusion, forgeage, fonderie, formage superplastique,
emboutissage à froid et à chaud, laminage à chaud, formage incrémental, traitement thermique, fusion laser,
• les procédés de mise en forme de matériaux polymères et de matériaux composites à matrices organiques ou inorganiques : thermoformage, soufflage, injection, RTM, infusion,
• l’étude des relations entre microstructure et comportement mécanique et thermomécanique des matériaux.
Les secteurs industriels d’application principaux sont : l’aéronautique, le spatial, la métallurgie, l’automobile, le bâtiment.
34
Faits marquants pour 2012 :
L’année 2012 a en particulier été marquée par :
- la soutenance de 8 thèses, permettant ainsi de diplômer en décembre 2012 le 85ème docteur de l’ICA Albi,
- le prix Léopold Escande 2012, qui récompense les meilleures thèses de doctorat de l’Institut National Polytechnique de Toulouse
soutenues en 2012, délivré à Florian Bugarin en récompense à son travail de thèse intitulé «Vision 3D multi-images: contribution à
l’obtention de solutions globales à l’aide de l’optimisation polynomiale par théorie des moments»,
- la remise du prix de thèse Bodycote de la SF2M 2012 délivré à Fabio Taina, en récompense à son travail de thèse intitulé
«Optimisation of Microstructure and Fatigue Properties of Inconel718 »,
- un dépôt de brevet,
- le démarrage de 7 nouvelles thèses,
- l’organisation du congrès international ICSAM 2012 (voir encart). La 11ème conférence internationale sur la Superplasticité
des Matériaux Avancés (ICSAM2012: International Conference on Superplasticity in Advanced Materials) s’est déroulée du 3 au
5 juillet 2012 à l’école des Mines d’Albi-Carmaux. Cette conférence spécialisée a réuni plus de 120 chercheurs universitaires et
industriels de 17 pays différents. Parmi ceux-ci 63% venait d’Europe, 28% d’Asie et du Moyen Orient et 9% d’Amérique. Les
objectifs de cette conférence, qui sont de rassembler des scientifiques des mondes industriel et académique concernés et intéressés
par le domaine de la superplasticité, avec la préoccupation de promouvoir les collaborations et partenariats internationaux futurs
dans ce domaine, ont ainsi été pleinement atteints lors de cette 11ème édition.
- l’organisation par l’ICA, sur le site de l’INSA de Toulouse, du Workshop européen « Use of Optical Fibres for the Monitoring
of Composites Manufacturing Process» dédié à l’utilisation des fibres optiques dans le suivi des procédés de fabrication des composites (voir encart),
- la confirmation du financement de deux projets AEROSAT (Cinthte2 et OSRAS), d’un projet ANR (Vertex), de deux projets FUI
(Air-Cobot, Macothec) et deux projets RAPID,
- le lancement d’un projet collaboratif au sein de l’Institut MINES-TELECOM, intitulé « De l’image au maillage »,
- la poursuite du développement de la plate-forme de Recherche et d’Innovation MIMAUSA (Mise en Œuvre de Matériaux
Aéronautiques et Surveillance active). L’année 2012 a en particulier été marquée par l’acquisition de nouveaux équipements de
la future plate-forme, dans le cadre du Contrat de Plan Etat Région CPER 2007-2013 : une machine d’essais mécaniques et un
tribomètre, les deux permettant la réalisation d’essais sous des atmosphères contrôlées, des équipements de surveillance active et
de SHM, …. Il faut aussi souligner la soutenance des deux premières thèses menées sur le pilote Edyco (Elaboration dynamique
de composite), thèses qui ont permis d’améliorer la compréhension des phénomènes mis en jeu dans le procédé d’élaboration de
composites à matrice thermodurcissable et thermoplastique mis en œuvre sur ce pilote utilisant un mode de chauffage par induction.
Toujours dans le cadre de la mise en place de la plate-forme Mimausa, les premiers essais de mise en œuvre de tôles en alliages de
titane ont été réalisés sur le pilote de formage lampes.
- la poursuite de la contribution aux travaux de définition des thématiques et des activités des futures plates-formes de l’IRT
(Institut de Recherche Technologique) AESE (Aéronautique, Espace et Systèmes Embarqués), en particulier des plates-formes
MATINNOV (Matériaux Innovants) et CMC (Composites à Matrices Céramiques).
Une synthèse des activités menées dans chaque groupe durant l'année 2012 est donnée dans les pages suivantes.
Groupe de recherche MSC (Matériaux et Structures Composites)
Les travaux de recherche du groupe MSC de l’ICA Albi sont conduits dans l’axe de recherche MaPP (Matériaux, Procédés,
Propriétés) et concernent principalement:
- l’optimisation des procédés polymères et composites en se concentrant principalement sur la problématique de la modélisation des
écoulements, de l’étude des transferts thermiques, de l’optimisation des outillages tout en privilégiant une démarche faisant appel
à la mise en œuvre de pilotes de laboratoires,
- l’étude du comportement des matériaux polymères, composites et granulaires, d’un point de vue thermomécanique, rhéologique,
rhéocinétique et microstructural. Une orientation privilégiée vise à établir des relations entre les microstructures et les architectures
fibreuses et granulaires avec les propriétés d’usage tenant compte de l’influence du vieillissement.
- l’étude et le développement de nouveaux matériaux composites multifonctionnels en y intégrant des fonctionnalités de conduction
thermique, conduction électrique et tenue aux impacts. Ils font appel à des nouveaux renforts et nouvelles textures et intègrent des
charges où des tapis de nanotubes de carbone.
Axe MaPP (Matériaux, Procédés, Propriétés)
Thème : Simulation des procédés
Lors de la mise en œuvre des matériaux composites par voie liquide (procédés RTM, LRI, …), la modélisation de l’écoulement
de la résine est un enjeu important, notamment pour permettre d’optimiser le temps de cycle et la qualité finale de la pièce. Deux
approches numériques basées sur la méthode des éléments frontières ont été développées. L’une à l’échelle microscopique permet
de modéliser l’écoulement au sein des fibres à l’aide d’une Cellule Elémentaire Représentative. Cette approche permet entre autre
une identification numérique de la perméabilité. Un projet collaboratif au sein de l’Institut MINES-TELECOM, intitulé « De
l’image au maillage » a été accepté sur cette thématique pour un démarrage début 2013. L’autre à l’échelle macroscopique permet à
l’aide de la méthode dite « Level Set » de calculer la position du front de matière de la résine au sein du renfort (projet FUSCOMP,
DAHER-SOCATA). Par ailleurs, une installation permettant la mesure des trois composantes de la perméabilité des renforts a été
développée. Elle est basée sur la mesure de l’avancement du front de résine supposée ellipsoïdal.
35
La modélisation avancée de la polymérisation des résines thermodurcissables s’est poursuivie dans le cadre de deux études : la
polymérisation par lampes infra-rouges d’une part et la polymérisation dynamique par outillages chauffés par induction. Bien
qu’appliquée à deux natures de résines et de procédés différentes (infusion et RTM6 d’une part, sous presse et M21 d’autre part)
et avec des objectifs finaux différents (optimisation du positionnement des lampes qui conduit à développer un couplage entre
RAY HEAT et COMSOLÒ d’une part, optimisation du cycle de pilotage thermique des moules avec minimisation des contraintes
résiduelles qui préconise l’utilisation d’ABAQUS d’autre part), la similitude de l’objectif a conduit à définir une méthodologie
interne de comparaison basée sur des cas tests communs.
Dans le cadre du projet de recherche avec la société Toshiba Lighting, une nouvelle méthode de mise en œuvre des matériaux
composites prometteuse est la polymérisation du composite à l’aide d’un four infrarouge. Cette technique de chauffage infrarouge
peut s’appliquer en particulier au processus d’infusion de résine LRI (Liquid Resin Infusion) où la résine est injectée à pression
atmosphérique dans un demi-moule qui contient le renfort fibreux et ayant une surface de recouvrement semi-transparente aux
rayons infrarouges. Le composite est modélisé comme une plaque composée de plusieurs plis de carbone imprégnés d’une résine
époxy (RTM6). La plaque est soumise à un flux radiatif incident, lequel est absorbé par le premier pli de carbone présent à la surface du composite. Le flux radiatif calculé à l’aide du logiciel RAYHEAT est imposé comme condition aux limites dans le logiciel
commercial COMSOL MULTIPHYSICS TM. Celui-ci résout par la méthode des éléments finis l’équation de chaleur couplée avec
la cinétique de réticulation de la résine afin de modéliser la polymérisation par infrarouge. La température et le degré de réticulation au sein du composite sont ainsi calculées. Cette démarche a été appliquée avec succès au cas d’une pièce tridimensionnelle
automobile (bas de caisse).
Dans le cadre de la thèse CIFRE avec la société Valéo Vision intitulée « Modélisation thermique des systèmes d’éclairage automobile », une autre approche de la modélisation des transferts radiatifs a été initiée. Considérant la complexité de l’interaction
radiative entre les lampes et les différentes parties en plastique d’un système d’éclairage (réflecteur, glace, …), un modèle basé
sur l’approche de Monte-Carlo a été développé. Celui-ci s’appuie sur des sous-programmes de la librairie PBRT au sein du logiciel EDSTAR développé au centre Rapsodee. Cette nouvelle approche a permis entre autre des facteurs d’accélération sur les
calculs radiatifs de l’ordre de dix par comparaison avec des calculs basés sur la méthode de lancés de rayons (RAY-HEAT). En
parallèle, une détermination par méthode inverse des paramètres de la lampe (température de filament, de bulbe) à l’aide d’une
mesure par thermographie infra rouge en face arrière d’une plaque d’ABS, a été réalisée. Cette approche a été étendue à la mesure
(toujours par méthode inverse) du tenseur de conductivité de plaques composites à base de PA6.6.
Une thèse CIFRE a démarré en 2012 avec la société TERREAL sur la modélisation de l’étape de pressage de tuiles en terre crue.
Les simulations numériques sont réalisées à l’aide du logiciel éléments finis FORGE 2007®. Des essais de compression libre
et de tribologie rectiligne, ont permis de déterminer les paramètres des lois rhéologiques et tribologiques. A l’aide de critères de
rupture simplifiés, la prédiction de propagations des fissures a pu être simulée à l’aide du logiciel FEM.
Simulation numérique du pressage de tuiles
(thèse CIFRE en collaboration avec la société TERREAL)
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Thème : Procédés émergents
L’étude en partenariat avec la société TOSHIBA-LIGHTING sous forme d’une thèse s’est poursuivie afin d’optimiser la polymérisation par chauffage infra-rouge d’une résine infusée (RTM6). L’application à la conception optimale des fours infra rouge, se
fait par interpolation du terme source radiatif dans un logiciel commercial éléments finis COMSOL®. Un démonstrateur 2.5D a
été réalisé tant au plan pratique qu’au niveau de la simulation.
Dans le cadre d’une thèse en cotutelle avec l’université LEHIGH (Pennsylvanie, USA), un travail se poursuit sur le couplage d’un
modèle radiatif appliqué au chauffage de composites à base de renforts tricotés pris en sandwich entre des plaques en TPE/TPO.
Le module radiatif sera couplé avec un logiciel FEM permettant de simuler le thermoformage d’une plaque composite à renfort
tricoté.
De nouveaux procédés d’élaboration des matériaux composites à matrice thermodurcissable, basés sur une réduction du temps de
polymérisation, sont actuellement envisagés industriellement, par exemple par l’utilisation d’outillages chauffés par induction.
Toutefois une cuisson trop rapide peut causer des défauts inacceptables pour des pièces aéronautiques. De tels procédés ne seront
viables qu’à travers un pilotage dynamique de la thermique des outillages. Un premier travail de recherche (avec le support financier du Carnot Mines) a été consacré à la polymérisation dynamique de composites à partir de pré-imprégnés M21/T700. Dans
un premier temps des caractérisations DSC ont été effectuées pour identifier des modèles cinétiques lors de vitesses de chauffes
élevées (jusqu’à 50°C/min). L’utilisation de la DSC modulée a permis de comprendre les mécanismes de transformation de cette
résine contenant plusieurs thermoplastiques et a en particulier mis en évidence une possibilité de retarder la fusion des nodules de
polyamides après un vieillissement physique préalable. Ainsi la construction de diagrammes Temps Température Transformation
(sous Matlab) et la réalisation d’un couplage thermocinétique par éléments finis ont permis de proposer des cycles optimisés d’une
durée de moins de 2h, a comparé avec le cycle nominal de 4h30 en autoclave. L’étude des propriétés des plaques fabriquées sur
le pilote EdyCo de thermocompression dynamique doté d’un moule chauffé par induction (technologie Cage System de Roctool),
montre des résultats comparables à ceux obtenus pour des pièces mises en œuvre lors de cycles standards de fabrication à l’aide
du procédé autoclave.
Le pilote EDyCO, « Elaboration Dynamique de Composites Organiques », équipé de moules chauffés par induction électromagnétique, a été mis à profit pour l’optimisation de la fabrication hors autoclave de composites structuraux à matrice thermoplastique
haute température dans le cadre du projet FUI INMAT2 porté par Airbus. Ces travaux portent sur l’étude de la mise en œuvre
de deux semi-produits renforcés de carbone et à matrice PEEK par thermocompression (semi-produit poudré Pi-Preg et NCF
Comélé). Les travaux menés en 2012 ont permis d’améliorer la compréhension des phénomènes régissant les deux phases du
cycle de thermocompression que sont la phase de consolidation / imprégnation et la phase de refroidissement au cours de laquelle
se produit la cristallisation de la matrice thermoplastique. Des cycles de fabrication rapide et optimisés ont pu être proposés pour
chacun des deux produits, en prenant en considération les exigences industrielles que sont un taux de porosité faible et un taux
de cristallinité élevé. Ce résultat a notamment pu être obtenu grâce au développement d’un modèle de cristallisation isotherme et
anisotherme permettant de prédire la cinétique de cristallisation du PEEK en conditions de refroidissement rapide.
L’année 2012 a également été marquée par le démarrage d’une thèse CIFRE sur l’évaluation de deux voies de reformulations de
fibres recyclées dans des composites thermoplastiques. Ce projet en collaboration avec le centre Rapsodee utilise des fibres de
carbone issues de composites à matrices organiques traitées selon le procédé de vapo-thermolyse.
Thème : Outillages
Les études du comportement à haute température de bétons réfractaires fibrés utilisés pour la réalisation d’outillages de mise en
forme à chaud d’alliages de titane ont été poursuivies. En partenariat avec la TPE Aurock, la caractérisation du comportement en
fluage jusqu’à 1200°C a permis de mieux connaître ces comportements mais aussi d’enrichir les bases de données nécessaires à
l’identification des paramètres des modèles utilisés pour la simulation numérique d’outillages basés sur ces matériaux. Par ailleurs,
le développement et l’étude de nouvelles nuances de bétons réfractaires fibrés ont été réalisés pour leur utilisation en tant que matériaux d’outillages de mise en œuvre de composites à matrice organique (projet régional BEFICO et projet EPICEA OCBM). Les
matériaux développés sont caractérisés par un faible coefficient de dilatation et par une forte conductivité thermique. Différents
types de renforcement par fibres courtes sont considérés. Les résultats des études menées dans le cadre d’une thèse cofinancée par
la région Midi-Pyrénées ont permis d’identifier et de comprendre les effets bénéfiques de renforcements de fibres de verre et de
fibres métalliques. Les études ont concerné le comportement thermomécanique de ces nouveaux matériaux en relation avec leur
formulation, leur traitement thermique de stabilisation et en considérant les effets d’échelle. Les résultats obtenus montrent que
certains matériaux développés sont peu sensibles aux effets d’échelle du fait de combinaisons optimales de renforts.
Thème : Matériaux innovants
Après la fin de la thèse de Laura Baléa, les travaux sur le comportement des composites à renforts tricotés se sont poursuivi sur un
rythme moins soutenu. Le frottement a été introduit dans le modèle semi-analytique 2D du comportement du renfort sec permettant de reproduire les hystérésis de comportement en traction.
37
Les composites élaborés par infusion hors autoclave permettent une économie importante. Leur fabrication fait appel à d’autres
technologies de chauffage comme la table chauffante ou le chauffage infra rouge. La variation des propriétés mécaniques de
composites infusés en relation avec le procédé est étudiée en réalisant des plans d’expériences sur des composites à base de tissu
carbone quadriaxiaux (NCF) et de résine RTM6. Par ailleurs, en vue des simulations numériques à l’aide du logiciel COMSOL®,
une modélisation rhéocinétique de la résine a également été réalisée. Le chauffage infra rouge a été étudié au niveau de la faisabilité et de réalisation de pièces complexes. Il permet d’envisager des réductions de temps de cycle importantes. Un concept
innovant d’outillage destiné à cette technologie a été développé. Les moyens de simulation du chauffage ont également été
développés.
Les composites à base de polymères thermoplastiques haute température font également l’objet de travaux portant sur les répercussions de la mise en œuvre par injection sur les propriétés thermomécaniques. Cette étude est avant tout expérimentale. Ces
types de matériaux sont poussés à leur limites (taux de fibre et matrice thermoplastique très haute performance) au niveau des
performances thermomécaniques. Ce projet est associé à une valorisation des matériaux trouvés sous forme de pièces composant
le système de conditionnement d’air d’un avion. Les matériaux ont été validés et une solution sur « étagère » est disponible, des
pièces sont même en cours de développement et/ou validation.
Une deuxième voie développée concerne les granulés renforcés fibre de carbone pour le moulage par injection de pièces thermoplastiques renforcées par des fibres. Un plan d’expérience sur un matériau très performant (fortement chargé) à base de fibres
courtes a été réalisé dans ce cadre. La cristallisation du PEEK renforcé fibre de carbone a également été étudiée. Les propriétés du
matériau sont simulées au moyen de la technique d’homogénéisation. L ‘endommagement du matériau est simulé et observé expérimentalement par thermographie infra-rouge. Ces travaux font l’objet d’une participation au concours SAMPE étudiant 2013.
Le procédé PIMOC fait également l’objet de travaux. D’une part le procédé de fabrication de composite à base de fibres discontinues sous forme de coupons est mis au point. Le comportement mécanique et en endommagement du matériau a été caractérisé.
Des simulations sur une pièce de démonstrateur représentative d’une demande client ont été réalisées et comparées aux essais
expérimentaux. Une correspondance convenable a été constatée entre les deux approches. En parallèle le développement des
connaissances nécessaires à la conception des pièces fabriquées par ce procédé proche du TRANSFER est réalisé. Un projet
Epicea 2010 HYCOME (hybride composite métallique) est en cours concernant la simulation à l’aide du logiciel Moldflow® et
d’ABAQUS®. Ce projet porte sur la réalisation de pièces mariant composite et métal. Dans le cadre de ce projet, diverses formulations de « compound » ont été caractérisées d’un point de vue rhéologique si bien qu’il est désormais possible de faire des
approches en simulation de remplissage.
Les activités dédiées au développement de matériaux composites à matrice inorganique et à fibres longues ont poursuivi leur
croissance. Celle-ci est dictée par les attentes du secteur industriel de l’aéronautique dans ce domaine et dynamisée par l’important développement de compétences et de thématiques dans le domaine des procédés de mise en œuvre par la voie liquide au sein
de l’axe MaPP. En 2012, des études complémentaires ont été poursuivies, dans le cadre d’un programme de recherche collaboratif (projet FUI COMPTINN) ainsi que dans le cadre de partenariats industriels directs. Un objectif commun à ces études réside
dans le développement de nouveaux composites à matrice céramique (CMC) pouvant être mis en œuvre par la voie liquide hors
autoclave (LRI, RTM, …) et pour des applications allant des températures intermédiaires jusqu’aux très hautes températures.
Différents types de résines précéramiques sont considérés. L’étude de résines issues d’un système géopolymérique a été poursuivie dans le cadre d’une thèse réalisée dans le projet COMPTINN. Les travaux réalisés en 2012 ont notamment concerné la caractérisation approfondie du comportement rhéologique de ces résines et celle de leur écoulement au sein de préformes fibreuses.
L’étude des transformations de la matrice inorganique au sein du composite et en tenant compte des interactions fibre/matrice
a également été menée, ainsi que celle de l’impact des paramètres du procédé sur le comportement thermomécanique final. Les
résultats obtenus permettent aujourd’hui de démarrer l’activité de modélisation de la phase d’imprégnation/infiltration et d’aborder la phase d’optimisation des paramètres du procédé pour un comportement thermomécanique donné. L’importance accordée à
l’étude des transformations microstructurales qui ont lieu dans ces matériaux hétérogènes aux différentes étapes du procédé et à
l’impact de ces transformations sur le comportement mécanique a permis d’obtenir des résultats dont la portée est essentielle tant
pour optimiser le procédé que pour maîtriser la non-linéarité du comportement de ces nouveaux composites.
Une étude similaire est conduite pour optimiser la mise en œuvre par voie liquide de composites à matrice organique pyrolisable
destinés à la fabrication de composites carbone-carbone.
Mesures de perméabilités en régimes
insaturé et saturé, au sein de préformes de
fibres de carbone (projet COMPTINN)
38
L’année 2012 a également vu la poursuite d’une thèse en collaboration avec le CNES, dont les travaux concernent le développement de réfractaires inorganiques pour la réalisation de tuyères de mini-lanceurs spatiaux à propulsion hybride. Les développements réalisés se font en relation avec le comportement thermomécanique et la tenue à l’ablation de ces matériaux, sous des
sollicitations représentatives de ce domaine applicatif. Ce travail fait l’objet d’une collaboration avec le laboratoire PROMES,
au travers d’essais d’exposition des réfractaires de l’étude à des flux thermiques élevés, essais réalisés au four solaire d’Odeilho.
L’étude et le développement d’un composite destiné au blindage de structure avion se sont poursuivis en 2012 dans le cadre d’une
collaboration avec Airbus (CIFRE). Ces travaux, menés conjointement avec l’ISAE, ont pour but de définir une stratification optimale de multi-matériaux présentant une résistance à des impacts de haute énergie. Après la caractérisation en 2011 d’un certain
nombre de matériaux de référence (composites thermodurcissables et thermoplastiques, alliage de titane) sur les trois grandes
familles de moyens d’essai de l’ICA (mouton Charpy, tour de chute et canon à gaz), l’année 2012 a été consacrée à l’évaluation
de nouveaux matériaux et solutions de blindage permettant d’étendre la zone endommagée autour du point d’impact. Les différentes solutions proposées pour absorber l’énergie d’impact visent à favoriser les mécanismes de déformation de renforts et/ou de
délaminage inter-plis. A titre d’exemple, les influences de la porosité, de la nature ou de l’armure des renforts ont été investiguées
et les performances de ces solutions comparées par mouton Charpy. Courant 2013, différentes combinaisons innovantes seront
proposées et caractérisées à haute vitesse au canon à gaz.
Deux études ayant pour objet de développer des matériaux composites multifonctionnels conducteurs thermiques ont été poursuivies :
• Le premier mené dans le cadre du projet FUI THEOREM, piloté par Thales Systèmes Aéroportés vise à améliorer les propriétés de conduction thermique de composites à matrice organique destinés à la fabrication, pour des équipements embarqués, de drains thermiques, boîtiers ou meubles supports de cartes électroniques (applications Thales et Latelec). Deux principales voies d’amélioration sont étudiées en parallèle afin contribuer à une augmentation significative de la conductivité :
l’ajout de charges dans la résine pour permettre aux flux de chaleur d’atteindre les fibres de carbone, très conductrices (activité menée par le LCPO et Rescoll), et l’optimisation d’un renfort tridimensionnel en carbone pour permettre une diffusion
de la chaleur dans l’épaisseur du composite (activité menée par JTT Composites). Dans le cadre d’une thèse, la principale
contribution de l’ICA dans ce projet, a été de modéliser les propriétés thermiques de la matrice chargée afin de pouvoir
réaliser une homogénéisation à l’échelle du VER. Les difficultés liées aux résistances thermiques de contact à des échelles
très fines ont été mises en évidence à partir de modèles 3D. L’homogénéisation des propriétés de la matrice chargée a été
terminée pour des charges sphériques et est en cours de finalisation pour des charges ellipsoïdales. Les propriétés effectives
de la matrice sont utilisées dans un modèle d’homogénéisation à l’échelle mésoscopique utilisant la géométrie d’un VER
du textile (2D ou 3D). Des développements expérimentaux ont pour objectif de déterminer des propriétés des constituants
et en particulier la conductivité transverse des fibres de carbone précurseur brai.
• Le deuxième se déroule dans le cadre du projet financé par la région Midi-Pyrénées (ARCON) et d’un cofinancement de
thèse avec le CEA. Il est basé sur l’utilisation de tapis de nanotubes de carbone pour élaborer des structures spatiales architecturées conductrices thermiques.
L’année 2012 a également vu le démarrage d’une thèse CIFRE avec la société TERREAL, travail qui fait l’objet d’une collaboration avec le laboratoire Rapsodee et dont le sujet porte sur l’étude de l’influence de l’ajout de biomasses dans les mélanges
argileux sur les propriétés mécaniques et thermiques de matériaux de terre cuite pour des applications dans le bâtiment.
Groupe de recherche SUMO (Surfaces, Usinage, Matériaux, Outillages)
Les activités du groupe SUMO de l’ICA Albi ont différents aspects. D’une part, elles portent sur l’étude de lois de comportement
thermomécanique de matériaux en relation avec leur endommagement et d’autre part sur l’établissement de modèles prédictifs de
durée de vie. Ces activités mettent en relation la microstructure des matériaux avec leurs propriétés d’usage macro et microscopiques, tant volumiques que surfaciques. Les activités de SUMO ICA-Albi portent également sur des procédés avancés comme
l’emboutissage (en particuliers à chaud), le SPIF, la fonderie et la mise forme des métaux durs (SPF, etc..).
À ce titre, l’équipe développe des compétences dans le domaine des matériaux métalliques et des multi matériaux à différentes
échelles et sous différents types de sollicitations environnementales et/ou thermomécaniques, dans le domaine de la modélisation du comportement mécanique. Le couplage cyclique « comportement/endommagement » et en particulier « comportement/
endommagement/environnement » font partie des études menées au sein du groupe.
L’équipe de recherche situe donc son action à la frontière entre science, et génie des matériaux et mécanique des matériaux en
privilégiant une approche multi-physique, multi-échelle expérimentale et numérique et est constituée de trois axes :
• Axe FaMEU : Fatigue, Modélisation, Endommagement et Usure,
• Axe PUMMA : Propriétés d’Usage et Microstructures des Matériaux Avancés,
• Axe USIMEF : USInage et Mise En Forme.
Les travaux actuels s’articulent selon des axes de recherches complémentaires :
-l’étude des relations entre la microstructure et leurs propriétés physico-chimiques et thermomécaniques,
-l’étude de l’Endommagement et vieillissement sous sollicitation mécanique, thermique et environnementale
-le développement de lois de comportement et de prédiction de durée de vie des matériaux.
Les études portent sur des aciers (martensitiques, à durcissement structural, réfractaires moulés, inoxydables ferritiques, HSS),
des fontes (haut teneur en Cr, Mo), des superalliages base nickel, des alliages de titane, des matériaux revêtus (avec des systèmes
complexes type barrière thermique) ou rechargés.
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Axe Fatigue, Modélisation, Endommagement et Usure (FaMEU)
Thème : Tribologie et usure à chaud et à froid
La caractérisation du comportement des matériaux à l’usure et au frottement constitue un aspect important de nos activités.
L’accent est principalement mis sur l’étude de la relation entre la microstructure et les propriétés tribologiques de matériaux
métalliques et sur l’élaboration de loi d’endommagement sous sollicitations de frottement. Les thématiques abordées sont le
frottement à grande vitesse (application usinage), le frottement en plasticité (application forgeage), le frottement à haute température (application laminage), la mesure de résistance thermique de contact et de l’aire réelle de contact (application emboutissage
à chaud) et le frottement sous fortes sollicitations (applications aéronautiques : projet ANR Ramdamaéro). Parallèlement aux
activités de recherche, les activités contractuelles ont porté principalement sur la thématique « essais d’usure à haute température
d’outil d’emboutissage pour la mise en forme de tôle d’acier Usibor 1500 TM ».
Une thèse en collaboration avec l’INSA Lyon s’est poursuivie. Ainsi, les mécanismes de l’usure en régime quasi transitoire ou au
début de régime établi dans un test pion/disque ont été étudiés.
Étude du comportement tribologique et de l'usure à haute température :
cas de matériaux métalliques, configuration pion sur disque.
Des microcavités créées par les empreintes de micro-dureté ont permis de montrer le cisaillement des oxydes et de l’acier de base
lors de fortement d’un pion X38CrMoV5 (testé à hautes températures) sur un disque en XC18.
Dans le cadre de sa collaboration avec l’Université Fédérale D’Espirito Santo (UFES – Vitoria -), le laboratoire de tribologie a
accueilli, un chercheur Brésilien de Brésil qui a travaillé sur l’étude « relation microstructure et frottement à hautes températures
de fontes à hautes teneurs en Chrome et Molybdène ».
Thème : Modélisation du comportement et la durée de vie sous sollicitations thermomécaniques cycliques.
Des activités concernant la modélisation du comportement des matériaux ainsi que la prédiction de leur durée de vie sont développées au sein de l’équipe. Suivant le contexte et les matériaux étudiés, différentes approches sont considérées (phénoménologiques, empiriques, statistiques). La méthodologie employée est assez proche dans tous les cas. Il s’agit d’abord de développer un
cadre de modélisation et de mettre en place un certain nombre d’essais représentatifs pour identifier les paramètres des modèles.
Les lois sont ensuite implantées dans un logiciel éléments finis ce qui permet de valider l’approche en effectuant des simulations
numériques sur des structures plus complexes que l’éprouvette de laboratoire pouvant aller jusqu’à la pièce industrielle. De plus,
afin de mieux appréhender les champs de déformations induits dans ces structures, une collaboration a été mise en place avec le
groupe MICS afin d’utiliser les mesures de champs cinématiques pour identifier des lois de comportements multiaxiales.
Dans le cadre de la modélisation du comportement inélastique des matériaux, plusieurs aspects ont été développés :
• La modélisation du comportement et de la durée de vie de joints soudés pour collecteur d’échappement automobile s’inscrit
dans le cadre d’un contrat de recherche entre l’ICA, le CEMEF et Faurecia. L’objectif de cette étude consiste à développer
un outil de prédiction fiable de la durée de vie de ces structures soudées.
• En collaboration avec l’axe PUMMA et le groupe MICS, un projet Région de Recherche et de Transfert de Technologie a
été initié. Il porte sur le formage avancé de tôles d’alliage de Titane. L’objectif de ce travail est d’analyser et de comprendre
les mécanismes de déformation induits dans la tôle en réalisant une étude comparative entre les procédés d’emboutissage
et de formage incrémental. Associés aux essais de formage, à l’analyse des champs de déformation induits par les deux
procédés ainsi qu’à des observations microstructurales menées à différentes échelles, ils fourniront des données d’entrée
pour la simulation numérique des deux procédés.
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Les travaux d’une thèse menée en collaboration avec l’axe PUMMA et le groupe MICS, s’inscrivent dans le cadre du projet
région FAT et porte sur le Formage Incrémental d’un alliage de Titane T40. L’étude fait suite aux travaux d’une première thèse
sur la compréhension des mécanismes de déformation en Formage Incrémental.
Mouvement de dislocations lors d'un essai de traction in-situ en
microscopie électronique à transmission : cas du titane pour T40.
Le cœur du travail consiste à mener une étude multi-échelle sur des mécanismes de déformation induits dans la tôle. Une perspective de ce travail serait de disposer de données plus physiques que phénoménologiques afin d’alimenter des modèles de comportement. Dans le cadre de ce projet, il est question de caractériser le matériau dont le comportement est complexe pour des trajets
de chargements proches de ceux induits en Emboutissage et en Formage Incrémental.
Dans le cadre d’une thèse réalisée au sein du projet européen Tailortool, en collaboration avec l’axe PUMMA et l’axe FaMeU,
de nouveaux matériaux d’outillage utilisés dans les procédés de fonderie, de forgeage ou d’emboutissage à chaud sont étudiés.
Pour cela un travail de caractérisation est programmé adossé à des activités de modélisation. L’usage de la corrélation d’images
est en cours d’analyse sur les essais de propagation à chaud. Les données obtenues pourraient fournir des indications quant à la
pertinence des modèles numériques en fournissant la cartographie des champs de déformation en pointe de fissure et en permettant une mesure précise du COD (Crack Opening Displacement) et surtout du CTOD (Crack Tip Opening Displacement). Lors de
la première année de thèse, un travail a été réalisé sur le développement de capteurs afin de réaliser des mesures thermiques sur
moules industriels. Les données récoltées permettent de définir les conditions d’essais à considérer pour les essais de caractérisation. Une collaboration avec le groupe MICS est entamée, pour étendre ces activités au champ cinématique de déformation en
tête de fissure et aussi, pour explorer des nouvelles techniques de mesure par caméra.
Une nouvelle thèse (collaboration entre les axes FaMeU et PUMMA) a été lancée en 2011. Le travail de thèse consiste à étudier
les mécanismes de déformation de surface des outillages en acier X38CrMoV5 durant le procédé de mise en forme (plasticité
cyclique et anisotropie thermo mécanique) ainsi que de développer un modèle de comportement tenant compte de l’évolution de
cette anisotropie micro structurale. Les travaux antérieurs menés sur les aciers à outils pour travail à chaud ont toujours considéré
un comportement mécanique isotrope pour les matériaux utilisés dans la conception des outillages. Cependant, les conditions
d’utilisation peuvent générer un écoulement plastique à la surface du matériau susceptible de modifier considérablement la
réponse thermomécanique des outillages en service.
Axe PUMMA : Propriétés d’Usage et Microstructures des Matériaux Avancés
Thème : Endommagement, rupture et évolutions microstructurales en relation avec les propriétés macroscopiques
L’endommagement des matériaux métalliques lié aux mécanismes de déformation et de rupture est étudié en relation avec les microstructures approchées aux échelles d’investigation macro, micro et nanométriques. En particulier, afin de mieux appréhender
les processus de déformation de tôles de titane soumises à des sollicitations de formage incrémental, des études microstructurales
par DRX, MEB, MEB in situ couplé à de la corrélation d’images et par MET de tôles sont développées. L’objectif est de cerner
les mécanismes microstructuraux mis en jeu et d’optimiser ce procédé de mise en forme.
Les travaux de recherche sur la tenue en fatigue de l’INCONEL 718 ont été finalisés. Les travaux ont porté sur l’optimisation du
traitement thermique de ce superalliage. Globalement, de nouveaux traitements thermiques de mise en solution-trempe-revenu
ont été proposés afin d’améliorer la durée de vie en fatigue de l’alliage IN718. Les performances en fatigue de l’alliage ont été
mises en relation avec les caractéristiques microstructurales des alliages obtenus. Il a été démontré que l’on pouvait mettre en
relation la tenue en fatigue et le désaccord paramétrique entre les phases durcissantes et la matrice austénitique de l’alliage. Les
travaux de thèse ont été récompensés par la SF2M aux journées annuelles 2012 à Paris par l’attribution du 2ème prix BODYCOTE.
Les travaux de thèse d’Inès Souki sur les relations entre la microstructure et le comportement en rupture d’acier X38CrMoV5
élaboré à partir de différents traitements thermiques ont permis de montrer l’importance de la précipitation de carbures sur les
propriétés de ténacité et de propagation de fissures. Modifier la température de revenu, qui influence directement la dureté de
l’alliage, se traduit par un changement très important des propriétés de propagation des fissures. Puisque qu’aucune modification
de la taille de grain ou de la morphologie des lattes martensitiques ne se produit, la modification mesurée des paramètres de la loi
de propagation est attribuée à un changement de la distribution et de la fraction volumique des carbures analysés par diffusion des
neutrons aux petits angles (DNPA) réalisées au Laboratoire Léon Brillouin du CEA Saclay. Les conclusions obtenues permettent
d’envisager une possibilité de découpler les propriétés de résistance mécanique et de vitesse de propagation dans des nuances où
les différentes populations de carbures sont bien identifiées et maîtrisées.
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Relation microstructure - déformation en formage incrémental du titane T40 : Les travaux sur les relations entre la microstructure
de déformation et le procédé de formage incrémental (SPIF) du titane se sont poursuivis dans le cadre d’une thèse en collaboration avec le CEMES-CNRS. En particulier, les microstructures, les textures et les mécanismes de déformation générés et activés
lors d’essais de traction uniaxiale ont été étudiés. Une anisotropie significative et une forte texture ont été mises en évidence et
les systèmes de glissement ont été identifiés grâce à des essais post-mortem et des essais de déformation in situ en microscopie
électronique en transmission. Par ailleurs, les évolutions microstructurales induites par le procédé SPIF ont été comparées à celles
obtenues lors des essais de traction simples. En plus des glissements de dislocations mis en évidence en traction, des déformations
par maclage intense, liées en particulier à la vitesse de déformation importante et à l’existence de contraintes de compression dans
l’épaisseur de la tôle, caractérisent la mise en forme par SPIF.
Thème : Modélisation et simulation thermodynamique et/ou cinétique en phases solides et Mécanismes de déformation Les propriétés des matériaux structuraux sont liées à la microstructure développée lors de leur élaboration, de leur mise en forme
thermomécanique, de leur traitement thermique, de leur traitement de surface ou encore de leur vieillissement en service. Dans
le cas des aciers martensitiques revenus, deux approches sont suivies: d’une part, la simulation, à l’aide du code MATCALC®,
de la précipitation d’aciers martensitiques revenus au cours du traitement thermique et d’autre part, la recherche des causes des
propriétés mécaniques remarquables d’aciers pour le secteur aéronautique. En 2012, les études réalisées sur les aciers durcis
conjointement par précipitation d’une phase intermétallique et de carbures de molybdène ont été finalisées et ont donné lieu à
une soutenance de thèse, 2 publications dans des revues internationales et 3 communications. Les avancées majeures concernent
d’une part les résultats obtenus en collaboration étroite avec l’équipe qui développe le logiciel de simulation thermocinétique
MATCALC® et d’autre part, la compréhension des mécanismes physiques dans les premiers stades de précipitation.
En effet, les travaux de Cédric Bellot ont permis d’une part de comprendre les causes des écarts simulation/expérience pour les
natures chimiques, taille et fraction volumique des précipités de la gamme d’aciers étudiée et d’autre part de proposer deux avancées majeures : D’une part, une base de données thermodynamique a été optimisée en collaboration avec l’université de Vienne
pour la gamme de composition chimique et de température visée. D’autre part, l’introduction astucieuse dans la simulation
d’outils qui permettent de prendre en compte la ségrégation du carbone sur les dislocations issues de la trempe ont permis de faire
progresser la modélisation pour les premiers stades du revenu.
Par ailleurs, une séquence de précipitation originale a été mise en évidence au cours du revenu d’aciers à très haute résistance
mécanique. En effet, la précipitation de carbures de taille nanométrique qui durcissent la matrice est obtenue sans formation au
préalable de carbures de fer, cette étape étant donc « court-circuitée ». L’avantage majeur d’éviter la formation de carbures de fer,
peu « durcissant » et répartis de manière hétérogène dans la matrice est d’améliorer considérablement le compromis résistance
mécanique – ténacité. De plus, des études récentes ont montré que la teneur en cobalt pouvait être fortement diminuée par l’ajout
d’aluminium en favorisant ainsi la formation d’intermétalliques FeNiAl en début de revenu. La conséquence est un gain financier
sensible par rapport aux nuances plus classiques à forte teneur en Cobalt. Enfin, la compréhension des mécanismes mis en jeu lors
de la séquence « originale » de précipitation au revenu ouvre un champ large pour générer de nouvelles compositions d’aciers
spéciaux. Cette perspective ambitieuse est dorénavant clairement affichée pour du court terme.
Une étude sur la relation entre la microstructure et traitement thermique de l’alliage base nickel PER 72 (projet COMMEDAT
720) est débutée. Le PER 72 est un alliage à forte teneur en phase durcissante g’ utilisé pour la fabrication des disques de turbines.
Un des points critiques du processus de fabrication concerne le traitement thermique et plus précisément les opérations de mise
en solution et trempe. Les liens entre la microstructure et les propriétés mécaniques à différentes températures et les vitesses de
refroidissement de trempe thermique sont étudiés pour optimiser les caractéristiques. Un dispositif expérimental capable de reproduire les cycles thermomécaniques subis par les pièces au cours de la trempe a été mis au point.
Les premiers essais de traction pendant la trempe d’éprouvettes ont été réalisés afin de comprendre l’évolution de la microstructure lors du traitement thermique et le lien de ces modifications avec l’évolution des propriétés mécaniques. En particulier, afin
de limiter les phénomènes de tapures, la solution d’une trempe étagée permettant d’éviter un passage par la température ambiante
et donc des gradients thermiques trop importants a été envisagée. Industriellement, cette solution semble prometteuse. Le passage par une trempe air jusqu’à température ambiante permet d’obtenir des propriétés mécaniques en traction plus élevées. Si la
trempe étagée semblait diminuer le phénomène de tapure, des évolutions sur la microstructure sembleraient avoir une influence
non négligeable sur les propriétés mécaniques.
Des études ont été menées dans le cadre du développement d’un procédé de brasage pour la cogénération d’électricité et de chaleur à partir de cellules photovoltaïques. Il s’agit de chercher à appliquer la technologie de la concentration photovoltaïque (CPV)
au bâtiment et plus particulièrement aux toitures plates, peu inclinées ou à faible portance pour bénéficier d’un coût de production
du kWh électrique plus avantageux. Il s’agit de concevoir des systèmes CPV en partenariat avec des laboratoires et des industriels
qui auront la maîtrise des briques technologiques élémentaires (optique, cellule photovoltaïque, liaison thermique, …). L’ICA-A
a apporté son expertise dans le domaine des matériaux pour définir et caractériser la liaison entre la cellule photovoltaïque et le
support dissipateur. Cette liaison doit assurer un bon transfert thermique entre les cellules et le support dissipateur en aluminium,
l’interconnexion électrique entre les cellules, la tenue mécanique en intégrant les dilatations différentielles des matériaux, l’isolation électrique.
Une géométrie a été adoptée pour le montage des cellules photovoltaïques sur l’échangeur thermique. L’originalité de cette solution, réside dans l’utilisation du brasage de la cellule photovoltaïque sur de larges barrettes de cuivre afin d’assurer la connexion
électrique mais aussi une importante surface d’échange thermique avec le dissipateur. Le type de brasure retenu a été choisi afin
d’éliminer les brasures au plomb. Ce choix implique une augmentation de la température de brasage pouvant être néfaste sur
la tenue des cellules photovoltaïques. Les cycles de brasage mis au point ont permis de conserver leur efficacité. Ces résultats
permettent d’envisager le montage de premiers prototypes dont l’efficacité sera la garantie de la pérennité de la société Idhelio.
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Thème : Endommagement et vieillissement sous sollicitations mécaniques, thermiques et environnementales
Des endommagements ou des vieillissements rédhibitoires des matériaux peuvent se produire en relation avec les conditions
spécifiques d’utilisation qui se traduisent par une combinaison, souvent complexe, de sollicitations d’ordre mécanique, thermique
et environnemental.
Les travaux sur la durabilité en oxydation cyclique des barrières thermiques synthétisées par voie sol-gel se sont poursuivis en
collaboration étroite avec le CIRIMAT. L’accent a été mis sur l’optimisation du traitement thermique de frittage et sur les procédés de rechargement du réseau de fissures, inhérent à la voie sol-gel, par trempage (dip-coating) ou pulvérisation (spray-coating).
Les premiers résultats montrent l’intérêt, en terme de durabilité, de colmater les fissures et démontrent qu’un renforcement significatif de la barrière thermique est ainsi obtenu. Des barrières thermiques ont également été élaborées en incorporant des dopants
de terres rares afin de prouver la faisabilité de mesures de température par phosphorescence en collaboration avec l’Université
de Cranfield et la société STS (UK). L’avancée des travaux de thèse en cours ont d’une part inspiré le dépôt du projet européen
TURBI-REP sur la réparation des aubes de turbine et d’autre part permis le lancement d’un projet de recherche en collaboration
avec le CIRIMAT sur la tenue aux CMAS de barrières thermiques sol-gel.
Les activités de fatigue isotherme et non-isotherme, thermique et thermomécanique se sont poursuivies (collaboration avec axe
FaMEU). En particulier, l’étude de l’effet de l’environnement sur la durée de vie en fatigue thermique a fait l’objet d’une attention
particulière. Les essais de fatigue thermique sur pistons ont été initiés avec PSA. Ces études se poursuivent en 2012. Un banc
de fatigue thermique a été spécifiquement développé. Les travaux sur la propagation de fissure en fatigue sur des éprouvettes à
épaisseur réduite se sont également poursuivis (aciers à outils X35CrMoV5).
Les travaux systématiques sur la résistance de différents alliages métalliques (bases nickel et bases fer) au « métal dusting » ont
été menés. Le projet ANR Genhstok a permis le développement d’un moyen d’essai original permettant de tester de nombreux
matériaux en corrosion et en particulier sous atmosphère carburante, entraînant une dégradation communément appelé « Metal
Dusting ». Ce mode de dégradation chimique des matériaux métalliques est très lent, d’où l’intérêt d’avoir développé un banc
d’essai permettant de tester de nombreux matériaux simultanément.
A ce jour, deux atmosphères différentes ont été testées en faisant varier le potentiel carbone du mélange gazeux avec des temps
d’essais allant jusqu’à 4000 heures. La littérature tente de définir un lien entre composition chimique et résistance au « métal
dusting » lié en particulier à la teneur en chrome et nickel mais ce paramètre est trop simple pour guider le choix « du » matériaux
le plus résistant. Les nombreux résultats obtenus vont permettre de mieux comprendre les mécanismes de dégradation mis en jeu.
Le premier type d’atmosphère testé avait un potentiel carbone très bas de 0,2, correspondant à l’atmosphère rencontrée dans le
projet Genhstok. Les 15 nuances d’alliages testées montrent des comportements très différents malgré des compositions parfois
peu éloignées. Les premières analyses révèlent l’importance d’éléments comme le niobium, le molybdène et le tungstène. L’état
microstructural (taille de grain, orientation cristalline, précipitation) semble également jouer un rôle important. Les prises de
masse de différents alliages métalliques jusqu’à plus de 4000h, dans une atmosphère avec une activité en carbone de 0,2, ont été
obtenues et comparées. Dans cette atmosphère, le mécanisme de dégradation est bien identifié comme étant du « metal dusting ».
Axe USIMEF : USInage et Mise En Forme
Thème : Chaîne numérique de la conception et la tenue en service des outillages.
Les outils d’emboutissage et découpage (poinçonnage, cisaillage) utilisés dans l’industrie pour les opérations de mise en forme
sont de plus en plus souvent soumis à des sollicitations mécaniques et thermiques sévères. L’axe USIMEF apporte sa contribution sur le thème dimensionnement mécanique des outils de mise en forme associé au projet de recherche EMOA (Excellence en
Maîtrise des Ouvrants Automobiles) du pôle de compétitivité ID4Car (une thèse en cours à l’ICA d’Albi).
Les activités ont été poursuivies sur le second thème du projet EMOA concernant le dimensionnement des bâtis d’outil d’emboutissage avec la prise en compte du comportement en fatigue à endurance limitée (105 à 107 cycles) de la fonte GJS 600-3. L’effet
de différents rapports de charge (Pmin/Pmax) rencontrés sur un outillage et l’approfondissement des aspects de modélisation ont
permis de proposer une méthodologie de calcul de la durée de vie en fatigue.
Sur le premier thème de notre contribution au projet EMOA concernant les outils de cisaillage, un bon accord a été constaté pour
des modèles de simulation numérique aux éléments finis pour la prévision de la composante normale de l’effort de cisaillement.
Un écart important subsiste pour la prévision du déplacement à effort normal maximal. Une raison pouvant expliquer cet écart est
la relative souplesse du montage expérimental qui en se déformant conduit à une perturbation du jeu initial favorisant l’apparition
d’un couplage entre cisaillement et flexion de la tôle. L’effet majeur de la nuance d’acier des tôles (DC04, E220BH, DP500) sur
les efforts est mis en évidence. Les influences de la vitesse de déformation et la direction de découpe par rapport à celle de laminage ont été observées. La prise en compte dans les modèles de comportement devra conduire à la proposition d’un écrouissage
viscoplastique et d’un critère de plasticité anisotrope pour les matériaux de tôles.
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Groupe de recherche MICS (Métrologie, Identification, Contrôle et Surveillance)
Axe 1 : Méthodes optiques innovantes pour la métrologie dimensionnelle et thermique
Thème « Vision artificielle pour la photomécanique, le CND et la surveillance »
Le groupe MICS a acquis une grande expérience en matière de mesure de formes/déplacements/déformations par corrélation
d’images et en particulier par stéréo-corrélation (pour des mesures 3D), pour résoudre un large spectre de problèmes allant de
l’échelle macro à l’échelle micro/nano.
Ces dernières années, nos travaux ont porté sur le développement d’une approche multi-caméras, basée sur l’utilisation d’un
grand nombre de caméras fixes (nous avons mené une expérience avec 8 caméras), qui permet d’analyser de grandes surfaces
(plusieurs m2), de mesurer la forme complète d’un objet (caméras disposées autour de l’objet), et de diminuer les incertitudes de
mesure du fait de la redondance d’information. Nous avons également participé au développement d’un capteur de numérisation
3D porté à la main qui permet de numériser de façon simple, rapide et exhaustive (forme complète) des objets pouvant contenir
dans un volume de 1m3 environ [collaboration avec la Sté NOOMEO].
Dans le cadre d’un projet AEROSAT (projet CAAMVis) porté par NOOMEO, et en collaboration avec AEROLIA, Kineo CAM et
le LAAS-CNRS, nous avons engagé en 2012 des travaux sur l’inspection robotisée d’assemblages mécaniques aéronautiques par
vision artificielle. Il s’agit de contrôler des tronçons de fuselage (présence/absence de supports, conformité géométrique des fixations, désaffleurements, etc.) à partir d’un robot mobile (équipé d’un bras manipulateur) portant un capteur de numérisation 3D
spécifique développé par NOOMEO (double tête stéréoscopique permettant de disposer à la fois d’un champ large et d’un champ
plus focalisé). NOOMEO avait déjà développé une méthode d’inspection basée sur l’exploitation des données 3D fournies par le
capteur. Pour accélérer l’inspection, nous développons actuellement une approche couplée vision 2D/vision 3D qui exploite au
mieux les images disponibles (diagnostic d’inspection sur la base de l’analyse d’images 2D lorsque cela est possible et suffisant)
[thèse Ilisio Viana démarrée en 2012].
Un projet FUI14 (projet AIR-COBOT) porté par AKKA Technologies, et en collaboration avec EADS IW, 2MoRO Solutions,
M3 Systems, Sterela et le LAAS-CNRS a été accepté en 2012 et démarre début 2013. Il s’agit de développer un robot mobile
collaboratif (cobot), autonome dans ses déplacements au sol, capable de réaliser l’inspection visuelle d’un aéronef lors de petite
ou grande maintenance en hangar ou en phase de pré-vol sur un tarmac d’aéroport. Le cobot est équipé de capteurs pour assurer
sa navigation ainsi que d’un ensemble de capteurs optiques constituant une «tête d’inspection» (caméras visible et infrarouge,
capteur de vision stéréoscopique, profilomètre laser, etc.), montée sur un mat télescopique, dédié à l’inspection de l’avion (vérification de l’intégrité de la structure, des moteurs et des éléments mobiles permettant de diriger l’aéronef). Notre activité principale porte sur la définition des capteurs qui seront embarqués sur la tête d’inspection pour pouvoir inspecter l’aéronef (détection
de dommages : perforation/enfoncement d’une partie de la structure ou des éléments mobiles, situation anormale comme par
exemple une trappe restée ouverte, etc.) et sur l’exploitation des informations délivrées par la tête d’inspection (images visible et
infrarouge, nuages 3D, etc.) en vue d’établir un diagnostic sur l’état de l’aéronef.
En usinage grande vitesse, et tout particulièrement en phase de mise au point de la gamme d’usinage, il est primordial de pouvoir
garantir la non collision entre la tête d’usinage et son environnement. En 2012, nous avons poursuivi nos travaux en collaboration
avec l’IUT de Figeac, visant à développer un système de vision artificielle (caméras) « bas-coût » pour le contrôle tridimensionnel
de montages d’usinage en UGV [thèse Bilal Karabagli démarrée en 2010].
Avec la soutenance de Florian Bugarin, nous avons, en 2012, finalisé notre collaboration avec le groupe « Méthodes et Algorithmes
en Commande » du LAAS-CNRS. Initiée en 2009, cette collaboration avait pour but d’étudier des méthodes d’optimisation globales émergentes en vue de résoudre des problèmes rencontrés en vision 3D multi-images. Ces problèmes sont en général non
convexes et classiquement résolus à l’aide de méthodes d’optimisation locale. Ces méthodes ne convergent généralement pas
vers le minimum global et nécessitent de fournir une estimée initiale proche de la solution exacte. Les méthodes d’optimisation
globale permettent d’éviter ces inconvénients. L’optimisation polynomiale basée sur la théorie des moments présente en outre
l’avantage de prendre en compte des contraintes. Après avoir appliqué l’optimisation polynomiale sur des problèmes classiques,
tels que l’estimation de la matrice fondamentale ou la minimisation des distorsions projectives liées au processus de rectification
d’images, nous avons proposé une nouvelle approche permettant de résoudre la minimisation d’une somme d’un grand nombre de
fractions rationnelles. De plus, sous certaines hypothèses de « faible couplage » ou de « parcimonie » des variables du problème,
nous avons montré qu’il est possible de considérer un nombre important de variables (>100) tout en conservant des temps de
calcul raisonnables. Nous avons appliqué cette nouvelle méthode de résolution aux problèmes de reconstruction 3D multi-vues
avec et sans distorsions radiales. Ces applications ont montré que le minimum global pouvait accroître la précision dans des cas
dégénérés. Cette thèse a obtenu le prix Léopold Escande 2012 récompensant les meilleures thèses de l’année 2012 de l’Institut
National Polytechnique de Toulouse.
Enfin, nous sommes toujours fortement impliqués dans le Groupe de Recherche GDR 2519 « Mesures de champs et identification
en mécanique des solides » du CNRS, au sein duquel nous co-animons, dans le groupe de travail « Caractérisation des méthodes
de mesure/performances métrologiques », l’activité liée aux méthodes de corrélation d’images. Pour ce troisième quadriennal
(2011-2014), les activités sont orientées sur l’évaluation des erreurs en stéréo-corrélation. Deux approches sont menées en parallèle : une approche de type benchmark expérimental, basée sur une inter-comparaison des mesures de forme / déplacement d’un
objet « étalon », et une étude de sensibilité à partir d’images stéréoscopiques synthétiques. Cette année 2012 a été consacrée au développement des outils de travail, à savoir un montage et un objet « étalon » pour le benchmark expérimental, et un outil logiciel de génération d’images stéréoscopiques synthétiques basé sur une technique de lancer de rayon et permettant la construction
d’images stéréoscopiques de mouchetis et de mires adaptées aux différents systèmes de stéréo-corrélation de la communauté
photomécanicienne Française.
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Thème « Instrumentation par capteurs à fibre optique »
Depuis quelques années maintenant nous mettons en œuvre les capteurs à fibre optique à réseaux de Bragg (FBG) pour la mesure
de déformations et de température, principalement pour le suivi de fabrication des composites à matrice organique voie liquide
(RTM, infusion). Les travaux sur le découplage par l’utilisation de capteurs à courte et longue période (FBG/LPG) ont été publiés
en 2012 dans Polymer Testing. Nous avons récemment porté nos efforts sur le développement d’un capteur de suivi de cuisson par
réfraction de Fresnel, la connaissance du degré de conversion étant nécessaire aﬁn de pouvoir analyser correctement les informations de température et de déformation provenant des capteurs FBG. A l’aide de ce capteur en bout de fibre, l’analyse de plusieurs
scénarii de cuisson de résine époxy (isotherme et anisotherme) a pu être menée à partir des résultats expérimentaux provenant
du capteur de Fresnel couplés à un modèle thermocinétique de réticulation. Une fois connue l’avancement des réactions, il est
possible d’évaluer les déformations induites de cuisson. On montre notamment qu’il n’est pas possible d’évaluer correctement
le retrait chimique de cuisson par FBG car le transfert des contraintes ne se fait que tardivement. Par contre, les FBG sont bien
adaptés à l’estimation du coefficient de dilatation thermique de la résine vitrifiée, quel que soit leur degré de cuisson, et donc des
déformations résiduelles d’origine thermo-mécanique. Les travaux futurs devraient s’orienter vers le suivi de cuisson d’autres
systèmes thermodurcissables, et par la caractérisation des contraintes résiduelles de mise en œuvre de composites à matrice thermoplastiques.
Thème « Mesures de champs de températures vraie par thermographie et radiométrie infrarouges »
La thermographie fournit a priori uniquement une mesure de champ de températures de luminance (température apparente). La
détermination du champ de températures vraies implique, en plus, la connaissance de l’émissivité de surface de l’objet étudié.
Cependant, cette propriété dépend de plusieurs facteurs : la température, la direction du rayonnement, l’état de surface et la longueur d’onde. Il est difficile d’extrapoler la valeur de l’émissivité à partir de données issues de la littérature ou de mesures préalables réalisées lors d’un étalonnage. En effet, les conditions de caractérisation correspondent rarement aux conditions de mesure.
Afin de considérer les possibles évolutions de l’émissivité lors de la mesure, l’approche proposée est de mesurer en ligne ce paramètre par une technique de réflectométrie bidimensionnelle. Cette mesure du champ d’émissivité est ensuite fusionnée avec la
mesure du champ de température de luminance pour déterminer le champ de températures vraies de l’objet avec une précision de
l’ordre du degré. Cette approche a fait l’objet de la thèse de Rémi Gilblas qui a été soutenue en octobre 2012. Dans ce cadre, un
prototype de thermoréflectomètre a été développé. Celui-ci repose sur une caméra InGaAs opérant sur la bande spectrale 0.9-1.7
µm équipée de deux filtres à bandes étroites centrés sur 1.3 et 1.55 µm ainsi que deux lasers centrés sur ces mêmes longueurs
d’onde.
Le dispositif a été testé avec succès au centre technique d’Areva sur la mesure de champs de températures vraies sur des échantillons de tungstène. Les résultats de ces travaux ont été publiés dans la revue Scientific Instrument.
Thème « Mesure couplées de températures et de déformations à chaud »
Ce thème s’est poursuivi cette année avec la soutenance de la thèse d’Anthony Delmas intitulée : « Contribution à l’étude de
l’effet mirage : application aux mesures dimensionnelle et thermique par caméras visible, proche infrarouge et infrarouge » (thèse
préparée en co-tutelle entre l’ICA-A et l’institut Von Karman à Bruxelles).
La fin de ce travail a permis de consolider les points suivants : chaîne logicielle permettant la simulation d’un écoulement convectif à haute température, dans notre cas la génération d’un panache axisymétrique au-dessus d’un disque chaud (T pouvant être supérieure à 800°C). Puis utilisation du champ de température 2D axisymétrique obtenu via le logiciel de CFD Fluent associé à la loi
de Gladstone-Dale dans un code de lancer de rayons permettant de prédire les distorsions géométriques introduites par le champ
convectif autour d’un objet à haute température. Le travail a également porté sur la quantification des erreurs engendrées par le
panache chaud lui-même (l’air chaud contient naturellement du CO2 et de la vapeur d’eau, espèces actives dans l’infrarouge).
Ainsi on a pu distinguer :
• Les distorsions géométriques mesurées par BOS dans le visible, le proche IR et l’infrarouge entre 0.4 à 14 µm (liées aux
déviations des rayons lumineux dans le panache d’air chaud autour de l’objet du fait des variations d’indice de réfraction).
• Les « distorsions » thermiques liées à la contribution du panache chaud en termes d’émission propre.
La thèse propose également une première approche de reconstruction de champs d’indice de réfraction sur la configuration axisymétrique étudiée à l’aide de la transformée d’Abel, méthode visant in fine à corriger les images à l’aide du logiciel de lancer de
rayons. Nous présentons dans ce qui suit quelques images représentatives de ce travail :
Champ de température et de déplacement
d'un panache convectif au-dessus d'un disque
métallique chaud : expériences et modélisations
(thèse d'Anthony Delmas)
45
Thème « Modélisation de l’interaction du rayonnement infrarouge/matériaux, caractérisation de propriétés radiatives »
Ce thème a vu en 2012 la soutenance de thèse de Sawsane Nakouzi (partenariat Toshiba Lighting). Cette thèse a permis de caractériser complètement le procédé de chauffage/cuisson de plaques composites obtenues via le procédé LRI :
Cuisson par infrarouge de composites (thèse de Sawsane Nakouzi)
Durant ce travail, le matériau composite a été entièrement caractérisé (physico-chimie, propriétés optique et thermique, aspects
mécaniques) afin de permettre la modélisation du chauffage IR de la plaque en terme de puissance rayonnée par les irradiants
(lampes Halogènes), les échanges radiatifs entre les lampes et la plaque puis le calcul des champs thermiques dans la plaque
(dans COMSOL®). Le modèle développé intègre également un couplage avec module décrivant l’avancement de la réaction de
réticulation durant la cuisson de la plaque. Le modèle initial de prédiction de l’éclairement reçu par la plaque utilisait le logiciel de lancer de rayons développé au laboratoire (approche « référence »). Ce calcul a pu être également fait par le biais d’un
modèle de radiosités (approche simplifiée du Four) permettant une diminution significative des temps de calcul par rapport au
lancer de rayons. Cette diminution des temps de calcul a permis d’intégrer dans la boucle de calcul une étape d’optimisation sous
contraintes de l’éclairement reçu sur la plaque (zoning ou homogénéisation des températures) afin d’améliorer la cuisson de nos
échantillons tests notamment pour une première pièce en 3D. Enfin, les échantillons produits par cette approche « infrarouge »
de la cuisson ont été testés mécaniquement afin de comparer leurs performances à des échantillons obtenus à l’aide de systèmes
de cuisson plus classiques comme par exemple une table chauffante. Cette thèse a donc permis de mettre en évidence des potentialités nouvelles offertes par l’utilisation maîtrisée du chauffage IR dans le cadre de la mise en œuvre de matériaux composites.
Thématique émergente au sein du laboratoire : la mesure de températures par technique de luminescence. Cette technique,
qui a été initiée durant la thèse de Lisa Pin (soutenue également en décembre 2012), a permis de tester la faisabilité d’un matériau « fonctionnel », en l’occurrence ici une barrière thermique à l’aide de la technique sol-gel. Cette technique a permis, en
collaboration avec le CIRIMAT, de construire un système multicouches alternant couche de ZrO2 et couches de dopants (oxydes
de terres rares / Samarium et Erbium) dans le but de produire un capteur de température intégré à la couche « utile » de ZrO2
utilisée comme barrière thermique sur les aubes de turbine de moteur d’avion. L’intérêt d’un tel système est double pour les tests
en laboratoire :
• Accès de façon dynamique au gradient de température dans l’épaisseur de la barrière thermique. Ce paramètre est très
important pour la compréhension des mécanismes d’endommagement de la barrière mais il est a priori peu accessible par
d’autres méthodes optiques (exemple : infrarouges). La technique utilisée consiste à exciter localement la barrière thermique à l’aide d’un laser UV pulsé dont la longueur d’onde est centrée sur 266 nm et à mesurer le temps de décroissance
du signal de luminescence, par exemple sur une raie d’émission de ce signal (généralement dans le visible) en fonction de
la température du milieu hôte qui contient la couche de dopants. Cette approche réalisée à plusieurs températures permet
de construire pas à pas une courbe d’étalonnage temps de décroissance=f(T°C) pour le dopant considéré, dans nos travaux
préliminaires le samarium entre 700 et 1000K.
• Exploitation du spectre d’émission d’un autre dopant : l’erbium dont le spectre présente un pic isolé (autour de 560 nm)
assez fin (< 10 nm pour la largeur à mi-hauteur du pic) pour être utilisé a priori comme un marqueur potentiel d’endommagement (étude de l’élargissement du pic de référence) au cours du cycle thermique de la barrière thermique.
Dans le cadre de la thèse de Myriam Dauphin (partenariat Valéo), nous nous sommes attachés, pour la partie mesures à progresser sur la détermination de la température de filament des lampes d’éclairage type P21 utilisées dans les phares d’automobile.
Température qui permet de calculer dans un second temps les flux radiatifs émis par la lampe vers les différentes parties du phare.
Deux méthodes sont en cours de tests :
• Une méthode directe (en cours de finalisation) basée sur un spectromètre à fibre optique dont l’ouverture vise une partie
du filament. L’acquisition d’un spectre de référence sur une lampe étalon (température connue) permettra de connaître par
comparaison la température (locale) du filament.
• Une méthode indirecte basée sur la mise en œuvre de la thermographie IR : la lampe éclaire une plaque en polymère
noire (opaque et choisie de façon à répondre comme un solide à faible nombre de Biot par rapport à l’épaisseur de la
plaque) couplée à une observation en face arrière à l’aide d’une caméra IR fonctionnant entre 7,5 et 13 µm. Celle-ci a
permis d’ores et déjà d’accéder dynamiquement à la répartition spatiale de l’éclairement reçu sur la plaque en face avant
et d’estimer à 2% près la température de filament autour de 2900 K. Cette méthode paraît donc plus intéressante en terme
d’éclairagisme et pourrait, après amélioration (notamment une caractérisation fine des incertitudes de mesure), être utilisée sur banc d’essai industriel car elle nécessite peu de moyens lourds.
46
Axe 2 : Identification et contrôle de propriétés thermiques et mécaniques
Thème « Comportement et état de santé des matériaux et des structures : caractérisation par mesures de champs et
CND »
Nous poursuivons les études expérimentales concernant la caractérisation du comportement de tôles de Titane T40 mises en forme
par le procédé de formage incrémental asymétrique simple point [thèse de Yannick Balcaen, en collaboration avec le groupe
SUMO, dans le cadre du projet RTT Midi-Pyrénées Formage Avancée du Titane (FAT)]. Ces dernières années, les mesures par
corrélation d’images en imagerie rapide ont permis de mener une caractérisation à l’échelle locale, c’est-à-dire celle du poinçon :
le procédé de FI impose des chemins de déformation particulièrement complexes et présentant une déformation plastique cyclique
en traction-compression, avec des vitesses de déformation importantes et très localisées autour du poinçon. La dernière partie du
travail de thèse de Yannick Balcaen, qui devrait être soutenue mi-2013, aborde la relation entre les sollicitations macroscopiques
et leurs manifestations à l’échelle de la microstructure du matériau (arrangements des dislocations et systèmes de maclage).
Une autre étude basée sur des mesures par stéréo-corrélations d’images a aussi été menée entre 2010 et 2012, en collaboration
avec le groupe MSC (Gilles Dusserre et Thierry Cutard) et la société Aurock (Fabien Nazaret) sur des bétons réfractaires renforcés de fibres métalliques, matériaux déjà bien expérimentés au laboratoire. Cette étude a permis de caractériser expérimentalement l’asymétrie du fluage en flexion à haute température de ces bétons réfractaire et vient d’être publiée en 2012 dans le Journal
of the European Ceramic Society.
Thème « Identification de paramètres de modèles de comportement à partir d’essais hétérogènes et de mesures par corrélation d’images »
Les mesures de champs par corrélation d’images fournissant un grand nombre de données, leur utilisation efficace pour l’identification du comportement des matériaux nécessite la mise en œuvre de méthodes spécifiques. Parmi celles-ci, nous nous intéressons
principalement à la méthode dite de recalage de modèle éléments finis (FEMU). Les résultats de cette méthode, appliquée une première fois dans des travaux en collaboration avec Vincent Velay (du groupe SUMO) et visant à identifier des paramètres de plasticité d’un alliage 2024T3 à partir d’essais statiquement indéterminés, ont été publiés en 2012 dans le Journal of Strain Analalysis.
Cette approche d’identification inverse à partir de mesures de champs se poursuit dans le cadre de la thèse de Christoph David,
débutée en 2011, en collaboration avec Jean-Noël Périé et Jean-Charles Passieux de l’ICA-UPS. Dans ce travail, l’originalité
vient du fait qu’on utilise une approche multi-échelles (donc multi-résolution) pour identifier les paramètres constitutifs (élastique
orthotrope) d’un composite stratifié, à partir de l’essai classique de plaque perforée en traction uniaxiale. La mesure en champ
lointain (c’est-à-dire à l’échelle de la structure) fournit les conditions aux limites pertinentes pour les calculs FEM. Les mesures
en champ proche, d’une part focalisent sur les zones qui font réagir la structure, afin d’augmenter la sensibilité de la méthode, et
d’autre part assurent des incertitudes de mesure acceptables puisque la résolution spatiale est grande. Reposant sur une technique
de corrélation 2D globale avec une description cinématique basée sur des fonctions de forme EF, la méthode FEMU que nous
développons utilise donc qu’un seul et unique maillage raffiné si besoin, ce qui permet aussi de s’affranchir des erreurs d’interpolation. Dans le futur, la méthode d’identification sera intégrée à la minimisation de la fonctionnelle relative à la mesure, et les
travaux porteront sur l’application à un modèle de comportement plus riche (endommagement par exemple).
47
RÉSULTATS SCIENTIFIQUES
SENTENAC Thierry, GILBLAS Rémi, HERNANDEZ
Daniel, LE MAOULT Yannick
Bi-color near infrared thermoreflectometry : a method for
true temperature field measurement
REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, vol.83, n° 12,
art. 124902, 2012
Articles de périodiques (revues internationales)
DELAGNES Denis, PETTINARI-STURMEL Florence,
MATHON Marie-Hélène, DANOIX Raphaele, DANOIX
Frédéric, BELLOT Cédric, LAMESLE Pascal,
GRELLIER André
Cementite-free martensitic steels : a new route to develop high strength/high toughness grades by modifying the
conventional precipitation sequence during tempering
ACTA MATERIALIA, vol.60, n° 16, p.5877-5888, 2012
SHAHZAD Majid, CHAUSSUMIER Michel, CHIERAGATTI Rémy, MABRU Catherine, REZAI-ARIA
Farhad
Effect of sealed anodic film on fatigue performance of 2214T6 aluminum alloy
SURFACE AND COATINGS TECHNOLOGY, vol.206, n°
11-12, p.2733-2739, 2012
NJIONHOU KEPNANG Alvine, BERTHET Florentin,
CASTANIE Bruno, BOUVET Christophe
Relationships between LRI process parameters and impact
and post-impact behaviour of stitched and unstitched NCF
laminates
APPLIED COMPOSITE MATERIALS, vol.19, n° 6, p.885899, 2012
LE ROUX Sabine, BOHER Christine, PENAZZI Luc,
DESSAIN Christine, TAVERNIER B.
A methodology and new criteria to quantify the adhesive
and abrasive wear damage on a die radius using white light
profilometry
TRIBOLOGY INTERNATIONAL, vol.52, p.40-49, 2012
PERRUT Mikaël, MATHON Marie-Hélène, DELAGNES Denis
Small-angle neutron scattering of multiphase secondary
hardening steels
JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE, vol.47, n° 4,
p.1920-1929, 2012
BOHER Christine, LE ROUX Sabine, PENAZZI Luc,
DESSAIN Christine
Experimental investigation of the tribological behavior and
wear mechanisms of tool steel grades in hot stamping of a
high-strength boron steel
WEAR, vol.294-295, p.286-295, 2012
ROBERT Laurent, VELAY Vincent, DECULTOT Nicolas, RAMDE Souleymane
Identification of hardening parameters using finite element
models and full-field measurements : some case studies
JOURNAL OF STRAIN ANALYSIS FOR ENGINEERING
DESIGN, vol.47, n° 1, p.3-17, 2012
SHAH Sayyid Masoodur Rahman, MABRU Catherine,
REZAI-ARIA Farhad, SOUKI Inès, PASHA Riffat Asim
An estimation of stress intensity factor in a clamped SE(T)
specimen through numerical simulation and experimental
verification : case of FCGR of AISI H11 tool steel
ACTA METALLURGICA SINICA-ENGLISH LETTERS,
vol.25, n° 4, p.307-319, 2012
MAZZONI Aurélien, BERNHART Gérard, CUTARD
Thierry
Ceramic fibre reinforced refractory castables for very high
temperature superplastic forming = Keramikfaser verstärkte hochschmelzende giebmassen für superplastisches
umformen bei sehr hohen temperaturen
MATERIALWISSENSCHAFT UND WERKSTOFFTECHNIK, vol.43, n° 9, p.758-762, 2012
Article de périodique (revue nationale)
DELMAS Anthony, SENTENAC Thierry, BUCHLIN
Jean-Marie, LE MAOULT Yannick, ORTEU Jean-José
Mesure de température et de déformation à haute température : le problème de l’effet mirage
CONTROLES ESSAIS MESURES, n° 38, p.103-107, 2012
CUSICK M.C., ABU-FARHA Fadi K., LOURS Philippe, LE MAOULT Yannick, BERNHART Gérard,
KHRAISHEH Marwan K.
Superplastic forming of AZ31 magnesium alloy with controlled microstructure = Superplastisches umformen der magnesiumlegierung MgAl3Zn1 (AZ31) mit gesteuerter Mikrostruktur
Articles liés à un congrès (revue internationale)
NAKOUZI Sawsane, BERTHET Florentin, DELAUNAY Didier, LE MAOULT Yannick, SCHMIDT Fabrice,
SOBOTKA Vincent
Optimization of the incident IR heat flux upon a 3D geometry composite part (Carbon/Epoxy)
KEY ENGINEERING MATERIALS, vol.504-506, p.10851090, 2012
ESAFORM 2012 - 15th International ESAFORM Conference on material forming, Erlangen, GERMANY, 14-16
March, 2012
VELAY Vincent, CUTARD Thierry, GUEGAN Nicolas
Thermal behaviour modelling of superplastic forming tools
= Modellierung des thermischen verhaltens von superplastischen umformwerkzeugen
LEBAAL Nadhir, PUISSANT Stéphan, SCHMIDT Fabrice, SCHLAFLI Daniel
An optimization method with experimental validation for the
design of extrusion wire coating dies for a range of different
materials and operating conditions
POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE, vol.52, n° 12,
p.2675-2687, 2012
VIGNES Jérémie, SCHMIDT Fabrice, DUSSERRE
Gilles, ALMEIDA Olivier de, DALMASSO Jean-Frédéric
Numerical simulations of clay tiles compression
March, 2012
MARIN Emmanuel, ROBERT Laurent, TRIOLLET
Sébastien, OUERDANE Youcef
Liquid Resin Infusion process monitoring with superimposed
fibre Bragg grating sensor
POLYMER TESTING, vol.31, n° 8, p.1045-1052, 2012
48
LECOINTE Damien, VILLIERE Maxime, NAKOUZI
Sawsane, SOBOTKA Vincent, BOYARD Nicolas,
SCHMIDT Fabrice, DELAUNAY Didier
Experimental determination and modeling of thermal
conductivity tensor of carbon/epoxy composite
March, 2012
ECCM 15 - 15th European Conference on Composite Materials, Venice, ITALY, 24-28 June 2012
ALMEIDA Olivier de, BESSARD Emeline, BERNHART
Gérard
Influence of processing parameters and semi-finished product on consolidation of carbon/peek laminates
ECCM, 8 p., 2012, ISBN 978-88-88785-33-2
POUMADERE Thomas, LACHAUD Frédéric,
BERNHART Gérard, PIQUET Robert, BERTHET
Florentin
Influence of manufacturing process over mechanical properties of discontinuous carbon/epoxy composites realized by
injection-transfer
ECCM, 8 p., 2012, ISBN 978-88-88785-33-2
Articles liés à un congrès (revues nationales)
PARIS Christophe, BERNHART Gérard, OLIVIER
Philippe, ALMEIDA Olivier de
Influence de cycles de cuisson rapides sur le préimprégné
aéronautique M21/T700 : suivi de polymérisation et propriétés mécaniques
MATERIAUX ET TECHNIQUES, vol.100, n° 6-7, p.611622, 2012
JNC 17 - 17èmes Journées Nationales sur les Composites,
Poitiers, FRANCE, 15 au 17 juin 2011
BESSARD Emeline, ALMEIDA Olivier de, BERNHART
Gérard
Experimental and modeling of isothermal crystallization
of peek matrix and c/peek composites with application of
parallel Avrami model
ECCM, 7 p., 2012, ISBN 978-88-88785-33-2
BELLOT Cédric, DELAGNES Denis, LAMESLE Pascal
Mécanismes de précipitation dans les aciers martensitiques
au carbone : caractérisation par DRX synchrotron et simulation thermocinétique
MATERIAUX ET TECHNIQUES, vol.100, n° Hors-Série,
p.117-118, 2012
JA 2012 - Journées Annuelles de la SF2M 2012=SF2M Annual Meeting 2012, Paris, FRANCE, 29-31 octobre 2012
CREVEL Jérémy, BERTHET Florentin, LACHAUD
Frédéric, PASTOR Marie-Laetitia
Experiment and modelling of injected carbon-fibre-reinforced-peek behaviour under tensile loading
ECCM, 8 p., 2012, ISBN 978-88-88785-33-2
BELLOT Cédric, DELAGNES Denis, LAMESLE Pascal
Developing cementite-free martensitic steels : a new route
to improve the ultimate tensile strength-fracture toughness
balance
MATERIAUX ET TECHNIQUES, vol.100, n° Hors-Série,
p.76-78, 2012
JA 2012 - Journées Annuelles de la SF2M 2012=SF2M Annual Meeting 2012, Paris, FRANCE, 29-31 octobre 2012
FARRUGIA Anaïs, DUSSERRE Gilles, CUTARD
Thierry, ROLLIN Magali
Processing glass-ceramic matrix composites by liquid moulding : characterisation of the rheology of a resin derived
from a geopolymeric system
ECCM, 7 p., 2012, ISBN 978-88-88785-33-2
Livre ou chapitre de livre
OLIVIER Philippe, MULLE Matthieu, PARIS
Christophe, COLLOMBET Francis
Carbon/polymeric composites autoclave cure monitoring
with optical fiber bragg grating (FBG) sensors
JOHN WILEY, vol.1, p.230-240, 2012, ISBN 978-0-47027564-1
CUTARD Thierry, DONVAL Nicolas, NAZARET
Fabien, SCHMITT Nicolas
Fibre reinforced refractory concrete as a tooling material
for organic matrix composite processing routes
ECCM, 10 p., 2012, ISBN 978-88-88785-33-2
Conférences internationales avec actes
REINE Bénédicte, DI TOMASO Jérémy, DUSSERRE
Gilles, OLIVIER Philippe
Study of thermal behaviour of thermoset polymer matrix
filled with micro and nanoparticles
ECCM, 9 p., 2012, ISBN 978-88-88785-33-2
DENIS S., BELLOT Jean-Pierre, DOUCE JeanFrançois, DUSSOUBS Bernard, GAUTIER Elisabeth,
LAMESLE Pascal
Numerical modeling of heat treatment : fluid flow - thermal metallurgical - mechanical couplings
ASM INTERNATIONAL, p.69-80, 2012, ISBN 1-61503980-5
6th International quenching and control of distortion conference& 4th International distortion engineering conference,
Chicago, UNITED STATES, September 9-13, 2012
BACCAR Manel, SHAH Sayyid Masoodur Rahman,
MABRU Catherine, REZAI-ARIA Farhad
Investigation into the fatigue crack growth in hot work steel
using crack tip opening displacement (CTOD)
ECOLE NATIONALE D’INGENIEURS DE SFAX, 3 p.,
2012
MED 2011 - 1st International conference on Materials Environment and Durability, Hammamet, TUNISIA, March 2224, 2012
ESCALE Laurent, ALMEIDA Olivier de, BERNHART
Gérard, FERRERO Jean-François
Comparison of the impact resistance of carbon/epoxy and
carbon/peek composite laminates
ECCM, 7 p., 2012, ISBN 978-88-88785-33-2
49
RÉSULTATS SCIENTIFIQUES)
BEN-SLIMA Khalil, PENAZZI Luc, RONDE-OUSTAU
François, MABRU Catherine
Influence of foundry defects and load ratios on the fatigue
behavior of cast iron EN-GJS-600
ECOLE NATIONALE D’INGENIEURS DE SFAX, 4 p.,
2012
MED 2011 - 1st International conference on Materials Environment and Durability, Hammamet, TUNISIA, March 2224, 2012
KARABAGLI Bilal, SIMON Thierry, ORTEU Jean-José
Computer-vision-based automatic verification of machining
setups : method for automatic pose estimation
NATIONAL TSING HUA UNIVERSITY, 6 p., 2012
ISEM - 2nd International Symposium on Experimental Mechanics& ACEM - 11th Asian Conference on Experimental
Mechanics& SEM - 2012 Society for Experimental Mechanics Fall Conference& 7th ISEM’12 - 7th International Symposium on Advanced Science and Technology in Experimental Mechanics, Taipei, TAIWAN, November 8-11, 2012
BACCAR Manel, SHAH Sayyid Masoodur Rahman,
VELAY Vincent, MABRU Catherine, REZAI-ARIA
Farhad
Analysis of crack propagation and crack tip opening displacements by measurements 2-D digital image correlation in a
hot working tool steel
GUTENBERGHAUS, p.463-466, 2012, ISBN 978-3901384-52-3
TOOL 2012 - 9th International tooling conference, Leoben,
AUSTRIA, 11-14 September 2012
DAUPHIN Myriam, ALBIN Stéphane, EL HAFI Mouna,
LE MAOULT Yannick, SCHMIDT Fabrice
Towards thermal model of automotive lamps
QIRT, 10 p., 2012, ISBN 9788890648441
QIRT 2012 - 11th International conference on Quantitative
InfraRed Thermography, Naples, ITALY, 11-14 June 2012
BALCAEN Yannick, VIDAL Vanessa, VELAY Vincent,
ROBERT Laurent, LOURS Philippe, PETTINARISTURMEL Florence, DOUIN Joël
Comparative study, in pure titanium sheet, of the microstructural evolution induced by incremental forming process and
plane strain tensile tests
SCIENCE PRESS, vol.2, p.1148-1151, 2012, ISBN 978-703-033895-2
Ti 2011 - 12th World conference on titanium, Beijing,
CHINA, June 19-24, 2011
LEPESANT Pauline, BOHER Christine, BERTHIER
Yves, REZAI-ARIA Farhad
Identification of the velocity accommodation mechanisms in
a high temperature contact
SALEM Mehdi, LAMESLE Pascal, DOUR Gilles,
LE ROUX Sabine, REZAI-ARIA Farhad
Interaction between aluminizing, oxidation and thermal
fatigue in aluminium die casting tool
VIDAL Vanessa, BALCAEN Yannick, PETTINARISTURMEL Florence, DOUIN Joël, LOURS Philippe,
VELAY Vincent, ROBERT Laurent
Experimental study of the deformation mechanisms in textured alpha-titanium alloy sheets
SCIENCE PRESS, vol.2, p.1290-1293, 2012, ISBN 978-703-033895-2
Ti 2011 - 12th World conference on titanium, Beijing,
CHINA, June 19-24, 2011
BELLOT Cédric, DELAGNES Denis, LAMESLE
Pascal, BECHET Denis
Developing cementite-free martensitic steels : a relevant
route to obtain high strength-high toughness steels for tools
applications
DUSSERRE Gilles
Elastic properties of short fibres reinforced polymers in the
vicinity of a weld line
THE CENTRE FOR ADVANCED COMPOSITE
MATERIALS;UNIVERSITY OF AUCKLAND, p.362-369,
2012
FPCM 11 - 11th International conference on Flow Processes
in Composite Materials, Auckland, NEW ZEALAND,
9-12th July 2012
BORNERT Michel, DOUMALIN Pascal, DUPRE JeanChristophe, POILANE Christophe, ROBERT Laurent,
TOUSSAINT Evelyne, WATTRISSE Bertrand
Short remarks about synthetic image generation in the
context of the assessment of sub-pixel accuracy of digital
image correlation
INEGI, 10 p., 2012, ISBN 978-972-8826-26-0
ICEM 15 - 15th International Conference on Experimental
Mechanics, Porto, PORTUGAL, 22-27 July 2012
BENEDITTI Pascal, DUSSERRE Gilles, CUTARD
Thierry, HUEZ Juliette
Characterisation of an inorganic based resin for the
liquid moulding processing of composites for intermediate
temperature applications
THE CENTRE FOR ADVANCED COMPOSITE
MATERIALS;UNIVERSITY OF AUCKLAND, p.180-187,
2012
FPCM 11 - 11th International conference on Flow Processes
in Composite Materials, Auckland, NEW ZEALAND,
9-12th July 2012
DAVID Christoph, ROBERT Laurent, PASSIEUX JeanCharles, PERIE Jean-Noël
Local/Global FEMU identification of mechanical parameters
NATIONAL TSING HUA UNIVERSITY, 6 p., 2012
ISEM - 2nd International Symposium on Experimental Mechanics& ACEM - 11th Asian
Conference on Experimental Mechanics& SEM - 2012
Society for Experimental Mechanics Fall Conference&
7th ISEM’12 - 7th International Symposium on Advanced
Science and Technology in Experimental Mechanics, Taipei,
TAIWAN, November 8-11, 2012
50
RÉSULTATS SCIENTIFIQUES)
Thèses
GILBLAS Rémi,
HERNANDEZ Daniel (Directeur de thèse), SENTENAC
Thierry (Directeur de thèse)
Mesure de champs de températures vraies par thermoréflectométrie proche infrarouge
MINES ALBI-CARMAUX, 182 p., 2012, Albi, FRANCE
Université de soutenance : UNIVERSITE DE TOULOUSE
- INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES
DE TOULOUSE
DELMAS Anthony
LE MAOULT Yannick (Directeur de thèse), BUCHLIN
Jean-Marie (Directeur de thèse)
Contribution à l’étude de l’effet mirage : application aux
mesures dimensionnelle et thermique par caméra visible,
proche infrarouge et infrarouge
MINES ALBI-CARMAUX, 2012, Albi, FRANCE
- INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE
BELLOT Cédric,
LAMESLE Pascal (Directeur de thèse), DELAGNES
Denis (Directeur de thèse)
Compréhension et modélisation de la précipitation dans les
aciers martensitiques à très hautes résistances mécaniques
Université de soutenance : UNIVERSITE DE TOULOUSE UNIVERSITE PAUL SABATIER
PIN Lisa,
LOURS Philippe (Directeur de thèse), ANSART Florence
(Directeur de thèse)
Renforcement et fonctionnalisation de barrières thermiques
aéronautiques élaborées par voie sol-gel : comportement en
oxydation cyclique et diagnostic thermique
GANTOIS Renaud,
SCHMIDT Fabrice (Directeur de thèse), FELICES JeanNoël (Directeur de thèse)
Contribution à la modélisation de l’écoulement de résine
dans les procédés de moulage des composites par voie
liquide
BESSARD Emeline,
BERNHART Gérard (Directeur de thèse)
Matériaux composites structuraux à base de PEEK élaborés
par thermo-compression dynamique : relation procédé-propriétés
Brevet
BUGARIN Florian,
ORTEU Jean-José (Directeur de thèse), HENRION
Didier (Directeur de thèse)
Vision 3D multi-images : contribution à l’obtention de solutions globales à l’aide de l’optimisation polynomiale par
théorie des moments
CHEIKH Mohammed, FERMY Alain
Appareil polyvalent de recherche des propriétés mécaniques
d’une éprouvette
UNIVERSITE DE TOULOUSE II LE MIRAIL,
FR2971845, 21 p., 24/08/2012
14 articles de périodique (revue internationale)
1 article de périodique (revue nationale)
3 articles liés à un congrès (revue internationale)
3 articles liés à un congrès (revue nationale)
1 livre ou chapitre de livre
23 conférences internationales avec actes
NAKOUZI Sawsane,
SCHMIDT Fabrice (Directeur de thèse), LE MAOULT
Yannick (Directeur de thèse)
Modélisation du procédé de cuisson de composites infusés
par chauffage infra rouge
E
nseignement
8 thèses
1 brevet
Pour consulter la totalité des publications des centres de recherche,
vous pouvez vous rendre à l'adresse suivante :
http://catdoc.mines-albi.fr:8080/ListRecord.htm?list=folder&folder=141
Dans le domaine de la formation, le centre pilote :
•le domaine IMAS (Ingénierie des Matériaux Avancés et des Structures) en formation
initiale étudiante, dont ses deux options "Techniques Aéronautiques et Spatiales" et
"Automobiles et Grandes Séries",
•le secteur SIMMA (Secteur Industrie Manufacturière en Mécanique et Aéronautique) en formation initiale par alternance.
51
Les 28 et 29 novembre 2012
Les groupes MSC et MICS de l’Institut Clément Ader
ont organisé à Toulouse un workshop européen
« Use of Optical Fibres for the Monitoring of Composites
Manufacturing Process » sur l’utilisation des capteurs à fibres
optiques pour le suivi de la fabrication des pièces composites.
Ce workshop a réuni une trentaine de participants, dont les
meilleurs spécialistes français et européens du domaine. La dizaine
d’exposés a démontré l’intérêt de ces capteurs et l’étendue de
leurs capacités pour la surveillance des conditions de cuisson des
structures composites.
Le workshop s’est clôturé par une table ronde/bilan mettant bien
en évidence les points clefs et les verrous technologiques à lever
pour une utilisation optimale des capteurs à fibres optiques dans le
domaine des composites.
52
Conférence internationale ICSAM 2012
3 - 5 juillet 2012
à Mines Albi
(11th International Conference on Superplasticity in Advanced Materials)
La 11ème conférence internationale sur la Superplasticité des Matériaux avancés (ICSAM2012 : International
Conference on Superplasticity in Advanced Materials) s’est déroulée du 3 au 5 juillet 2012,
à l’Ecole des Mines d’Albi-Carmaux. Basée sur une périodicité triennale depuis la première
conférence organisée en 1982 à San Diego, la conférence ICSAM a alternativement lieu aux
Etats-Unis, en Europe et en Asie. Les précédentes éditions se sont successivement tenues à San
Diego, Grenoble, Blaine, Osaka, Moscou, Bangalore, Orlando, Oxford, Chengdu, la 10ème édition
s’étant tenue à Seattle (Etats-Unis) en 2009.
L’industrialisation du procédé de Formage SuperPlastique (SPF) s’est principalement faite
dans le secteur aéronautique, mais les récents développements réalisés dans les domaines
des matériaux et procédés ont permis de l’étendre vers d’autres secteurs industriels. Ainsi le
SPF est aujourd’hui utilisé pour produire des pièces automobiles, de trains, de poids-lourds,
des implants médicaux, des panneaux pour applications architecturales et des éléments de
capotages électroniques.
Les matériaux d’origine utilisés en SPF étaient principalement des alliages d’aluminium ou de
titane. Cependant les recherches menées à travers le monde ont amené des avancées dans
les domaines de la superplasticité des céramiques, des inter-métalliques, des nano-matériaux,
des polymères, des verres. La conférence ICSAM 2012 a considéré l’ensemble de ces familles
de matériaux, rassemblant des scientifiques des mondes industriels et académiques concernés
et intéressés par le domaine de la superplasticité, avec une volonté de promouvoir les
collaborations et partenariats internationaux dans ce domaine.
Les thématiques abordées pendant cette conférence ont concerné :
- des aspects fondamentaux sur les mécanismes de la superplasticité, le glissement aux
joints de grains, la cavitation, les microstructures et les textures,
- les procédés de formage superplastiques incluant le raffinement des grains, la superplasticité à haute vitesse et basse température, le forgeage et laminage superplastique,
- la modélisation du comportement des matériaux, du formage et la simulation des structures produites par des procédés de mise en forme par superplasticité,
- les essais matériaux, les outillages de formage, les procédés post-SPF et les propriétés
des matériaux formés,
- les applications industrielles, principalement en aéronautique et en automobile.
L’ensemble de ces thèmes a donné lieu à 71 communications orales et à 14 posters, réunissant
plus de 120 chercheurs universitaires et industriels de 17 pays différents. Parmi ceux-ci 63%
venait d’Europe, 28% d’Asie et du Moyen Orient et 9% du continent américain. Il faut en
particulier noter la très forte représentation du Japon, de la Russie, des Etats-Unis et du
Royaume Uni.
Il existe actuellement une tendance générale vers la réduction des coûts de production en
particulier pour le formage des alliages de titane. Une des voies privilégiée pour atteindre
cet objectif réside dans le développement de nouvelles nuances à grains fins, capables d’être
déformées à plus basse température (700°C au lieu de 900°C) et permettant donc de réduire
les coûts de production par une diminution des coûts énergétiques et d’outillages. Ce thème
a été discuté lors d’une table ronde spécifiquement dédiée au thème : « Alliage de titane à
grains fins : formage superplastique ou formage à chaud ? ».
53
Conférence internationale ICSAM 2012
3-5 juillet 20112
à Mines Albi
Actif de manière continue dans le domaine de la recherche sur
le procédé SPF depuis la fin des années 90 sur son site d’Albi et
reconnu à l’international dans ce domaine, l’Institut Clément Ader
a été l’organisateur de cette 11ème édition.
L’International Board a saisi l’opportunité d’ICSAM2012 pour se réunir
à Albi, prenant à cette occasion la décision de retenir la proposition
émanant ��
de chercheurs japonais d’organiser ICSAM2015 à Tokyo. Succédant à Seattle, Albi aura donc également précédé Tokyo dans le cercle
des sites d’accueil de la conférence ICSAM, une fierté pour l’équipe organisatrice de Mines Albi, pour l’Institut Clément Ader et pour l’Ecole.
L’équipe organisatrice était ainsi constituée :
Chairman :
Gérard BERNHART, Institut Clément ADER, Mines Albi, France
Co-Chairman :
Thierry CUTARD, Institut Clément ADER, Mines Albi, France
Membres du Comité :
Olivier BARRAU, Aurock, Albi
Marlène GIAMPORCARO, Institut National Polytechnique,
Toulouse
Catherine MAFFRE, Institut Clément ADER, Mines Albi, France
Benoît MARGUET, Airbus, Toulouse
Fabien NAZARET, Aurock, Albi
Luc PENAZZI, Institut Clément ADER, Mines Albi, France
Esther RAMIREZ, Institut Clément ADER, Mines Albi, France
Vincent VELAY, Institut Clément ADER, Mines Albi, France
Vanessa VIDAL, Institut Clément ADER, Mines Albi, France
54
ICSAM2012 a également été organisée sous
l’hospice de l’International Advisory Board (IAB)
d’ICSAM dont la composition est la suivante :
Chairman de l’IAB :
Eiichi SATO, Japon
Membres de l’IAB :
Gérard BERNHART, France
Jean-Jacques BLANDIN, France
Richard DASHWOOD, Royaume-Uni
Keijiro HIRAGA, Japon
Rustam KAIBYSHEV, Russie
Paul KRAJEWSKI, Etats-Unis
Terry McNELLEY, Etats-Unis
Yoshinobu MOTOHASHI, Japon
Teresa PEREZ PRADO, Espagne
Quanlin JIN, Chine
Gennady SALISHCHEV, Russie
Daniel SANDERS, Etats-Unis
Eric M. TALEFF, Etats-Unis
Mike WALLIS, Royaume-Uni
ERMeP - Équipe de Recherche
en Mécanique et Plasturgie du
GIP-InSIC
(Institut Supérieur d’Ingénierie et de la Conception)
http://www.insic.fr/
Acteurs de l’ERMeP du GIP-InSIC
TECHNICIENS
Claude Merkel
Eric Steib
Claude Barlier
Professeur, HDR, Directeur du GIP-InSIC
ADMINISTRATIFS
Mohammed Nouari
Professeur, HDR, Directeur de la Recherche du GIP-InSIC
Responsable Scientifique de l'ERMeP
Fabienne Didier, Assistante
Edith Durand, Assistante
Catherine Scheffmann, Assistante
Arnaud Delamézière
Maître Assistant, Directeur des Etudes du GIP-InSIC
DOCTORANTS
François Bilteryst
Maitre Assistant
Christophe Czarnota
Maître de conférences
Badis Haddag
Enseignant Chercheur
Hamid Makich
Maître Assistant Associé
Lanouar Ben-Ayed
Maître Assistant Associé
3 Enseignants chercheurs associés
4 ATER
2 Ingénieurs de recherche
2 Techniciens
3 Administratifs
6 Doctorants
Yan Yu
Julien Thil
Abderrazzaq Ifis
Faycel Halila
aoual Sabkhi
Sofiane Zenia
Samir Atlati
Soutenue le 11 juillet 2012
Fousseny Koné
Tchadja Kagnaya
Maître Assistant associé
Thierry Huin
Enseignant
ATER
Marco Montemurro
Attaché temporaire d'enseignement et de recherche
Fousseny Koné
Samir Atlati
Yan Yu
INGÉNIEURS DE RECHERCHE/INGÉNIEURS
D'ÉTUDES
Abderrazzaq Ifis
Marc Michel
55
ERMeP - Équipe de Recherche en Mécanique et Plasturgie du GIP-InSIC
ACTIVITÉS
et PROJETS
de RECHERCHE 2012
de l'ERMeP
1. Introduction
Les activités de l’équipe ERMeP du GIP-InSIC en 2012 ont permis de développer les actions de recherche suivantes :
- développement d’une nouvelle loi d’échange thermique dans le contact outil-pièce pour les procédés de mise en forme
(usinage, emboutissage, formage incrémental)
- développement d’une nouvelle interface utilisateur VUINTER dans le code Abaqus explicit pour la gestion thermique et
mécanique des contacts sous chargement extrême,
- mise en place d’un nouveau modèle d’usure par abrasion pour l’usinage,
- implantation d’un élément finis spécial ‘DKTRF pour le procédé de formage,
- mise en place de nouveaux essais d’usinage et de formage incrémental pour la validation expérimentale des approches
théoriques.
Le caractère génie mécanique clairement affiché par l’équipe l’ERMEP a permis d’aborder ces différentes problématiques en adoptant la démarche de ‘design global multiphysique’. Cette dernière consiste à identifier les contraintes de fabrication d’une pièce en
vue de les prendre en charge dans la phase de conception.
2. Etude et analyse des systèmes mécaniques en conditions de chargement extrême.
Application aux procédés de mise en forme
Quel que soit le procédé de fabrication utilisé (usinage, emboutissage, formage incrémental, extrusion, moulage, assemblage, etc.),
le contact entre l’outil (ou outillage) et la pièce est inévitable. Bien qu’assurant cette fonction indispensable de transfert d’énergie
entre les différents éléments du système machine-outil-pièce, le contact est la cause de la majeure partie des problèmes de fabrication. Ces derniers affectent à la fois la stabilité du procédé (vibrations, chocs, …), celle de l’outillage (usure, endommagement, …)
et la tenue en service du produit fini (phénomènes résiduels, fatigue, …). Partant de ce constat et compte tenu de l’environnement
extrême auquel sont soumis les matériaux mis en jeu, il est difficile de restreindre le problème de la mise en forme à un simple
verrou technologique. Sous un tel chargement, aussi bien les propriétés superficielles que celles dans le volume des deux matériaux
en contact sont affectées.
Les travaux de recherche de l’équipe ERMeP se sont focalisés en 2012 sur la caractérisation expérimentale et la modélisation des
phénomènes de transformation de la matière sous chargement thermomécanique extrême. La maîtrise des aspects à la fois expérimentaux et théoriques de l’interaction ‘matériau-produit-procédé’ et l’appréhension des différents couplages multi-physiques ont
permis d’aboutir à des résultats fiables et représentatifs des applications industrielles. A titre d’exemples, le développement d’un
nouvel outillage de fonderie dans le cadre du projet Promapal en partenariat avec MONTUPET, et d’une nouvelle technique de
lubrification dans le cadre du projet ‘usinage cryogénique’ avec les sociétés EVATEC et MECACHROME. La Figure 1 schématise
les différentes phases d’analyse développées par l’équipe ERMeP pour étudier l’effet des paramètres d’un procédé de mise en forme
sur le comportement du matériau de la pièce pendant le processus de fabrication (ou pendant la transformation) : vitesse, avance,
géométrie, nature du contact, usure des outils, influence des revêtements, …. Figure 1. Schématisation des différentes phases d'analyse du procédé d'usinage.
Étude de l'effet des paramètres du procédé sur le comportement (vitesse, avance, géométrie, contact, usure des outils,
influence des revêtements,...).
56
3. Modélisation stochastique de l’usure par abrasion pour les contacts à sec sous chargement
extrême
Lors des différentes opérations d’usinage (fraisage, tournage, perçage, forage, etc), l’outil de coupe est soumis à des chargements
thermiques et mécaniques intenses favorisant l’apparition d’une usure prématurée de celui-ci. L’usure constitue un enjeu économique important pour les entreprises manufacturières en général, et celles utilisant l’usinage comme procédé de fabrication
en particulier. Pour augmenter la productivité, l’amélioration de notre connaissance des mécanismes d’usure et la capacité de
prédiction de la dégradation des outils sont de ce fait d’une importance capitale. Généralement, les trois principaux modes d’usure
communément identifiés au niveau du contact outil/copeau sont (i)- l’abrasion, (ii)- l’adhésion et (iii)- la diffusion. En fonction
des conditions de contact, un ou plusieurs de ces modes peuvent être prédominants.
L’abrasion intervient souvent dans les contacts à sec sous chargement intense. Les causes qui génèrent ce mécanisme particulier
d’usure ont été abordées par différentes auteurs dans plusieurs domaines (tribologie, usure, procédés, matériau, …). Un des
objectifs de l’équipe dans ce travail est de mettre en place un modèle mathématique prédictif pour quantifier l’usure par abrasion.
Cette dernière résulte aux niveaux des interfaces outil-copeau et outil-pièce de l’action des particules dures piégées dans la zone
de contact pendant l’opération d’usinage, Figure 1.
(a)
(b)
Figure 2. Forme et géométrie des particules d’abrasion piégées dans un contact.
Supposées de forme conique dans ce travail, les particules abrasives sont aléatoirement distribuées dans le contact. Une fonction
de densité de probabilité est ensuite adoptée pour décrire la fluctuation des tailles et des angles d’attaque des particules abrasives.
Selon la distribution de particules (Gauss ou Weibull), la nature du contact (collant ou glissant) et les conditions locales de contact
(pression, contraintes, vitesse de glissement, frottement dynamique, etc.), un modèle donnant le volume de matière enlevée par
le processus d’abrasion est proposé, voir Equation (1).
!!" ! !!
2 . !!
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×! : !"# !"#$$
(1)
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1. : !"# !"#$%&&
Une loi d’usure permettant l’estimation de la durée de vie de l’outil coupant est adoptée pour répondre aux préoccupations industrielles. Une étude paramétrique étendue est finalement conduite pour mettre en évidence, dans le cas d’un couple outil-matière
donné, l’influence des conditions de coupe sur la productivité.
(a) (b)
Figure 3. Evolution du volume de matière usé dans le contact outil-pièce en fonction de la vitesse de coupe (vitesse de glissement).
(a) cas de différents nombres de particules.
(b) cas de différentes pressions de contact.
4. Développement d’une nouvelle loi d’échange thermique pour le contact outil-copeau en usinage
Un travail original a été réalisé dans le cadre de la thèse de Samir ATLATI entre 2009 et 2012. Il s’agit de l’étude des échanges
thermiques dans un contact sous chargement intense avec une application particulière au procédé d’usinage. Une procédure
d’estimation du flux de chaleur transmis dans l’outil, ainsi qu’une indentification du coefficient de partage thermique ont été proposées dans ce travail. Comme le montre l’Equation 2, une nouvelle loi d’échange donnant l’évolution du coefficient de partage
β en fonction de la vitesse de glissement à l’interface outil-copeau est proposée.
57
0
si 0  Vg  Vg01

 outil (Vg )   gVg  g
si Vg01  Vg  Vg02

0
  gd    gs   gd  exp   d gVg  si Vg  Vg 2
où
b0
,
ag
,
g
,
b gd
,
b gs
,
dg
,
Vg1
et
Vg 2
sont des constantes à identifier. Les constantes
(2)
Vg1
et
Vg 2
sont les vitesses critiques
de glissement dépendant des deux matériaux en contact.
Pour appréhender le contact d’un point de vue mécanique et thermique, l'interface utilisateur VUINTER a été exploitée pour implanter la loi proposée dans le code Abaqus/Explicit. Il est désormais possible d’implanter via cette interface-utilisateur n’importe
quelle autre loi de contact thermomécanique (frottement, coefficient de partage de la chaleur, etc.). Comme le montre les courbes
de la Figure 4, l’implantation via le sous-programme VUINTER a été validée sur des cas tests en faisant varier différents paramètres comme le coefficient de transfert thermique h et la vitesse de coupe. Les résultats obtenus pour les flux thermiques sont en
bon accord avec les mesures expérimentales pour le couple outil-matière considéré (AA2024-T351/WC-Co).
(a)
(a)
(b)
(c)
(d)
Figure 4. Validation expérimentale des flux numériques pour différentes valeurs du coefficient de transfert thermique h.
58
Articles dans revues internationales
HADDAG Badis, ATLATI Samir, NOUARI Mohammed,
BARLIER Claude, ZENASNI Mohamed
Analysis of the cutting parameters influence during machining aluminium alloy A2024-T351 with uncoated carbide
inserts
ENGINEERING TRANSACTIONS, vol.60, n° 1, p.31-39,
2012
Thèses
ROBERT Camille, DELAMEZIERE Arnaud, DAL SANTO Philippe, BATOZ Jean-Louis
Comparison between incremental deformation theory and
flow rule to simulate sheet-metal forming processes
JOURNAL OF MATERIALS PROCESSING TECHNOLOGY, vol.212, n° 5, p.1123-1131, 2012
ATLATI Samir
NOUARI Mohammed (Directeur de thèse cotutelle,
France), ZENASNI Mohammed (Directeur de thèse
cotutelle, Maroc)
Développement d’une nouvelle approche hybride pour la
modélisation des échanges thermiques à l’interface outilcopeau : application à l’usinage de l’alliage d’aluminium
aéronautique AA2024-T351
GIP-InSIC, 2012, Saint Dié des Vosges, FRANCE
Université de soutenance : UNIVERSITÉ DE LORRAINE
BAHI Slim, NOUARI Mohammed, MOUFKI Abdelhadi,
EL MANSORI Mohamed, MOLINARI Alain
Hybrid modelling of sliding-sticking zones at the tool-chip
interface under dry machining and tool wear analysis
WEAR, vol.286-287, p.45-54, 2012
NOUARI Mohammed (Directeur de thèse)
Étude expérimentale, modélisation et simulation numérique
de l’usinage à sec des aciers inoxydables:
Étude de l’effet des revêtements mono et multicouches
GIP-InSIC, 2012, Saint Dié des Vosges, FRANCE
Université de soutenance : UNIVERSITÉ DE LORRAINE
Article dans revue nationale
THIL Julien, BARLIER Claude, HADDAG Badis
Introduction au forage profond : technologies et étude du
procédé
EQUIP’PROD, n° 36, p.34-35, 2012
3 articles dans des revues internationales
1 article dans une revue nationale
2 thèses
Pour consulter la totalité des publications des centres de recherche, vous pouvez vous rendre à
l'adresse suivante :
59
L’équipe du GIP-InSIC a fortement participé
en 2012 auprès du Cirtes à la mise en œuvre
de la nouvelle Plateforme d’Innovation INORI.
Labellisée par les pôles Materalia et Fibres, la plateforme est dédiée au
développement rapide de produits par l’utilisation d’outils et outillages rapides
intelligents pour les procédés de mise en forme des matériaux. INORI regroupe
un ensemble de ressources mutualisées destinées à formuler une offre de
prestations de qualification industrielle de procédés innovants pour la mise en
forme et l’usinage de matériaux. Elle a pour objectif d’accélérer le passage de
la R&D à l’industrialisation puis à la fabrication série de nouveaux produits et
permet d’obtenir très rapidement : la bonne pièce représentative, c’est-à-dire
en bonne matière par le bon outillage et par le bon procédé.
L’équipe ERMeP collabore
depuis plusieurs années avec le
Professeur Arman GINTING du
« Department of Mechanical
Engineering »
de l’Université de Sumatra Utara.
Le Ministère de l’Enseignement Supérieur et la Recherche indonésien a validé en 2012 un grand
programme d’échanges entre nos deux équipes.
Les objectifs de ce programme sont les suivants :
• Encouragement de programmes scientifiques entre le GIP-InSIC et l’Université de
Sumatra Utara,
• Renforcement des actions communes de formation doctorale et postdoctorale,
• Soutien des actions de recherche communes répondant aux intérêts des deux équipes,
• Echange de chercheurs et d’étudiants (et facilitation de
leurs séjours en France et en
Indonésie),
• Echange des connaissances scientifiques (diffusion de résultats communs, conférences,
publications, etc.).
60
RAPSODEE - Centre de Recherche d’Albi
en génie des Procédés des SOlides Divisés
de l’Energie et de l’Environnement,
CNRS UMR 5302
Olivier Fudym, Professeur
Responsable du Domaine Éco-Activité et Énergie pour la
formation d'ingénieur sous statut d'étudiant
Responsable du Programme de Recherche "Méthodes
inverses et efficacité énergétique"
Acteurs du RAPSODEE
ENSEIGNANTS CHERCHEURS
Ange Nzihou, Professeur
Directeur du Centre
Editeur-en-Chef de la revue internationale « Waste and
Biomass Valorization » (Springer)
Responsable du Programme de Recherche
"Fonctionnalisation des résidus solides"'
Laurence Galet, Maître Assistante - HDR,
Responsable du Programme de Recherche "Transformations
des poudres par Actions Mécaniques (TPAM)"
Chargée de l'option "Agro-Bio-Santé"
Cendrine Gatumel, Maître Assistante
Responsable du secteur SENMBA et de la 2ème année
pour la formation d'ingénieur par apprentissage
Maria-Inês Ré, Directrice Adjointe du Centre,
Maître de Recherche
Directrice de la plateforme GALA
Bruno Ladevie, Maître Assistant,
Chargé de l'option "Bâtiments à énergie positive"
Sylvain Salvador, Professeur
Responsable du Groupe de Recherche "Énergétique et
Environnement"
Responsable du programme de Recherche "Conversion
therochimique biomasse et résidus organiques"
Olivier Lecoq, Maître Assistant,
Chargé de l’option "Pharma-Bio-Santé"
Jean-Jacques Letourneau, Maître Assistant
Fabienne Espitalier, Professeur
Responsable du Groupe "Poudres et Procédés"
Responsable du Programme de Recherche "Cristallisation à
Pression Atmosphérique ou Modérée (CPAM)"
Olivier Louisnard, Maître Assistant
Driss Oulahna, Maître Assistant, HDR,
Responsable du Programme de Recherche "Mécanique des
Poudres et Propriétés Structurelles (MP2S)"
Patricia Arlabosse, Maître Assistante, HDR
Responsable du Programme de Recherche "Fractionnement
et séchage biomasse humide"
Elisabeth Rodier, Maître Assistante, HDR,
Responsable du Programme de Recherche "Formulation et
Mise en Forme de milieux Fondus (FMF)"
Fabien Baillon, Maître Assistant
Martial Sauceau, Maître Assistant,
Radu Barna, Professeur
Responsable du Programme de Recherche "Conversion
hydrothermale biomasse"
Patrick Sharrock, Professeur de l'Université Paul Sabatier,
en délégation au CNRS
Michel Baron, Professeur,
Responsable du Domaine Bio-Santé-Ingénierie pour la
formation d'ingénieur sous statut d'étudiant
Yannick Soudais, Maître-Assistant,
Chargé de l'option "Eco-activités et développement durable"
Elsa Weiss-Hortala, Maître-Assistante,
Henri Berthiaux, Professeur
Responsable du secteur et métier SIPHASS et de la 1ère
année pour la formation d'ingénieur par apprentissage
Responsable du Programme de Recherche "Mélange de
Poudres (MP)
Thomas Nganya, Maître-Assistant associé
Michel Falempe, Maître de Recherche,
Animateur de la cellule "Systémique et systèmes
complexes"
Rachel Calvet, Maître Assistante, HDR
Doan Pham Minh, Chargé de Recherche
Alain Chamayou, Maître Assistant
Alain de Ryck, Professeur
INGENIEURS DE RECHERCHE /
Jean-Louis Dirion, Maître Assistant, HDR
Jean-Jacques Bézian, Ingénieur de Recherche Armines,
HDR,
Mouna El Hafi, Maître Assistante, HDR
Responsable du Programme de Recherche "Transfert radiatif
- Solaire à concentration"
Chargée de l'option "Ressources, conversion et efficacité
énergétique"
Nathalie Lyczko, Ingénieur de Recherche Armines
Abderrahim Michrafy, Ingénieur de Recherche CNRS, HDR
Jocelyn Ramaroson, Ingénieur de Recherche Armines
Javier Escudero-Sanz, Maître Assistant
Chef de Projet de la Plateforme ValTheRA
INGENIEURS D’ETUDES
Jacques Fages, Professeur
Marion Blanc, Ingénieur d'Études CNRS
61
RAPSODEE - Centre de Recherche d’Albi en Génie des Procédés
des SOlides Divisés de l’Energie et de l’Environnement, CNRS UMR 5302
Véronique Nallet, Ingénieur d’Études CNRS
Christine Rolland, Ingénieur d’Études CNRS
Laurène Haurie, Ingénieur d'Études
TECHNICIENS
Philippe Accart
Bernard Auduc
Céline Boachon
Bruno Boyer
Sylvie Delconfetto
Laurent Devriendt
Paule Gongon
Nora Imlyhen
Denis Marty
Séverine PatryNavarre
Jean-Claude Poussin
Jean-Marie
Sabathier
Mickaël Ribeiro
1 Chercheur associé
1 Chercheur invité
4 Ingénieurs de recherche
4 Ingénieurs d’Études
13 Techniciens
4 Administratifs
10 Post-doctorants
48 Doctorants
2 HDR
ADMINISTRATIFS
Anne Marie Fontes, Assistante de direction
Chrystel Auriol-Alvarez, Assistante gestionnaire CNRS
Valérie Veres, Assistante gestionnaire Armines
Marion Manin, CDD Armines
POST-DOCTORANTS
Arezki Bounaceur
Vincent Eymet
Claire Gendre
Guillaume Lefebvre
Nicolas Reuge
Santiago Septien Stringel
Christophe Spiesser
Stéphane Thiers
Ngoc Dung Tran
François Veynandt
DOCTORANTS
SOUTENANCES
D'HABILITATION À DIRIGER
DES RECHERCHES (HDR)
Rachel Calvet
Soutenue le 13 novembre 2012
Jean-Louis Dirion
Sébastien Balin
Fiona Belfio
Tassadit Benkacem
Wellington Betencurte da Silva
Maxime Boulanghien
Hélène Boucard
Anaïs Cardoso
Fanny Cavailles
Maria Graciela Cares-Pacheco
Christophe Charlou
Baptiste Colin
Yasmine Daniels
Jérémy Dauchet
Myriam Dauphin
Eric Bailly Diounou
Suenia de Paiva Lacerda
Marie Dietemann
Moussa Dia
Marion Ducousso
Marie Falcon
Olivier Farges
Camille Flandinette
Marta Galera Martinez
Mathieu Galtier
Chamseddine Guizani
Nibal Hijazi
Arnaud Jourdan
Fredj Kaouach
Anaïs Khuong
Naomi Klinghoffer
Nayane Macedo Portela
Paulo Filho Marques de Oliveira
Claire Mayer
Andrea Oliveira Nunes
William Montes Quiroz
Ingrid Murrieta Pazos
Pierre-Marie Nigay
Sarah Regina Pereira Camelo
Victor Pozzobon
Mohammed Raii
Amira Rachah
Jacqueline Resende de Azevedo
Akira Sato
Haroun Sebei
Guillaume Térrée
Qian Wu
Sheng Yin Ye
Xiaojuan Zhao
Henrique Massard da Fonseca
Soutenue le 11 janvier 2012
Qian Wu
Soutenue le 31 janvier 2012
Claire Mayer
Soutenue le 2 juillet 2012
Akira Sato
Soutenue le 14 septembre 2012
Ingrid Murrieta Pazos
Wellington Betencurte da Silva
Soutenue le 29 novembre 2012
Sheng Yin Ye
Jérémi Dauchet
Mohammed Raii
Marie Dietemann
62
ACTIVITÉS
et PROJETS
de RECHERCHE 2012
de RAPSODEE
Après une année 2011 marquée par l’intégration de RAPSODEE dans les réseaux nationaux (CNRS
et ANR via les investissements d’avenir) et internationaux, l’animation scientifique a été le point
fort de l’année 2012 au centre. Cela s’est traduit par l’organisation ou la co-organisation de nombreuses manifestations scientifiques : le Colloque Francophone sur les fluides supercritiques et leurs
applications – JSC2012, en mars 2012 (Albi), l’International Workshop on Biomass Torrefaction for
Energy – IWBTE, en mai 2012 (Albi), les Journées SFT Rayonnement Solaire, en juin 2012 (Paris) et
le congrès international WasteEng 2012, en septembre 2012 (Portugal).
Différentes animations scientifiques ont connu un grand succès. Six journées doctorants ont été organisées en 2012, consacrées à la présentation des travaux de doctorants du centre. Les séminaires
de formation interne ont porté sur l’analyse thermique et la calorimétrie, le calcul numérique avec
MATLAB et l’estimation de paramètres par méthodes inverses.
Ces différentes activités ont mobilisé toutes les catégories de personnels et contribuent fortement à
une dynamique dans la vie scientifique du centre. Cette tendance devrait se poursuivre en 2013.
Groupe Energétique - Environnement
Responsable : S. Salvador
L’objectif des recherches menées dans ce groupe est la production de vecteurs énergétiques et de matériaux à propriétés contrôlées, ou matériaux à fonctionnalité. Nous développons des procédés à haute efficacité énergétique et environnementale, à partir
de biomasse issue de cultures dédiées ou de biomasse résiduaire plus ou moins contaminée par des polluants métalliques et/ou
organiques. Les actions de recherche concernent des opérations unitaires mettant en jeu des transferts couplés de matière et de
chaleur, en présence le plus souvent de réactions chimiques et avec des changements importants de structure de la matrice solide
ou pâteuse au cours du temps. Une attention particulière est portée à la caractérisation des flux (entrant et sortant) et des procédés,
à la modélisation et à l’optimisation des processus. La plupart des procédés mis en oeuvre sont autothermiques ; l’ambition de
nos recherches est d’évoluer vers la mise en oeuvre de procédés allothermiques, utilisant en particulier le solaire à concentration
comme source d’énergie.
Programme de recherche « Fractionnement et séchage de la biomasse humide »
Chercheurs permanents : J.L. Dirion, M. Sauceau, P. Arlabosse
Doctorants et Post-doctorants : C. Charlou, N. Reuge, M. Blanc
La biomasse humide est généralement considérée comme peu compatible avec la production de vecteurs énergétiques ou de
matériaux à propriétés contrôlées. Nos travaux se focalisent sur le développement de nouveaux procédés de séparation à haute
efficacité énergétique et environnementale. Le problème est appréhendé sous deux angles : (1) l’intensification des procédés de
déshydratation mécanique et (2) l’étude, la conception, l’optimisation et l’intégration énergétique de sécheurs mettant en oeuvre
de l’ébullition.
Dans le cadre du projet ANR DMAT, nous avons travaillé sur la modélisation d’un pilote continu de pressage assisté thermiquement pour établir la preuve du concept à une échelle pré-industrielle. Une attention particulière a été portée à la modélisation des
mécanismes de transport d’eau au sein du matériau (terme source dans l’équation de conservation de la masse). En particulier,
l’influence du potentiel hydrique foliaire, qui permet d’estimer l’état hydrique de la biomasse, sur la cinétique de déshydratation
a été étudiée expérimentalement. Un mécanisme basé sur la migration initiale de l’eau par capillarité, sous l’effet de la pression
appliquée par le piston, puis par osmose a été retenu. Une expression mathématique du terme source a été proposée et utilisée
pour modéliser les cinétiques de déshydratation d’un tourteau de luzerne soumis à une compression axiale assistée thermiquement. La confrontation des résultats expérimentaux et de simulation (Figure 1) est satisfaisante et permet de valider l’expression
mathématique retenue pour le terme source.
63
Le séchage par ébullition est beaucoup plus efficace du point de vue énergétique que le séchage par entraînement. Pour l’application aux boues résiduaires urbaines, les techniques conventionnelles nécessitent une agitation du produit et le plus souvent une
recirculation de la boue sèche. Dans le cadre d’une thèse, nous nous intéressons à la caractérisation des propriétés d’écoulement
du produit et à la mesure de la distribution des temps de séjour (DTS). L’objectif final de ces travaux est d’identifier expérimentalement les paramètres d’un modèle, développé pour décrire le mouvement stochastique d’un produit dans un procédé continu
de séchage par contact avec agitation, puis de les relier aux différentes structures du matériau au cours du séchage. La plupart
du temps, les propriétés d’écoulement sont étudiées d’un point de vue purement rhéologique. Mais ces mesures deviennent difficiles avec l’augmentation de la concentration en solide. Dans ce travail, l’effet de la floculation et de la centrifugation sur une
boue d’épuration digérée ont été étudiés, notamment sous l’angle structurel. La boue a été caractérisée par plusieurs techniques :
rhéologie en modes écoulement et dynamique, potentiel zêta et granulométrie. Par ailleurs, une méthode, simple mais répétable
(Figure 2), a été développée pour la caractérisation de la DTS de la boue dans un sécheur par contact avec agitation. Le chlorure
de sodium est utilisé comme traceur. Les granulés de boues sèches sont collectés à la sortie de l’installation, séchés en étuve puis
soumis à une lixiviation. La concentration en sel des lixiviats est dosée par conductimétrie.
Une autre voie de recherche concerne le séchage convectif par vapeur d’eau surchauffée (VES). L’absence de dispositif d’agitation et l’absence d’air dans l’installation sont des atouts importants pour le traitement des déchets humides comme les boues
résiduaires urbaines. Une étude expérimentale a permis d’identifier la température dite d’inversion, à partir de laquelle la vitesse
de séchage en VES devient plus élevée que la vitesse de séchage sous air chaud. Enfin, la caractérisation des émissions gazeuses
lors du séchage convectif fait également l’objet de travaux de recherche, financés dans le cadre de l’ANR DIVA.
Wc Experiment
Calculation
6
5
4
3
2
1
0
800
1600
2400
3200
4000
t (s)
Figure 1 - Comparaison des cinétiques de déshydratation d’un
tourteau de luzerne obtenue expérimentalement et calculée
(Pappliquée=6 bar puis 8,5 bar, Tpiston = 70°C et ǀ ψw ǀ = 2 bar).
Figure 2 – DTS pour une injection-impulsion dans une
installation pilote de séchage par contact avec agitation
Programme de recherche « Fonctionnalisation des résidus solides »
Chercheurs permanents : R.Barna, J. Escudero, A. Nzihou, D. Pham Minh, Y. Soudais, E. Weiss-Hortala
Doctorants, Post-docs et Ingénieurs: A. Bounaceur, . Ye, M. Boulanghien, Y. Daniels, M. Dia, N. Klinghoffer, N. Lyczko,
P.M. Nigay, M. Raii, J. Ramaroson, H. Sebei, A.Oliveira Nunes, M. Ducousso, M. Galera Martinez, B. Rego de Vasconcelos
Les recherches menées dans ce programme concernent la transformation de résidus solides en vue de fonctionnaliser leur surface
pour développer des propriétés réactives nouvelles. Les résidus considérés peuvent être de plusieurs origines. Il s’agit des matériaux hybrides (issus de l’association d’entités organiques et inorganiques) et de matériaux composites (matériaux multiphasiques
obtenus par la combinaison de différents matériaux non miscibles) dans le but d’atteindre des propriétés que les composés pris
individuellement ne peuvent pas avoir. On peut par exemple citer les résidus issus de traitements thermochimiques tels que la
pyrolyse, la vapo-thermolyse et la pyrogazéification de résidus solides carbonés (biomasse, élastomères, composites, etc…) et de
résidus inorganiques. Les fonctions générées visent à obtenir des matrices utilisées comme catalyseurs (chars et cendres modifiés), fibres (fibres de carbone), adsorbants, accumulateurs et détecteurs de polluants.
Quels que soient les processus considérés pour fonctionnaliser la matrice, l’objectif sera de comprendre les mécanismes et processus impliqués lors des transformations mises en œuvre.
Plusieurs projets sont en cours, en collaborations avec des partenaires industriels et académiques. Des matrices fonctionnelles
sont par exemple générées par gazéification de résidus carbonés chargés en métaux ayant de fortes propriétés catalytiques
(Figure 3), et par la production de phosphates réactifs (Figure 4) pour la conversion de bio-ressources. D'un point de vue scientifique, les performances de ces matrices sont obtenues par le contrôle de leur microstructure et en particulier du réseau poreux
généré, et par la fonctionnalisation des surfaces les rendant spécifiques à des usages donnés.
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Figure 3a : Micropores à la surface de résidus
carbonés obtenus à 700°C
Figure 3b : Agglomérats de métaux à la surface
de résidus carbonés obtenus à 750°C
Figure 4 : Surface complexe de particules
frittées de phosphates de calcium
Programme de recherche « Conversion Thermochimique de la Biomasse et des Résidus Organiques »
Chercheurs permanents : P. Arlabosse, J-L Dirion, J. Escudero, A. Nzihou, S. Salvador, Y. Soudais
Doctorants et Post-doctorants : S. Balin, B. Colin, C. Guizani, V. Pozzobon, M. Boulanghien, A. Oliviera
Nunes, J. Billaud, S. Septien, A. Bounaceur, C. Spiesser
Les recherches menées dans ce programme permettent d’identifier les mécanismes qui déterminent les cinétiques et les rendements matière dans les traitements thermochimiques de type pyrolyse et gazéification. Cette année a été initiée la thématique
torréfaction de la biomasse-énergie. Une attention particulière est portée aux propriétés – réactivité chimique et propriétés de
surface - des solides obtenus. Quelques exemples de recherches sont présentés ci-après.
Le projet RECO2 cherche à évaluer la viabilité du recyclage de CO2 dans le procédé industriel de gazéification de biomasse en
lit fluidisé, et ce d’un point de vue technique, économique et environnemental. Notre rôle scientifique est d’améliorer la compréhension du mécanisme de gazéification sous atmosphères mixtes de type CO2 et H2O. Des études sur la gazéification sous
atmosphères mixtes de carbones résiduels (chars) issus de petites particules de biomasse obtenus sous vitesse de chauffe élevée
sont concluantes : il n’y a pas de compétition ni de synergie entre la vapeur d’eau et le CO2 pour l’accès aux sites actifs. Ceci se
traduit par une additivité des réactivités sous atmosphères pures. Nous avons également démontré une influence de l’atmosphère
de pyrolyse sous laquelle les chars sont préparés, sur la réactivité inhérente du char.
Une thèse a été démarrée, qui porte sur la torréfaction de la biomasse énergie. Il s’agit de mettre ce procédé en œuvre dans une
unité pilote de four tournant à Mines Albi, afin de caractériser les propriétés notamment mécaniques du bois torréfié. La finalité
est de minimiser l’énergie totale consommée dans un processus de torréfaction-broyage de la biomasse ; l’objectif ici est d’obtenir
un bois torréfié le plus « fragile » possible en impliquant un minimum d’énergie thermique. Un modèle numérique est en cours de
développement, qui permettra à terme d’optimiser la conduite du four et d’appréhender les problèmes d’emballement thermique
de la charge au sein du four. La Figure 5 montre le profil de charge obtenu à froid le long du réacteur.
Les composites à matrice organique renforcés à fibre de carbone (CFRP) sont des matériaux à haute performance. Le recyclage
des fibres de carbone contenues - matériau à haute valeur ajoutée - représente un enjeu économique et environnemental important.
La vapo-thermolyse, qui utilise la vapeur d’eau surchauffée à pression ambiante, est très prometteuse. Elle permet la récupération
des fibres de carbone en très bon état et la valorisation énergétique de la matrice (Figure 6). Une étude est conduite - de l’échelle
du pilote de laboratoire à celle du semi-pilote industriel - afin d’optimiser la part valorisable, de répondre aux spécifications
technico-économiques sur la fibre de carbone et de minimiser l’impact environnemental global. Deux voies de re-formulation de
fibres recyclées dans des composites thermoplastiques sont évaluées.
Une thématique de recherche récente est l’utilisation de l’énergie solaire concentrée dans des réacteurs spécifiquement conçus.
Une première application est la pyro-gazéification de biomasse sous haute densité de flux solaire. La deuxième s’intéresse à la
deshydroxylation d’argiles pour la production de pouzzolanes de synthèse.
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Figure 6 : Dispositif de vapo-thermolyse sous atmosphère
contrôlée
Figure 5 :Intérieur d'un four tournant opérant la torréfaction
de plaquettes de bois
Programme de recherche « Conversion en eau supercritique de biomasse et résidus organiques »
Chercheurs permanents : E. Weiss-Hortala, R. Barna
Doctorants : H. Boucard, Q. Wu
La thématique de recherche a démarré en 2009 par l’acquisition et la mise en œuvre d’équipements batch travaillant à haute pression (environ 300 bars) et à des températures allant jusqu’à 600°C. La première thèse a été soutenue en janvier 2012. Ce premier
travail a permis de mettre au point et de valider les équipements et la méthodologie de mise en œuvre de réactions en milieu d’eau
supercritique en utilisant des molécules modèles (glucose et glycérol). L’objectif principal de cette thèse était d’optimiser les
conditions opératoires pour la formation d’hydrogène (1,5 ou 2 mole de H2 par mole de glycérol ou glucose introduites). Ceci est
en deçà des performances d’un réacteur continu mais le CO n’est produit qu’à l’état de traces, ce qui met en évidence des chemins réactionnels et des équilibres différents entre les procédés. La phase de montée en température a été étudiée, (Figure 7), et a
montré que le glucose se dégrade totalement avant l’atteinte de conditions supercritiques (374°C, 221 b). Parmi les composants
formés, on note l’apparition du 5-HMF, molécule particulièrement intéressante en synthèse organique. Par ailleurs, la phase solide
est composée de microparticules de carbone incluses dans une phase carbonée d’aspect vitreux.
La thèse démarrée fin 2011 porte sur la conversion hydrothermale de la liqueur noire, résidu du procédé Kraft de fabrication de la
pâte à papier. Actuellement la liqueur noire est brûlée et valorisée énergétiquement. Cependant, en raison de sa charge organique,
la recherche porte sur sa valorisation. Un premier travail de balayage a mis en évidence les gammes de conditions opératoires permettant de favoriser la gazéification, la liquéfaction et la carbonisation. La gazéification batch produit des gaz bien plus riches en
H2 que les procédés continus en raison de l’alcalinité de la solution qui stocke le CO2. Le processus de conversion a aussi été mené
en conditions proche supercritique en vue de l’obtention d’une phase solide (« hydrochar »). Celle-ci est relativement homogène,
composée de microparticules de carbone de grande pureté (Figure 8). L’optimisation des conditions opératoires est en cours, ainsi
qu’une caractérisation plus approfondie de ces particules carbonées sphériques et des compositions des phases liquides.
D’autre part, l’équipe étudie l’application du procédé de conversion/solvolyse en eau ou mélanges supercritiques à la dépolymérisation de matériaux composites pour l’obtention de molécules plateformes à haute valeur ajoutée.
Figure 8 : photo MEBE de la phase solide obtenue lors de la
conversion hydrothermale de la liqueur noire en conditions proches
de l'état supercritique
Figure 7 : variation de la concentration du glucose lors de la
phase de montée en température dans le réacteur batch.
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Programme de recherche « Transfert radiatif - Solaire concentré »
Chercheurs permanents : Bezian Jean-Jacques, Mouna El Hafi, Fudym Olivier, Ladevie Bruno
Doctorants et post-doctorants : Jérémi Dauchet, Olivier Farges, Mathieu Galtier, Arnaud Jourdan, Victor Pozzobon,
Guillaume Térrée, Vincent Eymet, Christophe Spiesser, François Veynandt.
L’activité en transfert radiatif est composée de deux volets.
Le premier est dédié aux développements méthodologiques. Une thèse consiste à développer des spectres haute résolution des gaz
absorbants (applications combustion et atmosphères planétaires). Nous avons mis à disposition la base de données spectrales sur
un site web ; elle relève du domaine public. A partir de ces bases de données spectrales, l’objectif est de fournir des calculs sonde
(de référence) par la méthode de Monte Carlo (en relation avec le projet ANR SMART-LECT en cours).
Nous avons par ailleurs développé de nouveaux algorithmes de Monte Carlo basés sur les algorithmes à collision nulle, déjà utilisés dans d’autres domaines d’applications (plasmas, informatique) mais pour la première fois en thermique radiative. L’intérêt
de ces algorithmes est que nous pouvons nous affranchir de l’utilisation de maillages numériques.
Par ailleurs, une thèse a pour problématique de traiter des milieux très diffusants. La méthode de Monte Carlo dans ce cas nécessite des temps de convergence importants. Pour y remédier, la compréhension de la statistique des chemins de multidiffusion
et l’utilisation de l’approximation de diffusion permettent de proposer une méthodologie de calcul de grandeurs qui dépendent
de ces chemins. Ceci aura pour but ultime l’optimisation de procédés de type photobioréacteurs, (Figure 9), dans lesquels les
microalgues sont les diffuseurs.
Enfin une thèse a permis une avancée significative de l’utilisation des méthodes de Monte Carlo dans le domaine du génie des
procédés. Elle définit une méthodologie qui permet de calculer des rendements annuels ou volumiques d’un procédé. Jusque là
toutes les grandeurs que l’on calculait mettaient en oeuvre du Monte Carlo linéaire. Lorsqu’il s’agit de calculer une grandeur et
son rendement et qu’il faut l’intégrer sur le temps ou l’espace, il faut faire appel à du Monte Carlo non linéaire, problème non
résolu jusque-là. De plus nous avons mis au point une nouvelle méthologie pour le calcul des sensibilités géométriques pour couvrir des cas complexes. Ces nouveaux algorithmes sont basés sur une nouvelle formulation de la dérivée de la fonction à intégrer
par Monte Carlo. Ces techniques seront utilisées dans les algorithmes d’optimisation de différents procédés (photobioréacteurs,
centrales solaires).
Un deuxième volet concerne les domaines d’applications : les méthodes développées ont été appliquées dans le cadre de recherches partenariales menées dans trois domaines d’application principaux : chambres de combustion, procédés solaires à
concentration et photobioréacteurs. Dans le domaine des procédés solaires à concentration, trois axes de recherche sont abordés :
· Optimisation des optiques de concentration du rayonnement solaire : nous avons utilisé l’environnement de développement
EDStaR, appliqué dans de nombreuses configurations (champ d’héliostats de centrales à tour, paraboles, miroirs de FRESNEL,
Figure 10). Une méthode originale de calcul de performances annuelles a été mise au point.
· Etudes des transferts thermiques dans les récepteurs solaires à lits fluidisés : afin de chauffer de l'air (cycle turbine à gaz) à plus
de 1000°C, nous avons développé un récepteur à lit fluidisé de particules réfractaires directement soumis à de hauts flux solaires
concentrés.
· Interactions entre les hautes densités de flux solaire et la matière, pour la valorisation énergétique de biomasse ou de déchets.
Un nouvel axe de travaux tente de remplacer les sources énergétiques classiques de ces procédés de valorisation par de l’énergie
solaire concentrée.
(b) Géométrie du photobioréacteur modélisée dans EDSTar
représentant le réacteur de 16,5cm de diamètre et les 979 fibres
optiques. La distance entre les fibres est de 4,8 mm.
Figure 9 : (a) Photobioréacteur volumique soumis
à un flux solaire concentré.
Figure 10 : Prototype de
concentrateur solaire de Fresnel à
miroirs linéaires
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Programme de recherche « Méthodes inverses et efficacité Energétique »
Chercheurs permanents : J-J. Bezian, M. ElHafi, O. Fudym, B. Ladevie
Doctorants et Post-doctorants : F. Belfio, W. Betencurte Da Silva, M. Falcon, H. Massard, S. Thiers
Les méthodes d’inférence statistique, ou « méthodes bayésiennes », permettent de quantifier et prendre en compte un environnement incertain (erreurs de mesures, erreurs de modélisation, propriétés mal connues) sous forme d’information à priori, pour en
déduire la distribution de probabilités et les propriétés statistiques des grandeurs estimées ou recherchées. Ce genre d’approche
peut-être développé pour des applications telles que des méthodes de mesures thermiques ou dans des problèmes d’optimisation.
En optimisation, on cherche à optimiser des simulateurs et explorer l’espace des choix possibles lorsque le modèle direct servant
au calcul de la fonction objectif est très lourd en temps de calcul, et qu’il y a en plus des contraintes à satisfaire. C’est en particulier le cas lors de la conception de bâtiments à basse consommation pour lesquels le comportement énergétique doit être fortement
optimisé. Une approche de Kriging, couplée à un algorithme d’essaims de particules a été développée pour cette application.
C’était le cas du projet AMMIS (Analyses multicritères et méthode inverse en simulation énergétique du bâtiment) ou encore du
projet BEST (Bâtiment à Energie Solaire pour le Tertiaire), mené par un consortium de sociétés telles que TBC, HPC SA, CFA,
AURORE, NEOTIM, ALDES, CLIPSOL, TECSOL, TECHNAL, Agence Architecture François PELEGRIN, Archétype – et
Elisabeth PELEGRIN-GENEL.
En méthodes inverses, plus particulièrement pour des problèmes d’estimation d’état, une thèse en cotutelle avec l’Université
Fédérale de Rio de Janeiro a permis d’aborder l’application des filtres particulaires à l’assimilation de données en propagation de
fronts thermiques. Il s’agissait, dans le cadre d’une collaboration avec le CERFACS, d’estimer la vitesse de propagation d’incendie dans un champ de combustible naturel de distribution aléatoire à partir du traitement d’images infrarouges. On voit sur la
Figure 11 les temps d’arrivée du front de feu ainsi que les fronts reconstitués après assimilation des données expérimentales, qui
permettent d’estimer des paramètres tels que le taux d’humidité du combustible et son rapport de forme Surface/Volume.
Figure 11 : (a) temps d’arrivée du front de feu (b) Comparaison entre feux simulés et estimés
par assimilation données de t = 64 s à t = 106s
Groupe Poudres et Procédés
Responsable : Fabienne Espitalier
Ce groupe de recherche a pour vocation de répondre aux défis actuels liés aux développements et à la caractérisation de nouveaux
matériaux et solides divisés ayant des propriétés d’usage contrôlées. Il s’intéresse à leur formulation, leur manutention, leur mise
en forme, leur utilisation ultérieure et leur recyclage, ainsi qu’à l’éco-conception des procédés permettant de les obtenir. Les
propriétés d’usage recherchées sont l’efficacité d’action (biodisponibilité, dispersion, mouillabilité…), la texture granulaire ou la
tenue mécanique. L’obtention de ces propriétés demande souvent l’utilisation préalable de procédés pertinents de génération ou
de mise en forme. Ce groupe de recherche est divisé en 5 programmes de recherche. Des exemples d’études sont présentés par
programme.
Programme de recherche « Cristallisation à pression atmosphérique ou modérée »
Chercheurs permanents : F. Baillon, R. Calvet, F. Espitalier, J. Fages, J.J. Letourneau, O. Louisnard, M. I. Ré, E. Rodier,
M. Sauceau
Doctorants et Post-doctorants : M. G. Cares-Pacheco, S. De Paiva Lacerda, M. Dietemann, C. Gendre, N. Macedo Portela,
W. Montes Quiroz, A. Rachah, J. Resende de Azevedo
Ce programme de recherche s’intéresse à l’étude d’opérations de cristallisation en présence d’ultrasons, en CO2 supercritique ou
en milli-canaux. Des liquides ioniques peuvent être utilisés comme solvants. Trois types d’études représentatives du programme
sont présentés.
68
Molécules actives hydrophobes
Au moins 40% des nouvelles substances actives pharmaceutiques (API) sont peu solubles dans l'eau, ce qui entraîne souvent
une biodisponibilité faible et hautement variable. Vu les processus à haut débit de sélection des nouvelles molécules bio-actives,
l'administration de ces API peu solubles devient un réel défi pour l'industrie pharmaceutique. En vue de modifier les propriétés
de ces actifs (distribution de taille, cinétique de dissolution, mouillabilité ...), nous nous intéressons à leur re-cristallisation par
effet anti-solvant. L'anti-solvant utilisé est l'eau. L'exemple présenté concerne une nouvelle molécule active antirétrovirale. Cette
molécule sous forme solide présente une biodisponibilité limitée à cause de sa faible solubilité en phase aqueuse, sa mauvaise
mouillabilité et sa faible vitesse de dissolution. Afin d'améliorer sa biodisponibilité, la molécule a été recristallisée. Le solvant
choisi est l'éthanol. Un mélange double jet avec pré-mélangeur (canaux de 1 à 3 mm) a été choisi pour réaliser la cristallisation.
Des additifs ont été utilisés afin de modifier les propriétés de dissolution des cristaux, et d'optimiser les paramètres de formulation
et de cristallisation. Les microcristaux produits présentent des profils de dissolution significativement plus rapides que les cristaux initiaux (Figure 12). Cette modification est attribuable à la modification de la taille des cristaux mais aussi à l’amélioration
du mouillage en raison des interactions spécifiques entre la surface des cristaux et les additifs.
Figure 12 : Profil de dissolution du solide initial
et du solide recristallisé en présence d'additifs :
chitosane, Poloxamer 407 (P407), (37°C, 0.1M
HCl, 75 tours/min)
Lien Propriétés produits/procédé
Dans nos différentes études, nous tentons d’établir des liens entre les propriétés des produits synthétisés et les paramètres opératoires du procédé utilisé.
L’étude expérimentale de la précipitation du silicate de magnésium amorphe assistée par ultrason a été menée. Concernant la
morphologie du solide, deux niveaux d’agglomération sont systématiquement observés. La structure poreuse du solide semble
dépendre des paramètres du procédé et, même, de l’association de ces paramètres. Des corrélations ont également pu être établies
entre cette structure poreuse, le comportement du solide en dispersion dans un polymère et les résultats de l’analyse de surface
des solides réalisée par CGI. L’analyse de surface par CGI a montré que la composante dispersive de l’énergie de surface des
silicates de magnésium amorphes, mesurée avec des sondes alcanes linéaires, présente des valeurs relativement élevées (~120
mJ/m2), comparables dans certains cas à celle du talc naturel (~180 mJ/m2). L’agglomération multi-échelles serait responsable
de ces valeurs élevées. Cette agglomération serait aussi à l’origine d’effets d’exclusion de taille mis en évidence par l’injection
de sondes alcanes cycliques. Les essais de dispersion de certains solides dans une matrice polymère hydrocabonée, de type polypropylène, ont confirmé les tendances prédites par l’analyse par CGI. Le choix des sondes alcanes s’est donc révélé pertinent
pour estimer les interactions solide-polypropylène. L’analyse des solides par CGI est donc un bon outil prédictif des interactions
charge-polymère. Cette étude a été réalisée dans le cadre du projet NANOTALC (ANR-09-MAPR-0017).
Une deuxième étude sur le mannitol a démarré avec pour objectif la caractérisation des transformations polymorphiques de surface par CGI en fonction des paramètres opératoires du procédé (cristallisation en solution, cristallisation en fluide supercritique
et broyage).
Étude à l’échelle d’une goutte ou d’une bulle
La conception de nouveaux procédés nécessite des essais et des caractérisations qui présentent certains inconvénients, comme les
coûts élevés d’implémentation, la forte consommation de matière et d’énergie et la longueur des temps d’essais et de traitement.
Envisageant ces difficultés, l’utilisation de microréacteurs grâce à la réduction d’échelle et donc aussi à la modification des temps
caractéristiques des phénomènes, permet de surmonter en partie ces inconvénients. Un montage expérimental a été développé en
vue de l’étude d’écoulements diphasiques sous pression (P < 500 bars) en micro-capillaires (250 µm ou 536 µm). Les objectifs
principaux sont la mesure de propriétés et l’étude de la génération de particules sous pression. Les conditions opératoires permettent d’agir sur la taille, la forme et la composition des gouttes (Figure 13).
Figure 13 : Train de gouttes
(diamètre intérieur de capillaire 536 µm, Système Eau - CO2, Eau : 1 mL/min – CO2 : 0,01 mL/min, T = 35 °C, P = 85 bars).
69
Différentes expériences portant sur l’influence des ultrasons sur la cristallisation/précipitation de produits minéraux ou organiques ont montré leur effet sur le temps d’induction, la largeur de zone métastable, la taille et le faciès des cristaux formés. En
vue d’élucider le mécanisme d’actions des ultrasons sur la cristallisation de la glace en se plaçant en condition de bulle unique de
cavitation, une cellule carrée de lévitation en verre a été conçue (SONONUCLICE ANR-09-BLAN-0040-02). Dans cette cellule,
une onde de pression acoustique est imposée par un piézoélectrique collé à la base de la cellule. Un microphone est collé sur une
face latérale. La réponse de ce capteur est liée à la dynamique de la bulle. Lorsque un corps étranger apparaît ou s’approche de
la bulle, il perturbe et affecte la périodicité de la bulle. Cette perturbation nous permettra de détecter la formation des cristaux
(Figure 14).
Figure 14 : Fonction d’autocorrélation et perturbation
de la bulle unique de cavitation
Programme de recherche « Mélange de Poudres »
Chercheurs permanents : H. Berthiaux, J. L. Dirion, C. Gatumel
Doctorants et Post-doctorants : C. Mayer, X. Zhao
Ce programme de recherche étudie les procédés de mélange des milieux pulvérulents et granulaires depuis une quinzaine d’années. A partir des outils classiques de Génie des Procédés autour desquels il s’articule, il contribue à relever les trois principaux
défis industriels actuels : une meilleure caractérisation de l’homogénéité et de la ségrégation des mélanges ; l’optimisation des
procédés continus ; l’étude des nouveaux mélanges et des nouveaux mélangeurs.
Homogénéité et ségrégabilité des mélanges
Nous nous penchons sur le développement, tant métrologique que méthodologique, de moyens de mesure de l’homogénéité des
mélanges de poudres. Un effort est porté sur l’acquisition en ligne (analyse d’images, capacitance) et le traitement des données
recueillies en vue de quantifier l’efficacité d’un procédé de mélange et d’optimiser son fonctionnement. Une méthode d’analyse
d’images a ainsi été développée pour être adaptée en sortie d’un mélangeur continu, permettant de prendre en compte toutes les
particules dans le calcul en temps réel de l’homogénéité.
Procédé de mélange en continu
L’étude des procédés de mélange en continu est une de nos préoccupations depuis 10 ans et constitue un point qui nous identifie
clairement au plan international. Les recherches concernent aujourd’hui le contrôle-commande de procédé en collaboration avec
le LGC. Il s’agit de rassembler les connaissances acquises sur la modélisation de l’écoulement dans un pilote, la mesure en ligne
de l’homogénéité de mélange par analyse d’images, la traduction de cette homogénéité en termes d’agitation, puis de variables
opératoires … pour les agréger à de nouvelles connaissances sur le contrôle d’un procédé. Nous avons ainsi obtenu des avancées
notoires sur le fonctionnement transitoire du mélangeur : démarrage, arrêt, perturbations fortes des conditions d’opération. Un
modèle markovien hautement prédictif du comportement dynamique a été construit. Il sert de base dans l’étude, pour l’instant
essentiellement théorique, de la commande du procédé.
Nouveaux mélanges – nouveaux mélangeurs
Aujourd’hui, il est nécessaire de concevoir, d’étudier, de dimensionner et d’extrapoler de nouveaux mélangeurs pour réaliser les
mélanges « de plus en plus technologiques » issus de la formulation. C’est dans ce cadre que se place notre étude du changement
d’échelle en mélangeur Turbula (ANR MASCoTe) pour trois tailles de cuve. Les poudres étudiées sont des mélanges de graphite
et de résine époxy rentrant dans la composition des plaques bipolaires pour PAC. En se basant sur les caractéristiques cinématiques d’un point situé en fond de cuve et des essais réalisés dans des conditions identiques d’accélération maximale de ce point,
nous obtenons des homogénéités de mélange très proches. Ceci est encourageant, aussi bien du point de vue de la faisabilité
industrielle du mélange que sur la définition des critères de changement d’échelle basés sur une similitude dynamique (figure 15).
(a)
(b)
Figure 15 : (a) Evolution temporelle de l’accélération subie
par un point situé en fond de cuve du mélangeur Turbula ;
(b) correspondance des vitesses pour trois tailles de mélangeur
selon un critère de similarité dynamique.
70
Programme de recherche « Formulation et Mise en Forme de Milieux fondus»
Chercheurs permanents : M. Baron, J. Fages, J.J. Letourneau, M. I. Ré, E. Rodier, M. Sauceau
Doctorants et Post-doctorants : C. Flandinette, N. Hijazi, S. Regina Pereira Camelo
Ce programme de recherche s’intéresse à la formulation et la formulation et la mise en forme de milieux fondus avec ou sans
CO2 supercritique.
Développement de procédés propres via l’utilisation de CO2 supercritique
Deux exemples de procédé sont présentés, l’un conduisant à la formation de mousse de polymères nanochargés et l’autre à
l’obtention de composites particules organiques/biopolymère.
L’extrusion peut être envisagée pour la formulation galénique car elle présente plusieurs avantages : procédé continu, sans solvant, dosages relativement élevés et haut degré de dispersion du principe actif dans une matrice polymère. Cependant, la température opératoire est une variable critique : elle doit être suffisamment élevée pour permettre la fusion du polymère, d’où un
risque de dégradation de la molécule active ou la nécessité d’ajouter un plastifiant au polymère. Enfin, on ne peut pas contrôler la
porosité de la matrice polymère sans ajout d’un agent de nucléation.
Le procédé développé par le laboratoire remédie à ces inconvénients en combinant la technologie classique d’extrusion et la
technologie des fluides supercritiques. Ce procédé permet de fabriquer des composites de mousses de polymères nanochargées
via l’extrusion assistée par fluide supercritique.
Des essais ont été réalisés avec différents principes actifs (kétoprofène, prednisolone, spironolactone) dans une matrice polymère pharmaceutique, Eudragit E100, (Figure 16). L’influence de l’ajout d’amidon dans la formulation a également été étudiée.
Des mousses à porosité contrôlée ont ainsi été fabriquées à des températures opératoires abaissées. Ces mousses ont montré
une dispersion des principes actifs à un niveau moléculaire et une vitesse de dissolution accélérée. Ce projet est réalisé avec la
participation de l’ENI Gabès en Tunisie et en collaboration avec l’université de Budapest en Hongrie dans le cadre d’un projet
Egide – Balaton.
Dans le cadre d’une thèse en collaboration avec l’école des Mines d’Alès, nous travaillons sur l’obtention de composites de particules de chitosane dispersées dans une matrice de biopolymère. Cette thèse s’intègre dans les projets du groupe NanoMines et
bénéficie à ce titre d’un accompagnement financier.
L’élaboration d’assemblages de biopolymères nanostructurés constitue une voie de recherche innovante visant à produire des
matériaux à propriétés fonctionnelles originales et performantes. À l’heure actuelle, la majorité des travaux portent sur l’élaboration de nanocomposites constitués de nanocharges d’origines minérales (donc non renouvelables) incorporées dans une matrice
biopolymère ou sur la nanostructuration de gels de polysaccharides. Cependant, peu de travaux portent sur la synthèse et l’incorporation de charges de biopolymères dans une matrice biopolymère.
Figure 16 : Diffractogramme RX de mousses d’Eudragit E100-kétoprofène (5%) :
kétoprofène pur (haut), mélange physique (milieu), extrudat E100-kétoprofène (bas)
Durant ce projet de recherche, nous nous intéressons à deux enjeux principaux :
• La synthèse de nanoparticules de biopolymères en utilisant autant que possible les fluides supercritiques (FSC), solvants
dits « verts », en batch ou en continu. Des dispersions ont été obtenues via le principe suivant : on co-injecte dans un autoclave une solution de chitosane préalablement dissous dans une solution aqueuse d’acide acétique à laquelle on a ajouté
de l’éthanol et du CO2 supercritique jouant le rôle d’antisolvant. Les particules ainsi formées sont récupérées dans une
solution aqueuse de KOH initialement basique de façon à neutraliser le caractère acide environnant. Les dispersions ainsi
récupérées sont lavées à l’eau, filtrées et séchées par lyophilisation (Figure 17).
• L’élaboration d’assemblages de biopolymères nanostructurés par extrusion et par voie solvant.
71
Figure 17 : Particules de chitosane synthétisées par effet anti-solvant d’une solution éthanol/CO2 supercritique.
Formulation de molécules actives en vue d’un contrôle de la biodisponibilité.
Deux nouvelles thématiques, le prilling et l’extrusion hot melt ont débuté en 2012 et sont développées via une collaboration entre
le laboratoire RAPSODEE et la plateforme technologique GALA.
Le procédé de prilling permet de former de telles particules à partir d’une phase liquide (un milieu fondu, une solution ou une suspension). La formulation liquide est divisée en gouttes de taille calibrée (principe de la formation d’un jet laminaire et application
d’une vibration à une fréquence précise) qui sont ensuite stabilisées ou solidifiées par un bain de gélification ou par refroidissement contrôlé. L’objectif est de développer des particules de type noyau-membrane avec une distribution granulométrique étroite.
On s’intéresse à la membrane formée (composition, résistance mécanique, vitesse de dissolution) pour constituer des particules
de type “réservoirs” contenant de nanoparticules qui doivent être libérées dans un environnement colique.
Formation des goutellettes
(resónance du jet)
Génération du solide
refroidissement
Noyau
incompressible
contenant une
molécule active
gélification réaction chimique
Particule de type noyau-membrane
Constitution de la membrane:
- composition
- forme
- fonctionnalité - épaisseur
- porosité
Figure 18 : Schéma du procédé de génération de particules noyau-membrane par "prilling"
(équipement utilisé : Spheromiseur M, Brace GmbH, Plateforme GALA)
L’étape de mise en place expérimentale a débuté (Figure 18). Cette étude est menée en collaboration avec le CIRIMAT, Toulouse
(équipe « Phosphates, Pharmacotechnie, Biomatériaux »).
Une deuxième étude concernant la formulation d’une dispersion solide principe actif-polymère en vue d’améliorer la vitesse de
dissolution a commencé en fin d’année en collaboration avec un laboratoire pharmaceutique. La complémentarité d’équipements
localisés au sein du laboratoire RAPSODEE et de la plateforme GALA sera mise à profit.
72
Programme de recherche « Granulation, Mécanique des Poudres & Propriétés Structurelles »
Chercheurs permanents : A. De Ryck, O. Louisnard, A. Michrafy, D. Oulahna
Doctorants et Post-doctorants : G. Lefebvre
Les études de ce programme de recherche s’intéressent aux modifications mécaniques et structurelles des poudres durant les
procédés de mise en forme par granulation humide classique ou par moussage, granulation sèche, compression et écoulement
en transport. Les projets de recherche menés dans ce domaine de formulation granulaire et de mise en forme des poudres ont
comme objectif d’établir des liens entre les propriétés requises « fonctions d’usage » et les paramètres des procédés permettant
une structuration granulaire souhaitée. Les outils développés combinent des approches expérimentales, analytiques et des outils
de modélisations basées sur les éléments finis (FEM) et les éléments discrets (DEM).
Granulation humide en phase Mousse (Foam Granulation) La voix aqueuse d’agglomération des poudres hydrophiles et/ou gélifiantes pose actuellement des difficultés de mise en forme en
granulation et généralement le traitement se fait avec des liants à base d’alcool. On s’intéresse dans ce programme à un nouveau
procédé de mise en forme par granulation en substituant le liquide par une phase mousse aqueuse. La nature et l’identification
des mécanismes locaux d’agglomération et de croissance dans cette technique ne sont pas globalement établies à ce jour. Nos
premiers travaux sont concluants et nous avons mis en place un générateur de mousse de laboratoire par bullage (Figure 19)
sachant qu’on génère aussi la mousse par agitation mécanique ou couplage « mécanique-bullage). Des concepts d’interactions
mousse-grains au niveau local et des concepts au niveau du procédé d’agglomération et de mise en forme granulaire sont mis
en œuvre. En 2012, un programme spécifique (Post-doctoral) sur la génération de granules par addition de mousses a été mené
avec un industriel de spécialité, et ayant bénéficié d’aide de la région Midi-Pyrénées. Nous prévoyons en 2013-2014 des travaux
spécifiques sur les aspects fondamentaux « mousses-grains » et d’élargir l’étude à des structures granulaires complexes.
Figure 19 : Générateur de mousse par bullage ou par action mécanique
(mousseur mis au point et conçu au laboratoire)
Granulation sèche : Modélisation de l’effet de l’air dans les poudres en phase de compactage à rouleaux
L’écoulement et la mise en forme des solides divisés par des procédés industriels comme la compression, la granulation sèche ou
encore le broyage présentent des verrous scientifiques et technologiques liés d’une part à leur caractère poreux, aux propriétés
mécaniques du solide et au design des appareillages. L’un des problèmes communs à tous ces procédés est lié à l’air emprisonné
dans les poudres fines pendant la compression et son élimination partielle à travers le système d’alimentation. Dans cette activité
de recherche, une approche collaborative entre la caractérisation de propriétés et la modélisation numérique par éléments finis
est élaborée pour mieux comprendre les phénomènes et apporter quelques réponses pertinentes au niveau du procédé et des
propriétés des produits.
Dans le cadre d’une thèse (doctorant CIFRE Lafarge Ponts&Chaussées), nous avons développé une modélisation solide-gaz
couplés, permettant de calculer les pressions dans le solide et dans le gaz au sein de la matrice poreuse pendant le procédé de
compression à rouleaux (Figures 20 et 21).
Figure 20 : Gradient de pression adimensionnel (DPG) en
fonction de la vitesse du rouleu : zones de stabilité (poudre de
bentonite)
Figure 21 : Répartition de la pression de l'air. Effets
de la fragmentation de la poudre (calcaire)
73
Ecoulement de poudres cohésives dans un canal : pente minimale.
Faisant suite aux travaux sur les épaisseurs des écoulements en canal incliné de poudres non cohésives, nous étudions le cas des
poudres cohésives pour lequel il existe un angle minimal de mise en écoulement qui dépend de la cohésion c de la poudre. La
(Figure 22) représente la pente minimale qmin en fonction du ratio de longueurs l/a. Les résultats sont présentés pour une poudre
ayant un angle de friction interne de 20, 30, 40, 50 et 60°, en traits pleins pour le cas où les bords du canal sont rugueux ; en
pointillés pour le cas de bords lisses avec un angle de friction à la paroi de 20°. Ces travaux sont menés en collaboration avec the
School of Material Sciences and Engineering, UNSW, en Australie.
Figure 22 : Pente minimale en fonction du ratio longueur l/a. l = c/ρg où ρ est la masse volumique apparente de la poudre,
g l'accélération de la gravité et a la demi-largeur du canal, c cohésion de la poudre.
Programme de recherche « Transformations des poudres par actions mécaniques »
Chercheurs permanents : M. Baron, R. Calvet, A. Chamayou, L. Galet, O. Lecoq
Doctorants et Post-doctorants : T. Benkacem, L. Carlier, F. Cavailles, C. Gendre, I. Murrieta,
A. Sato, P. F. Marques de Oliveira.
Ce programme de recherche s’intéresse principalement à la génération de particules à propriétés d’usage contrôlées par applications de forces mécaniques diverses. Peuvent être citées, par exemple, les opérations de broyage, d’enrobage à sec et de mécanochimie. Ces procédés, limitant l’usage de solvants organiques, relèvent souvent de la dénomination « procédés verts ». En
parallèle de cette composante principale du programme, est développée une activité orientée vers l’étude des propriétés de surface
des poudres et particules.
Génération de particules composites par enrobage à sec.
La compréhension des mécanismes mis en jeu dans ce procédé reste un enjeu majeur en vue de contrôler les propriétés d’usage
de la poudre obtenue. Lors d’un travail réalisé en partenariat entre Mines-Albi, Mines-Saint-Etienne et l’Université du Tohoku
(Japon), un procédé d’enrobage à sec par mélangeur à haut cisaillement Cyclomix HOSOKAWA a été développé. L’étude numérique et expérimentale de l’enrobage a été réalisée. A cette occasion un Cyclomix équipé d’une cuve transparente a été utilisé
(Figure 23 a) et le mouvement des particules a été étudié par caméra rapide et PIV, Particule Image Velocimetry. La simulation
des mouvements de particules dans le mélangeur par DEM, Discrete Element Method, (Figure 23 b), a permis d’obtenir des
informations sur la position, la vitesse des particules, et d’autres paramètres énergétiques, ainsi qu’une estimation du degré de
mélange à tout instant. Les champs de vitesse réelle ou numérique liés aux mouvements de particules, analysés par PIV, sont analogues (Figure 23c). Un modèle de cinétique a été proposé mettant en évidence une constante qui traduit l’efficacité d’enrobage.
Cette constante peut être estimée par simulation DEM à partir des paramètres opératoires.
Ce travail a été cofinancé par l’ANR (Carnot Mines 2008).
Ce travail se poursuit dans le cadre du projet européen PowTech ITN et a pour objectifs de développer des techniques de caractérisation de l’enrobage en voie sèche pour quantifier le taux de recouvrement (par méthodes optiques) et pour évaluer une tenue
mécanique des particules invitées sur les particules hôtes (par des tests dédiés).
Figure 23 (d'après Sato et al., Powder Technol et Chem. Eng.Sci.)
a) Cyclomix équipé d'un réacteur transparent
b) Simulation du mouvement c) Exemple de corrélation entre l'observation
pour étude par caméra rapide et PIV
des particules par DEM
expérimentale et l'approche par simulation DEM
74
Surface des poudres : caractérisation, réactivité sous contrainte, relation avec le procédé.
L’étude des propriétés de surface des poudres et particules a été développée depuis quelques années en appui du développement
de procédés de génération de particules, à travers le développement de méthodes de caractérisation de poudre, d’étude des interactions et des modifications de surfaces à la suite à des contraintes tant mécaniques, thermiques ou hydriques. Cette problématique
s’est en particulier développée dans le cadre d’un projet ANR REACTIVE POWDER 2008-2012, programme ALIA, impliquant
cinq autres laboratoires académiques partenaires du projet. Ce projet, orienté pour RAPSODEE vers la caractérisation de la
forme et de la surface de poudres d’intérêt industrielles (laitières et céréalières) s’est principalement intéressé aux relations entre
propriétés et réactivité des particules. Les travaux réalisés en collaboration avec le Laboratoire d’Ingénierie des Biomolécules
(LIBIO, Nancy) avaient pour objectif de développer de nouvelles techniques et protocoles de caractérisation de la forme et de
la surface des particules de poudres alimentaires. Le fil conducteur de ce travail est une approche multi-échelle mettant en jeu
différentes techniques d’analyse et de caractérisation. A l’échelle atomique, des techniques pour caractériser la surface et le cœur
des particules par EDX ont été développées (permettant de sonder la particule à 1 µm de profondeur). L’adaptation de l’EDX
couplé à l’XPS (5 nm de profondeur) permet de remonter à des valeurs de composition de surface (lactose, lipides, protéines) à
partir des pourcentages atomiques (Figure 24). A l’échelle moléculaire, les gradients de composition par couplage de l’EDX et
l’XPS ainsi que les différentes fractions de matière grasse (matière grasse libre, encapsulée et totale) ont été étudiés. En parallèle, un protocole de caractérisation a permis d’évaluer les propriétés de forme à l’aide d’un granumorpholomètre. La technique
de chromatographie gazeuse inverse a été utilisée et a permis de caractériser la surface de particules de semoule de blé, et d’en
déterminer des valeurs de composantes d'énergie de surface.
Figure 24 : Gradients de composition proposés pour des particules de lait écrémé et entier
(d'après Murrieta-Pazos et al., FoodHydrocolloids 26, 2012)
75
SENNOUNE Mohamed, SALVADOR Sylvain, DEBENEST Gerald
Impact of a CO2-enriched gas on the decarbonation of
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NGANYA Thomas, LADEVIE Bruno, KEMAJOU
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Comprehensive study of dynamic curing effect on tablet coating structure
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Combustion and gasification characteristics of chars from
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ANDRE Christophe, DEMEYRE Jean-François, GATUMEL Cendrine, BERTHIAUX Henri, DELAPLACE
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Dimensional analysis of a planetary mixer for homogenizing
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SIMON Valérie, MOREAU Lucile, ROMDHANA MedHedi, SABLAYROLLES Caroline, MONTREJAUD-VIGNOLES Mireille, LECOMTE Didier
Emissions of polycyclic aromatic hydrocarbon particulates
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Estimation of position-dependent transient heat source with
the Kalman filter
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Rheological behavior of gypsum, plaster, and hydroxyapatite
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A Kriging constrained efficient global optimization approach
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Catalyst properties and catalytic performance of char from
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Thermal treatment of dredged sediment in a rotary kiln :
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Multi-scale simulations of fire growth on a sandwich composite structure
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Laboratory scale study of an industrial phosphate and thermal treatment for polluted dredged sediments
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Biocompatible magnetic microspheres for use in PDT and
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BATTAGLIA Jean-Luc, SCHICK Vincent, ROSSIGNOL
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Global estimation of thermal parameters from a picoseconds
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Synthesis of calcium hydroxyapatite from calcium carbonate
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Treatment of textile waste waters by hydroxyapatite co-precipitation with adsorbent regeneration and reuse
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A new route for the synthesis of alkali polyphosphate from
economical starting materials : part II - Influence of reaction conditions
PHOSPHORUS, SULFUR, AND SILICON AND THE RELATED ELEMENTS, vol.187, n° 10, p.1132-1140, 2012
NZIHOU Ange, THEMELIS Nickolas J, KEMIHA Mohammed, BENHAMOU Yohan
Dioxin emissions from municipal solid waste incinerators
(MSWIs) in France
WASTE MANAGEMENT, vol.32, n° 12, p.2273-2277,
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NAGY Zsombor Kristof, SAUCEAU Martial, NYUL
Katalin, RODIER Elisabeth, VAJNA Balazs, MAROSI
György , FAGES Jacques
Use of supercritical CO2 aided and conventional melt extrusion for enhancing the dissolution rate of an active pharmaceutical ingredient
POLYMERS ADVANCED TECHNOLOGIES, vol.23, n° 5,
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Article lié à un congrès (revue internationale)
WU Qian, WEISS Elsa, BARNA Radu, BOUCARD
Hélène, BULZA Silviu
Glycerol and bioglycerol conversion in supercritical water
for hydrogen production
ENVIRONMENTAL TECHNOLOGY, vol.33, n° 19,
p.2245-2255, 2012
SFGP 2011 - 13th SFGP Conference, Lille, FRANCE, November 29th-December 1st, 2011
SATO Akira, SERRIS Eric, GROSSEAU Philippe, THOMAS Gérard, CHAMAYOU Alain, GALET Laurence,
BARON Michel
Effect of operating conditions on dry particle coating in a
high shear mixer
POWDER TECHNOLOGY, vol.229, p.97-103, 2012
ROCCIA Jean-Patrick, PIAUD Benjamin, COUSTET
Christophe, CALIOT Cyril, GUILLOT Emmanuel,
FLAMANT Gilles, LA TORRE Jérémie de
SOLFAST, a ray-tracing Monte-Carlo software for solar
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Eurotherm conference No. 95 : computational thermal radiation in participating media IV, Nancy, FRANCE, April 1820, 2012
MANDATO Sandra, RONDET Eric, DELAPLACE
Guillaume, BARKOUTI Amal, GALET Laurence, ACCART Philippe, RUIZ Thierry, CUQ Bernard
Liquids’ atomization with two different nozzles : modeling of
the effects of some processing and formulation conditions by
dimensional analysis
BAUD Germain, BEZIAN Jean-Jacques,
EL HAFI Mouna, OLALDE Gabriel
Radiative heat transfer modelling in a concentrated solar
energy bubbling fluidized bed receiver using the Monte
Carlo method
JOURNAL OF PHYSICS : CONFERENCE SERIES,
vol.369, art. 012030 (10 p.), 2012
Eurotherm conference No. 95 : computational thermal radiation in participating media IV, Nancy, FRANCE, April 1820, 2012
DIEDERICH Paco, MOURET Michel, RYCK Alain de,
PONCHON François, ESCADEILLAS Gilles
The nature of limestone filler and self-consolidating feasibility - Relationships between physical, chemical and mineralogical properties of fillers and the flow at different states,
from powder to cement-based suspension
LOUISNARD Olivier
A simple model of ultrasound propagation in a cavitating
liquid. Part I : Theory, nonlinear attenuation and traveling
wave generation
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY, vol.19, n° 1, p.56-65,
2012
MAYER Claire, GATUMEL Cendrine,
BERTHIAUX Henri
Experimental investigation of the scale up of turbula mixers
on the basis of kinematic and dynamic similarities
AMERICAN INSTITUTE OF CHEMICAL ENGINEERS,
8 p., 2012, ISBN 978-0-8169-1071-7
2012 AICHE Spring meeting & 8th Global congress on process safety, Houston, UNITED STATES, April 1-5, 2012
LOUISNARD Olivier
A simple model of ultrasound propagation in a cavitating
liquid. Part II : Primary Bjerknes force and bubble structures
ULTRASONICS SONOCHEMISTRY, vol.19, n° 1, p.66-76,
2012
SATO Akira, CHAMAYOU Alain, GALET Laurence,
BARON Michel, SERRIS Eric, GROSSEAU Philippe,
THOMAS Gérard
Study of dry particle coating in a conical high shear mixer
Cyclomix : surface modification - process DEM simulation experimental PIV validation
CZECH SOCIETY OF CHEMICAL ENGINEERING, 11 p.,
2012, ISBN 978-80-905035-1-9
CHISA 2012 - 20th International congress of chemical and
process engineering& PRES 2012 - 15th Conference, Praha,
CZECH REPUBLIC, 25-29 August 2012
BARON Michel
Towards a greener pharmacy by more eco design
WASTE AND BIOMASS VALORIZATION, vol.3, n° 4,
p.395-407, 2012
78
BARON Michel, CHAMAYOU Alain, CARLIER Leslie,
COUARRAZE Guy
Dibenzophenazines synthesis by a smart green process
INTERNATIONAL ASET, p.105.1-105.4, 2012, ISBN 9780-9867183-6-6
ICEPR 2012 - 2nd International Conference on Environmental Pollution and Remediation, Montreal, CANADA, 28-30
August 2012
SEBEI Haroun, LYCZKO Nathalie, PHAM MINH
Doan, NZIHOU Ange, SHARROCK Patrick
Valorization of carbonate waste as hydroxyapatite for heavy
metals remediation
MINES ALBI, vol.2, p.623-630, 2012, ISBN 979-10-9152600-5
WasteEng 12 - 4th International Conference on Engineering
for Waste and Biomass Valorisation, Porto, PORTUGAL,
September 10-13, 2012
BOUCARD Hélène, WU Qian, WEISS Elsa, BARNA
Radu
Hydrothermal conversion of black liquor in supercritical
water
ISSF, 7 p., 2012
ISSF 2012 - 10th International Symposium on Supercritical
Fluids, San Francisco, USA, May 13-16, 2012
GALERA-MARTINEZ Marta, WEISS Elsa,
PHAM MINH Doan, KLINGHOFFER Naomi,
CASTALDI Marco J., NZIHOU Ange
Effect of metals on surface properties of chars from thermoconversion
WU Qian, WEISS Elsa, BARNA Radu
Hydrothermal conversion of glucose. 1. Analysis of the gas,
liquid and solid phases generated by multiscale batch processes
ISSF, 8 p., 2012
DUCOUSSO Marion, BOUCARD Hélène, WEISS Elsa,
BARNA Radu
Hydrothermal conversion of poplar wood
FAGES Jacques, RODIER Elisabeth, LETOURNEAU
Jean-Jacques, SAUCEAU Martial, ALEXANDRATOS
Spiro D.
Polypropylene grafting in supercritical carbon dioxide
ISSF, 5 p., 2012
BLANC Marion, ARLABOSSE Patricia
Superheated steam drying of sewage sludge
WU Qian, BOUCARD Hélène, WEISS Elsa, BARNA
Radu
Glycerol and bioglycerol conversion in supercritical water
ISSF, 8 p., 2012
DIA Moussa, RAMAROSON Jocelyn, NZIHOU Ange,
ZENTAR Rachid, ABRIAK Nor-Edine, DEPELSENAIRE Guy, GERMEAU Alain
Effects of treatments on the environmental behavior of dredged sediment
TRIBOUT Christelle, JAFFE Peter, NZIHOU Ange,
HUSSON Bernard
A percolation test to assess the pollutant potential of monolithic materials containing wastes
RAII Mohamed, ESCUDERO SANZ Javier,
NZIHOU Ange
Rheological properties and hydraulic performance of hydroxyapatite/gypsum/plaster bends
WEISS Elsa, DUCOUSSO Marion, GALERA-MARTINEZ Marta, NZIHOU Ange
Characterization of chars from regular and supercritical
water gasification
REUGE Nicolas, DIRION Jean-Louis,
ARLABOSSE Patricia
Design of a continuous thermally assisted mechanical dewatering process for the energy efficient dehydration of green
biomass
LEMLIKCHI Wahiba, FIALLO Marina, SHARROCK
Patrick, NZIHOU Ange, MECHERRI Mohamed-Oimar
Hydroxylapatite and alizarinsulfonate as a model for depollution of textile dyes
79
CHAPUIS Arnaud, BLIN Joël, MARECHAL François,
LECOMTE Didier
Toward a methodology for sustainable design of Jatrophabased biofuels production and use systems, in Burkina Faso
RYCK Alain de, LOUISNARD Olivier
Pente minimale pour un écoulement granulaire cohésif dans
un canal
INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE, 8 p., 2012
STP 2012 - 7ème Colloque Science et Technologie des
Poudres, Toulouse, FRANCE, 4-6 juillet 2012
SATO Akira, SERRIS Eric, GROSSEAU Philippe,
THOMAS Gérard, CHAMAYOU Alain,
GALET Laurence, BARON Michel
Effects of coating conditions on mixture properties
DAUPHIN Myriam, ALBIN Stéphane, EL HAFI Mouna,
LE MAOULT Yannick, SCHMIDT Fabrice
Towards thermal model of automotive lamps
QIRT, 10 p., 2012, ISBN 9788890648441
MASSARD Henrique, ORLANDE Helcio R.B.,
FUDYM Olivier
Some statistical inversion approaches for simultaneous thermal diffusivity and heat source mapping
QIRT, 10 p., 2012, ISBN 9788890648441
MICHRAFY Abderrahim, OULAHNA Driss,
LECOQ Olivier
Analyse expérimentale de délaminage de comprimés bicouches
CHARLOU Christophe, ARLABOSSE Patricia,
SAUCEAU Martial
Characterisation of the residence time distribution in a
continuous paddle dryer
UNIVERSITY OF LEON, 9 p., 2012ECSM 2012 - 3rd European Conference on Sludge Management, Leon, SPAIN,
6-7 September 2012
ZHAO Xiaojuan, BERTHIAUX Henri,
CABASSUD Michel, DIRION Jean-Louis, GATUMEL
Cendrine, AMMARCHA Chawki
Simulation and control of a continuous powder mixing process
ARLABOSSE Patricia, BLANC Marion
Superheated steam drying of sewage sludge
UNIVERSITY OF LEON, 7 p., 2012ECSM 2012 - 3rd European Conference on Sludge Management, Leon, SPAIN,
6-7 September 2012
SATO Akira, CHAMAYOU Alain, GALET Laurence,
BARON Michel, SERRIS Eric, GROSSEAU Philippe,
THOMAS Gérard
Characterization of particle motions. Experiment and simulation in a high shear mixer
Conférences nationales avec actes
BETENCURTE DA SILVA Wellington,
ORLANDE Helcio R.B., COLACO Marcelo J.,
FUDYM Olivier, EL HAFI Mouna, CUENOT Bénédicte,
ROCHOUX Mélanie
Application des filtres de particules à l’estimation de la
vitesse de propagation d’incendies
EDITIONS SOCIETE FRANCAISE DE THERMIQUE,
vol.1, p.66-73, 2012, ISBN 978-2- 905267- 81- 8
SFT 2012 - Congrès annuel de la Société Française de Thermique, Bordeaux, FRANCE, 29 mai-1er juin 2012
LACERDA DE PAIVA Suenia, RESENDE DE
AZEVEDO Jacqueline, LETOURNEAU Jean-Jacques,
ESPITALIER Fabienne, RE Maria Ines,
DEL CONFETTO Sylvie
Cristallisation de molécules hydrophobes par effet antisolvant : détermination et prédiction des équilibres liquide-solide
JOURDAN Arnaud, ASENSIO Jacky, BOUTEILLE
Bruno, LADEVIE Bruno, BEZIAN Jean-Jacques
Etude expérimentale d’un concentrateur solaire intégré au
bâtiment
EDITIONS SOCIETE FRANCAISE DE THERMIQUE,
vol.2, p.902-907, 2012, ISBN 978-2- 905267- 81- 8
SFT 2012 - Congrès annuel de la Société Française de Thermique, Bordeaux, FRANCE, 29 mai-1er juin 2012
MURRIETA-PAZOS Ingrid, PATRY Severine,
GALET Laurence, GAIANI Claire, SCHER Joël
Comparative study of the evolution of particle structure during water sorption in different size classes of durum wheat
semolina
DIETEMANN Marie, CALVET Rachel, DEL
CONFETTO Sylvie, ESPITALIER Fabienne,
BAILLON Fabien, MROUE Hassan,
GREENHILL-HOOPER Mike, DUMAS Angela,
LE ROUX Christophe
Caractérisation par chromatographie gazeuse inverse de
différents silicates de magnésium synthétiques
80
MACEDO PORTELA DA SILVA Nayane, LETOURNEAU Jean-Jacques, ESPITALIER Fabienne,
BOYER Bruno
Mesure de propriétés à partir d’écoulement diphasique sous
haute pression en microcapillaire
MASSARD Henrique,
FUDYM Olivier (Directeur de thèse), ORLANDE Helcio
R.B. (Directeur de thèse)
Soluçoes de problemas inversos com medidas termograficas em micro-escalas = Thermographic measurements and
inverse problems for the source-term estimation
MINES ALBI-CARMAUX, 2012
Université de soutenance : UNIVERSITE DE TOULOUSE - INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE
TOULOUSE / UNIVERSITE FEDERALE DE RIO DE
JANEIRO
RE Maria Ines, DA COSTA NETO B. P., DA MATA A.
L. M. L., DA SILVA COSTA B.L., ROSSI-BERGMANN
Bartira
An effective and reproducible way of tailoring chitosan
microspheres properties for intranasal delivery of drugs and
vaccines
DAUCHET Jérémi,
FOURNIER Richard (Directeur de thèse), CORNET
Jean-François (Directeur de thèse)
Analyse radiative des photobioréacteurs
MINES ALBI-CARMAUX, 2012, Clermont-Ferrand,
FRANCE
Université de soutenance : UNIVERSITE BLAISE PASCAL
CLERMONT II
MACEDO PORTELA DA SILVA Nayane, ESPITALIER
Fabienne, NZIHOU Ange, DEL CONFETTO Sylvie,
ACCART Philippe, ROLLAND Christine
Synthèse d’hydroxyapatite à partir d’une suspension de carbonate de calcium
DIETEMANN Marie,
ESPITALIER Fabienne (Directeur de thèse), CALVET
Rachel (Directeur de thèse)
Etude de la précipitation du silicate de magnésium
amorphe assistée par ultrasons : synthèse, caractérisation et modélisation
YE Shengyin,
BARNA Radu (Directeur de thèse), SOUDAIS Yannick
Valorisation de déchets composites à matrices polymériques
renforcées de fibres de carbone par un procédé de vapothermolyse
Livres ou chapitres de livre
CHHITI Younes, SALVADOR Sylvain
Gasification of wood bio-oil
INTECH, p.87-106, 2012, ISBN 978-953-51-0818-4
ARLABOSSE Patricia, FERRASSE Jean-Henry,
LECOMTE Didier, CRINE Michel, DUMONT Yohann,
LEONARD Angélique
Efficient sludge thermal processing : from drying to thermal
valorization
WILEY-VCH, p.295-329, 2012, ISBN 978-3-527-31559-8
RAII Mohamed,
NZIHOU Ange (Directeur de thèse), ESCUDERO SANZ
Javier (Directeur de thèse)
Formulation, caractérisation et mise en oeuvre des barrières
perméables réactives à base de phosphate de calcium, utilisation pour la fixation de polluants
TIRUTA-BARNA Ligia, BARNA Radu
Potential hazards from waste based/recycled building materials
WOODHEAD PUBLISHING, p.391-426, 2012, ISBN 9780-85709-122-2
Thèses
SATO Akira,
BARON Michel (Directeur de thèse), THOMAS Gérard
Etude numérique et expérimentale de l’enrobage en voie
sèche dans un mélangeur à fort taux de cisaillement
MINES ALBI-CARMAUX, 218 p., 2012, Saint-Etienne,
FRANCE
Université de soutenance : ECOLE DES MINES DE
SAINT-ETIENNE
BETENCURTE DA SILVA Wellington,
FUDYM Olivier (Directeur de thèse), ORLANDE Helcio
R.B. (Directeur de thèse)
Application des filtres particulaires à l’assimilation de données en propagation de fronts thermiques = Data assimilation and inverses methodes for simulation of combustion
MINES ALBI-CARMAUX, 2012
Université de soutenance : UNIVERSITE DE TOULOUSE - INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE
TOULOUSE / UNIVERSITE FEDERALE DE RIO DE
JANEIRO
81
MAYER Claire,
BERTHIAUX Henri (Directeur de thèse)
Etude dynamique et effet du changement d’échelle pour
plusieurs systèmes particulaires en mélangeur Turbula :
application à un mélange destiné à la fabrication de plaques
composites
Université de soutenance : UNIVERSITE DE TOULOUSE INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE
TOULOUSE
Habilitation à Diriger des Recherches
CALVET Rachel
La chromatographie gazeuse inverse : un outil de caractérisation des propriétés de surfaces de solides divisés
EMAC, 2012, Albi, FRANCE
WU Qian,
BARNA Radu (Directeur de thèse)
Etude de procédés de conversion de biomasse en eau supercritique pour l’obtention d’hydrogène. Application au glucose, glycérol et bio-glycérol
Université de soutenance : INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE TOULOUSE
DIRION Jean-Louis
Développement d’outils pour l’optimisation des procédés
de valorisation thermique de la biomasse : de la conception
d’expériences optimales en analyse thermique à la modélisation des fours tournants
EMAC, 2012, Albi, France
MURRIETA-PAZOS Ingrid,
SCHER Joël (Directeur de thèse), GALET Laurence
(Directeur de thèse), GAIANI Claire (Directeur de thèse)
Caractérisation de la forme et de la surface de poudres laitières et céréalières : relations entre propriétés et réactivité
des particules
INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE; MINES ALBI-CARMAUX, 231 p., 2012, Albi,
FRANCE
Université de soutenance : INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE LORRAINE
50 Articles de périodique (revue internationale)
3 articles liés un congrès (revue internationale)
13 conférences nationales avec actes
3 livres ou chapitre de livre
10 thèses
2 Habilitation à Diriger des Recherches (HDR)
Pour consulter la totalité des publications des centres de recherche, vous
pouvez vous rendre à l'adresse suivante :
E
nseignement
Le centre pilote quatre options de dernière année :
Génie Pharmaceutique, Energétique, Bio-Industries et Eco-Industries ainsi que le
domaine de Bio-Santé-Ingénierie (BSI), et le domaine Eco-Activités et Énergie (EAE).
82
Les fluides à l'état supercritique sont étudiés et utilisés depuis une vingtaine d’années dans de nombreux secteurs et les
recherches dont ils font l’objet sont très actives.
Historiquement les thématiques le plus porteuses ont été
l’extraction de produits naturels, la génération et la mise en
forme de particules ainsi que la conception et la valorisation
des déchets par voie hydrothermale. La caractérisation des
propriétés thermophysiques a également fait l'objet de très
nombreux travaux.
Plus récemment, d’autres thèmes sont apparus et se sont rapidement développés comme la chimie verte en milieu supercritique, la réalisation de matériaux composites nanostructurés,
la synthèse de catalyseurs de nouvelle génération, les nouveaux carburants, etc.
La communauté française de recherche en fluides supercritiques participe aux congrès internationaux du domaine. Cependant,
de tels colloques au niveau français n’existent plus depuis la fin du GDR «Physico-chimie des milieux supercritiques» en 2006.
Ce constat a amené plusieurs laboratoires regroupés au sein du réseau PILA à proposer deux journées scientifiques destinées
à faire un état des lieux des recherches en France sur les fluides supercritiques et leurs applications.
Ces deux journées se sont tenues à l’École des Mines d’Albi, organisées par le centre RAPSODEE (UMR Mines Albi/CNRS
5302), les jeudi 15 et vendredi 16 mars 2012.
Soixante-dix participants universitaires et industriels se sont donc retrouvés à Albi pour deux journées d’intenses échanges
scientifiques autour de présentations orales et par affiches. Les communications faites par des doctorants ont été privilégiées.
Les échanges entre participants se sont poursuivis bien au-delà des sessions scientifiques, notamment lors des moments conviviaux organisés au cours de ce colloque. Enfin, la visite du site industriel «Plantes & Industrie» du Groupe Pierre Fabre à
Gaillac (81), et en particulier du Centre de Développement des Fluides Supercritiques, a rappelé à chacun que les fluides supercritiques sont une réalité industrielle qui est appelée à connaître de nouveaux développements.
L’objectif de ces deux journées était de donner à chaque laboratoire l’opportunité de présenter ses travaux et de les partager
avec l’ensemble de la communauté. De l’avis général, cet objectif a été pleinement atteint. Une deuxième édition de ces journées
est d’ores et déjà prévue et devrait être hébergée par un laboratoire bordelais.
L’ensemble des communications est librement téléchargeable au format pdf sur le site :
http://rapsodee.mines-albi.fr/JSC2012
Le colloque IWBTE, pour International
Workshop of Biomass Torrefaction for Energy,
s’est tenu à l’Ecole des Mines d’Albi les
10 et 11 mai 2012.
Il était organisé par le centre RAPSODEE (UMR Mines
Albi / CNRS 5302), et co-organisé par le CEA, le CIRAD et
la société THERMYA.
D'origine ancienne si on pense à la filière du café, la
torréfaction apparaît de plus en plus comme une étape-clé
dans le prétraitement de la biomasse en vue de sa valorisation
énergétique. Cette opération permet d'augmenter la densité
énergétique de la biomasse. De nombreux pilotes de
torréfaction de la biomasse existent à travers le monde et de
premières unités industrielles commencent à être construites.
Colloque IWBTE
International Workshop
of Biomass Torrefaction for Energy
Ecole des Mines d’Albi
10 et 11 mai 2012
Le moment étant donc venu d’organiser en 2012 un premier évènement scientifique spécifiquement dédié à la torréfaction de la
biomasse et c'est l'équipe de RAPSODEE qui a été chargée de son organisation.
Les objectifs principaux de cette rencontre étaient de favoriser les échanges autour des résultats scientifiques récents et des
présentations de technologies actuelles et émergentes, ainsi que de faciliter la création de nouvelles collaborations entre les
acteurs du monde académique et de l’industrie.
Plus de 80 participants (près de 50 % d'étrangers) venant principalement d’Europe, mais également des Etats Unis, de Singapour
et de Malaisie, ont ainsi pu échanger au cours d’un programme riche composé de 17 conférences et de 15 présentations par
poster. Différents thèmes ont été abordés, que cela soit des ressources en biomasse jusqu’à l’utilisation finale de la biomasse
torréfiée, avec naturellement une large part sur les différentes technologies (broyage, pelletisation, ...) mises en œuvre dans les
procédés de torréfaction.
83
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201
2
de gauche à droite
Yvon PELEGRIN, PDG de SEMCO ENGINEERING (Trophée Industrie)
André JOFFRE, Président du Pôle de compétitivité DERBI,
Jean-Jacques BEZIAN, Ingénieur de Recherche, du Centre RAPSODEE de l'Ecole des Mines d'Albi
A l’occasion de la Conférence Internationale
du Pôle de Compétitivité DERBI 2012 qui s’est tenue
à Perpignan du 15 au 18 octobre, trois personnalités ont été distinguées
pour leur contribution au développement des énergies renouvelables. Le prix
scientifique a été décerné à Jean Jacques BEZIAN (à droite sur la photo), ingénieur de recherche
du Laboratoire RAPSODEE (UMR Mines Albi / CNRS 5302) de l’Ecole des Mines Albi Carmaux, spécialisé
actuellement dans les procédés solaires à concentration.
Il a effectué sa thèse de doctorat (1979 – 1981) au Laboratoire d’Energie Solaire du CNRS, implanté à l’époque au
Four Solaire d’Odeillo, sur une version améliorée du « mur TROMBE » (collecteur solaire à air pour le chauffage des
bâtiments). Ensuite, il est nommé, par l’AFME (maintenant ADEME), dans une équipe du CNRS chargée de l’évaluation
scientifique de la Centrale Solaire THEMIS, pendant toute sa période de production (1983 – 1986).
A la reprise, en France en 1999, des activités de recherche dans le domaine de l’énergie solaire, il participe à l’élaboration et
au développement du Plan Soleil (intégration des procédés solaires thermiques pour le chauffage et l’eau chaude sanitaire des
bâtiments).
En 2002, il rejoint un groupe de chercheurs qui, sous l’égide du CNRS, a pour mission de relancer les activités dans le domaine
du solaire « thermodynamique » (centrales solaires). Depuis, au sein du Laboratoire RAPSODEE, en collaboration étroite avec
le groupe GREPHE du Laboratoire LAPLACE de Toulouse et le laboratoire PROMES d’Odeillo, il a participé à l’encadrement
d’une dizaine de thèses, sur des sujets concernant l’utilisation d’énergie solaire concentrée, tant au niveau de l’amélioration
des optiques de concentration que des récepteurs à haute température. Ces activités de recherche ont été reconnues
par l’association du laboratoire RAPSODEE au Labex SOLTICE, dédié aux activités Dans le cadre de ces recherches,
le laboratoire a participé au développement d’un outil numérique performant, EDStaR, et s’est doté d’un
prototype expérimental de concentrateur linéaire à miroirs de FRESNEL.
Récemment, de nouveaux sujets de recherche été initiés, notamment pour mieux comprendre les
interactions entre la matière et les flux solaires concentrés. Pour ces nouvelles recherches,
le laboratoire a conçu et va construire à Albi un four solaire de type « beam
down », qui sera le premier outil de ce type disponible en France.
84
WasteEng 2012
Porto
La 4ème édition du cycle de conférences WasteEng (International Conference
on Engineering for Waste and Biomass Valorisation) s’est tenue à Porto au
Portugal du 10 au 13 septembre 2012.
Cette conférence internationale, dédiée à la valorisation de la biomasse et
des résidus, a été organisée conjointement par WasteEng Conference Series,
le centre de valorisation des résidus de Guimares (CVR), l’Université Minho
(Porto) et Mines Albi, Centre RAPSODEE (UMR Mines Albi / CNRS 5302).
Ce cycle de conférences, initié en 2005, s’intéresse à la valorisation
énergétique et matière de la biomasse et des résidus, au comportement des
polluants, des gaz à effet de serre, de même qu’à l’analyse du cycle de vie
(environnemental, économique et social). Il s’adresse à la fois aux acteurs
du monde académique, qu’aux institutionnels et aux industriels. La quatrième
édition de cette conférence, venant après celles organisées en 2005 en France,
2008 en Grèce et 2010 en Chine, ainsi que les deux éditions thématiques (en
2009 en Afrique et en 2010 aux USA) s’est illustrée au travers de :
Les professeurs Ange Nzihou et Fernando Castro accompagnés de leurs
équipes ont porté cet événement qui a rencontré un franc succès avec une
augmentation de 50% de la participation par rapport à la première édition
tenue en 2005.
• 3 Conférences plénières
• 220 présentations orales et 175 posters (dont 8 oraux et 3 posters
présentés par des membres de RAPSODEE)
• 450 délégués provenant de 51 pays
• 66 contributions sélectionnées pour être soumises pour être
reviewées dans le journal Waste and Biomass Valorization
• 9 Sponsors
9 personnes issues du centre RAPSODEE
(enseignants-chercheurs, doctorants et administratifs)
ont participé à l’organisation de l’événement.
85
Centre de Recherche
Génie Industriel
Acteurs du Centre de Recherche Génie Industriel
Anne-Marie Barthe
Zeineb Belhiba
Nicolas Boissel-Dallier
Aurélien Codet de Boisse
Marie Falcon
Saïna Hassanzadeh
Omar Kallel
Guillaume Macé-Ramète
Wenxin Mu
Haïfa Rabai
Olfa Rejeb
Carine Rongier
Jorge Vargas Florez
Sabrina Zefouni
Sarah Zribi
Lionel Dupont
Professeur, Directeur du centre Génie Industriel (jusqu'au
31 mars 2012), HDR, axe IO
Michel Aldanondo
Professeur, Directeur du centre Génie Industriel (à partir
du 1er avril 2012), HDR, axe ORKID
Jacques Lamothe
Professeur, HDR, axe IO
responsable domaine GIPSI
Frédérick Bénaben
Maître-assistant, axe IO
Franck Fontanili
Maître-assistant, axe IO
responsable de la Formation par Apprentissage
Nicolas Boissel-Dallier
Soutenance le 20 novembre 2012
Paul Gaborit
Maître-assistant
chargé de l’option Génie des Systèmes d’Information, axe
ORKID
Didier Gourc
Maître-assistant, HDR, axe
ORKID
Matthieu Lauras
Maître-assistant, HDR, axe IO
François Marmier
Maître-assistant, axe ORKID
10
3
1
15
DOCTORANTS
Saïna Hassanzadeh
Soutenance le 3 décembre 2012
Omar Kallel
Soutenance le 30 mars 2012
Enseignants-chercheurs
Ingénieurs de recherche
Administratif
Doctorants
6 soutenances de thèses 2012
Elise Vareilles
Maître-assistante, axe ORKID
INGENIEUR DE RECHERCHE
Sabine Carbonnel
Laurent Steffan
Sébastien Truptil
PERSONNEL TECHNIQUE
ET ADMINISTRATIF
Isabelle Fournier
Assistante de Direction
86
Wenxin Mu
Carine Rongier
Sabrina Zefouni
Soutenance le 24 septembre 2012
ACTIVITÉS
et PROJETS de
RECHERCHE 2012 du
GÉNIE INDUSTRIEL
Introduction
Le CGI (Centre Génie Industriel) est un laboratoire de l’Ecole
des Mines d’Albi-Carmaux dont la finalité principale est de
proposer des approches, modèles, méthodes et outils pour aider la conception et l’exploitation des processus et des projets
créateurs de valeur.
Ces processus sont très divers et peuvent concerner : les
chaînes logistiques, les crises humanitaires, la maintenance
d’hélicoptères, le maintien de patient à domicile, la réponse
à appel d’offres, l’estimation de projet, le développement de
médicaments ou de satellites, la rénovation de bâtiment, la
configuration/personnalisation de produits industriels…
Ils sont pour autant pleinement révélateurs des problématiques actuelles : ces processus s’inscrivent de plus en plus
dans une dynamique collaborative (multi-partenaires, multisites, multi-culturels) ; ils sont soumis à un environnement
industriel et économique en mutation constante (instabilité
permanente, fortes incertitudes, risques les plus divers) ; ils
demandent de la performance sur des périmètres toujours plus
étendus comprenant : gestion d’une diversité importante,
gestion de connaissances, intégration des nouvelles technologies de l’information et de la communication, prise en compte
du développement durable.
Mines Albi Centre Génie Industriel : situation des travaux
Axe Organisation Risque Connaissance en
Conception (ORKID)
Situation des travaux
Les travaux de cet axe visent à définir, élaborer et évaluer des
outils d’aide à la décision pour :
• d’une part aider les activités de management de projets,
de portefeuille de projets et de processus de conception
ou de développement de nouveaux produits, de nouveaux
systèmes et de nouveaux processus (aide au management
par la suite). Les outils employés sont principalement
issus de la gestion de projet,
• et d’autre part aider les activités entrant dans les projets
et processus de conception ou de développement de produits, de systèmes et de processus (aide à la conception
par la suite). Les outils employés sont le plus souvent
issus de l’intelligence artificielle et exploitent de la
connaissance capitalisée. Ces travaux entrent dans le
courant du KBE pour « Knowledge Based Engineering ».
La spécificité et l’originalité de ces travaux sont liées aux
contextes ou situations où ils sont conduits. Ces situations se
caractérisent par :
• la prise en compte de risque projet ou processus plus ou
moins fort,
• la disponibilité de connaissance ou d’expertise typant la
conception de routinière à créative,
• une incertitude modulée par l’horizon de conception ou
par le stade d’avancement du projet, ou par la situation
amont/aval de l’activité dans le projet ou processus,
• la présence d’acteurs plus ou moins nombreux.
Face à ce constat, les travaux s’articulent autour de quatre
compétences clés :
• gestion et management de projet ou portefeuille de
projets,
• capitalisation et exploitation de connaissances en conception,
• conception, modélisation et optimisation de processus
collaboratifs,
• conception de système d’information de médiation.
Au cours de cette année 2012, la direction et l’organisation du
laboratoire ont évolué. Après plus de dix ans à sa tête, Lionel
Dupont, qui a réussi une première réorganisation thématique
et conduit le centre à un équilibre contractuel, a passé la main
à Michel Aldanondo. Les trois axes du début ont été repensés
et ont conduit à une organisation en deux axes. Le rapport
d’activité est organisé en conséquence.
L’axe « Organisation risque connaissance en conception » (ORKID pour « Organization, Risk, Knowledge In
Design ») se consacre à l’exploitation des connaissances ainsi
qu’à la maîtrise des risques dans les projets de conception.
L’axe « Interopérabilité des organisations » (IO pour «Interoperability of Organizations ») s’intéresse à la conception de
processus collaboratifs et à l’informatisation de leur orchestration.
Le CGI est un laboratoire orienté projets fortement contractant. Depuis plusieurs années, on dénombre en moyenne un
grand projet multipartenaire (ANR, FUI, Européen…) pour
deux enseignants-chercheurs. Le CGI est également un bon
publiant avec une moyenne de l’ordre de 2.5 publications
indexées Web of Science par enseignant-chercheur sur les
cinq dernières années. En mars 2012, le CGI a accueilli les
acteurs principaux de la communauté française du domaine
lors des journées STP du GdR MACS (180 personnes 29-30
mars 2012).
Aide à la décision en management de projets, de
portefeuille de projets et de processus.
Les travaux, relatifs à l’aide au management, s’intéressent
aux projets et processus innovants de développement de nouveaux produits/systèmes/services caractérisés par de fortes
incertitudes/risques. Dans ce contexte, les incertitudes/risques
étudiés portent, entre autres, sur la connaissance du produit/
système/service à développer, la connaissance du marché
visé, la position concurrentielle, la disponibilité des moyens,
l’organisation mise en place pour assurer le développement.
Il est difficile pour les décideurs (responsable projet, respon-
87
sable portefeuille, dirigeant), d’évaluer avec précision les
répercussions des décisions qu’ils sont régulièrement amenés
à devoir prendre et les scénarios de projet/processus possibles
qui en découleraient. S’en suit ainsi un besoin en modèles/
méthodes/outils, auquel nous apportons des éléments de réponse, pour :
• aider à évaluer et piloter les projets/processus,
• aider à définir et piloter les portefeuilles de projets
(sélection des projets, hiérarchisation des projets/variantes, dimensionnement du « pipeline » projet).
d’activités pour la prise en charge de patients à domicile.
• Thèse d’Haifa Rabai (2011-2014, financement ARMINES,
projet PlaS’O’Soins) : planification et orchestration agile
d’activités métiers, application aux processus de prise en
charge à domicile.
• Thèse de Safae Laqrichi (2012-2015, financement ARMINES, projet ProjEstimate) : proposition d’un modèle
robuste d’estimation des coûts de développement logiciel
dans un environnement incertain.
Les acteurs de l’axe ont participé à plusieurs projets multipartenaires. Ces projets ont orienté et supporté les travaux
menés dans l’axe en 2012 :
• le projet ISTA3 (InterOP-Vlab, FUI 2009-2012), qui
s’intéresse aux modalités d’interopérabilité de troisième
génération pour la sous-traitance dans l’aéronautique.
• Le projet SySo (Région Midi-Pyrénées 2010-2012) s’intéresse : (1) à la dématérialisation de l’information liée à
la coordination des soins pour une prise en charge à domicile des patients à travers l’intégration de NTIC et (2) à
la proposition de mécanismes de gestion de la continuité
d’activités et de soins dans ce nouveau contexte sociotechnique.
• Le projet Plas’O’Soins (ANR/TECSAN 2011-2014) a
pour objectif de concevoir un système innovant permettant de suivre et de coordonner en temps réel les activités
liées au maintien à domicile.
• Le projet ProjEstimate (FUI 2012-2015) a pour objectif de
concevoir une plateforme web 2.0 innovante permettant
d’aider à estimer les projets de développement de logiciels et systèmes et de préparer les indicateurs de pilotage.
L’approche retenue vise à proposer des modèles d’aide à la
décision basés sur la prise en compte et la modélisation des
connaissances relatives aux incertitudes/risques. Ces modèles
sont capables :
• de simuler les scénarios de projet possibles,
• d’évaluer les conséquences des incertitudes/risques sur
les activités de management et de caractériser chacun des
scénarios avec des indicateurs ad hoc,
• d’aider à choisir les stratégies d’action à préconiser dans
un contexte d’information incomplète.
La plateforme informatique ProRisk fait partie des résultats
importants de cette année 2012. Ce démonstrateur informatique permet d’outiller les contributions scientifiques de ces
dernières années. Les résultats obtenus grâce à ce démonstrateur ProRisk contribuent efficacement au développement
de collaborations avec d’autres équipes de recherche (LGPP
Lausanne, IMS Agen, LGeCO Strasbourg). Une publication a
été acceptée dans IJPE.
Les contributions scientifiques s’appuient entre autres sur les
théories de la décision et la théorie des jeux, les techniques
d’algorithmes évolutionnaires, les techniques de simulation
de projet et de scénario, la modélisation des processus. Ainsi,
deux domaines d’application ont particulièrement nourri nos
travaux ces dernières années, il s’agit :
• du domaine de la santé (développement pharmaceutique,
maintien de personnes à domicile). L’activité de développement de nouveaux médicaments est fortement liée à la
notion de risques, seul un projet sur dix lancé en développement conduit à la mise sur le marché d’un médicament. Les enjeux économiques et de santé sont extrêmement élevés, ce qui induit un intérêt fort d’évaluer, de
piloter les projets et de gérer les portefeuilles de projets
sous le prisme du risque. C’est donc tout naturellement
que nombre de nos travaux s’intéressent à ce domaine
d’application.
• Du domaine aéronautique et spatial. Ici aussi, le caractère
innovant et incertain est source de risques. Par exemple
dans le domaine spatial, le caractère irréversible du lancement d’un satellite associé au coût de ce dernier et à
l’impossibilité de pouvoir effectuer des opérations de
maintenance/réparations après son lancement nécessitent
de correctement évaluer les risques associés aux décisions
de conception, aux stratégies de test et aux choix technologiques effectués.
En complément, sur ces thématiques, plusieurs collaborations
inter-axes permettent d’élargir le domaine d’application de
nos recherches. Il s’agit de co-encadrement de thèses avec
l’axe IO. La thèse de Carine Rongier (2008-2012) fait le lien
entre les thématiques Risque, Chaîne logistique et Indicateur
de performance. Le thèse d’Olfa Rejeb (2010-2013) fait le
lien entre les thématiques risques et plan de continuité d’activité et agilité des organisations.
Aide à la décision à base de connaissance en
conception développement
En ce qui concerne l’aide à la décision en conception ou
développement, les travaux sont orientés sur des projets et
processus routiniers où de la connaissance est disponible et
exploitable. Ils visent avant tout à proposer des outils, techniques et méthodes :
• pour aider à formaliser cette connaissance,
• pour exploiter cette connaissance afin d’aider la conception ou toute activité du cycle de développement
Les travaux considèrent fondamentalement que la conception peut partiellement se formaliser comme un problème de
satisfaction de contraintes et que le filtrage ou la propagation de contraintes constitue une aide interactive en guidant
progressivement le concepteur vers une solution. Depuis plus
de douze ans, nous manipulons deux types de connaissances
liées au produit ou à la diversité produit, conduisant à deux
types de problèmes :
• la connaissance sur le produit conduit à des processus
d’aide à la conception,
• la connaissance sur la diversité produit conduit à des processus d’aide à la configuration.
Plusieurs thèses en cours et/ou soutenues cette année 2012
contribuent à l’avancée des résultats sur cette thématique :
• thèse de Carine Rongier (2008-2012, financement projet
ISTA3 – Mines Albi) : gestion de la réponse à une crise
par la performance : vers un outil d’aide à la décision.
Application à l’humanitaire. Une publication a été acceptée dans IJCIM.
• Thèse de Saïna Hassanzadeh (2010-2012, convention
CIFRE avec la Fondation pour une Culture de la Sécurité
Industrielle) : étude des processus de décision sans degré
d’urgence dans un contexte d’incertitude : confrontation
de pratiques pour de nouvelles méthodologies. Ses travaux ont fait l’objet de deux publications Nova Publishers
2012 et Project Perspectives 2012.
• Thèse d’Olfa Rejeb (2010-2013, financement région Midi-Pyrénées, projet SySo– Mines Albi) : plan de continuité
En complément, nous associons à ce formalisme à base de
contraintes :
• les approches par analogie exploitant de la connaissance
contextuelle encapsulée dans des cas,
88
de la solution de configuration qui sera proposée pour le projet CRIBA.
• les approches évolutionnaires pour optimiser la recherche
de manière multicritère.
Axe : Interopérabilité des Organisations (IO)
Sur l’année 2012, les travaux se sont focalisés d’une part sur
la fin de la thèse d’Aurélien Codet de Boisse, qui travaillait
sur le projet Hélimaintenance (Projet FUI terminé fin 2011),
sur le lancement du projet CRIBA (préparé en 2011 et accepté
mi 2012 par l’Ademe) et sur des travaux plus amont sur l’optimisation produit/processus.
Contexte des travaux
Les travaux de cet axe visent à proposer une démarche outillée de support à la collaboration d’organisations. L’approche
proposée se décompose selon les trois niveaux suivants :
• niveau métier : ce premier niveau ambitionne de proposer
des outils théoriques (concepts et méthodes) et pratiques
(prototypes logiciels) permettant (i) la caractérisation
formelle d’une situation collaborative (recueil des informations relatives aux partenaires, aux objectifs collaboratifs, au contexte de la collaboration, etc. sous la forme
de modèles) et (ii) l’exploitation automatisée ou assistée
de la connaissance ainsi recueillie pour déduire et proposer automatiquement, évaluer et valider des modèles de
comportements collectifs (sous la forme de cartographie
de processus collaboratifs), des indicateurs de performances associés et d’autres modèles pertinents vis-à-vis
de la collaboration ciblée (cartographie des risques liés à
la coopération et des stratégies de gestion de ces risques
par exemple).
• Niveau technique : ce deuxième niveau utilise les modèles
de processus collaboratifs générés au niveau métier et ambitionne de les transformer en modèles de workflows exécutables et orchestrables par un système d’information.
L’ambition est ici d’obtenir une « partition » informatique
qu’un moteur d’orchestration logiciel puisse exécuter,
afin de mobiliser les applications, services ou interfaces
répartis entre les systèmes d’information des différents
partenaires, selon un séquencement précis et fidèles aux
modèles de processus collaboratifs issus du niveau métier.
La difficulté de cette tâche est double, puisqu’il est à la
fois nécessaire de trouver chez les différents partenaires
les services informatiques qui couvrent pertinemment les
activités métier des processus collaboratifs, mais également de combler les éventuels manques en générant des
interfaces logicielles (dans le cas d’activités humaines).
• Niveau agilité : si les deux niveaux précédents concernaient le « design-time » (la définition amont des composants de la collaboration visée), ce troisième et dernier
niveau est quant à lui pleinement dédié au « run-time » (la
phase opérationnelle de la collaboration). Il est alors non
seulement question de l’orchestration à proprement parler
des workflows collaboratifs obtenus au niveau technique,
mais également de la prise en charge de la nécessaire agilité de la collaboration. En effet, il est indispensable de
prendre en compte le fait qu’à tout instant les modèles
et composants obtenus via les deux niveaux précédents
peuvent ne plus s’avérer adaptés à une situation collaborative qui a évolué. Il est alors nécessaire (i) de pouvoir
détecter et diagnostiquer ce changement (son occurrence
et sa nature) et (ii) de pouvoir adapter les modèles de
workflows collaboratifs « à la volée », afin d’ajuster le
comportement collaboratif (et son orchestration) à la nouvelle situation.
Dans le cadre du projet Hélimaintenance, projet labellisé par
le pôle Aerospace Valley qui visait à réduire les coûts des processus de maintenance d’hélicoptères, le CGI a proposé un
système à base de connaissances pour aider à la définition
de ce processus de maintenance. La particularité du système
proposé est d’exploiter simultanément (un peu comme l’être
humain) de la connaissance implicite ou contextuelle (avec
le raisonnement à partir de cas ou CBR) et de la connaissance explicite ou générale (avec des approches basées sur
des modèles de contraintes ou CSP). A la suite de ce projet, la
fin de thèse a consisté à formaliser cette idée. Le résultat principal correspond à la formalisation d’une nouvelle contrainte
dite contextuelle. Cette contrainte est en fait une contrainte
mettant en jeux des paramètres, dont les valeurs sont déterminées lors de chaque filtrage par une requête fonction de la
situation ou du contexte dans une base de cas. Cette proposition originale a fait l’objet en 2012 d’une publication dans
un journal indexé Web of Science (EAAI 2012). Aurélien
Codet de Boisse a soutenu sa thèse au début de l’année 2013
pour ensuite créer, avec un autre doctorant du centre (Nicolas
Boissel Dallier), une startup qui sera hébergée par l’incubateur de l’Ecole des Mines.
Le projet CRIBA, déposé avec le centre Rapsodee, vise la
rénovation de bâtiments d’habitations datant des années
1960/1970. L’idée est d’isoler ces bâtiments par l’extérieur
afin d’améliorer de manière significative leur performance
énergétique. De nombreuses entreprises sont déjà sur ce créneau, mais le plus souvent de manière très artisanale. C’està-dire que les panneaux et les supports sont dimensionnés et
sciés directement sur le chantier de manière intuitive le plus
souvent. L’idée de CRIBA est de développer toute une filière
industrielle allant de la prise de mesures à la pose en passant
par toute un chaîne d’outils numériques. Dans ce cadre, l’objet de nos travaux, pilotés par Elise Vareilles et Paul Gaborit,
est de définir un outil d’aide à la configuration qui, partant
du plan du bâtiment et de données le caractérisant, fournira la nomenclature de la solution de rénovation (panneaux,
poutrelles, fixations...), ainsi que le processus de montage
(séquence de montage de tous les composants). Le projet a
été accepté durant l’été 2012 et les premières réunions de modélisation des connaissances ont eu lieu. Un ingénieur, ainsi
qu’un doctorant, seront recrutés courant 2013.
Dans la continuité du projet ATLAS, Paul Pitiot, chercheur
associé au CGI, travaille sur l’optimisation évolutionnaire des
problèmes de configuration produit/processus de réalisation.
Les solutions proposées l’an passé ont été testées en détail
cette année 2012 et comparées à des solutions concurrentes.
Les résultats sont très prometteurs et le projet CDUROC
(pour Conception DURables Optimisation et Connaissance)
a été proposé pour financement au PRES et à la Région. Ces
travaux, présentés au workshop sur la configuration de 2012
à l’ECAI 2012 à Montpellier, nous ont conduits à proposer
notre candidature pour co-organiser l’édition 2013 à Vienne
en Autriche fin août. Ce travail exploite l’outil de filtrage de
contraintes « COFIADE », développé depuis plusieurs années
par le laboratoire, dont une mise à jour majeure a été entreprise durant toute l’année 2012 par Paul Gaborit et Laurent
Steffan. COFIADE sera de même très probablement la base
89
ristiques fonctionnelles et non-fonctionnelles) seront alors
invoquées au travers d’IHM fournissant, aux êtres humains
en charge de les réaliser, ces données d’entrée et attendant
qu’ils transmettent les données de sortie.
Niveau agilité
La gestion efficace de la dynamique collaborative en temps
réel nécessite la mise en œuvre d’une capacité de détection
(afin de diagnostiquer l’éventuel éloignement de la situation
considérée par rapport à l’état attendu du système) et d’une
capacité d’adaptation (afin de redéfinir tout ou partie des
workflows de manière plus adaptée à l’instant).
La détection est mise en œuvre au travers de la mesure de distance entre (i) un modèle de situation attendue (i.e. le modèle
de la situation initiale, alimentée par les informations relatives
à l’avancement théorique des workflows) et un modèle de situation terrain (i.e. le modèle de la situation initiale, alimentée
par les informations issues du terrain). Si ces deux modèles
divergent, on estimera alors que le comportement exécuté au
travers des processus collaboratifs n’est plus pertinent. Par
ailleurs, la nature de cette divergence (i.e. sur quelle partie du
modèle porte la divergence) nous permettra de connaître les
causes de cette divergence.
Sur la base des informations précédentes (et en particulier les
causes de la divergence), l’adaptation va être menée en rebouclant sur l’un des niveaux de « design-time ».
Niveau métier
Ce premier niveau se décompose selon deux objectifs: (i)
recueillir la connaissance relative à la situation collaborative
visée et (ii) transformer cette connaissance afin de proposer
des modèles de comportement collaboratif pertinents (cartographie de processus collaboratifs, indicateurs de performance, etc.) :
• le premier objectif s’appuie sur la définition d’un métamodèle de situation collaborative « en couches », qui
s’articule autour d’un noyau relatif aux concepts propres
à la collaboration d’organisations en général et de deux
niveaux de couches supérieures (domaine et application), qui contiennent des concepts plus spécialisés.
A titre d’exemple, la première couche peut correspondre
au domaine de la gestion des crises, alors que la deuxième
peut contenir les concepts inhérents à l’application aux
crises routières. Ce métamodèle est utilisé pour créer des
modèles représentatifs des situations collaboratives considérées.
• Le deuxième objectif utilise la notion d’ontologie, afin de
lier les éléments caractéristiques du modèle de collaboration construit aux instances présentes dans notre ontologie collaborative de référence (construite à partir du MIT
Process Handbook et enrichie au cours de nos travaux).
Les connexions ainsi établies vont permettre d’intégrer
les nouveaux éléments (propres à la collaboration considérée) au sein de l’ontologie de référence et de leur appliquer des règles de déduction permettant par exemple de
sélectionner et d’ordonner les capacités des partenaires
selon les objectifs et le contexte de la collaboration, ou
encore de proposer des jeux d’indicateurs de performance
pertinents. Cette démarche peut aboutir à des propositions
multiples qui pourront être évaluées et sélectionnées selon
diverses méthodes (simulation, évaluation, vérification et
validation formelles).
Axe IO : schéma de principe de l’activité de recherche
Domaines d’application
Niveau technique
Les travaux de l’axe IO rencontrent principalement trois domaines d’application. Ces domaines sont à la fois le support
de l’évaluation des résultats, mais également générateurs de
contraintes spécifiques :
• système de gestion de crise : face à l’occurrence d’une crise,
un ensemble d’acteurs institutionnels ou privés doivent
agir selon leurs compétences spécifiques mais avec une
problématique de coordination forte. Il s’agit d’un type
de situations collaboratives où l’hétérogénéité des acteurs
est un facteur extrêmement présent. Par ailleurs, du fait de
l’instabilité inhérente à ce type de situation, l’agilité de la
collaboration revêt une importance critique.
• Système de santé : il s’agit de collaborations extrêmement
asynchrones (les acteurs ne sont pas mobilisables simultanément), fortement réglementées et reposant sur des
acteurs aux compétences diversifiées et avec des niveaux
d’autonomie variés. Par ailleurs les systèmes d’information sont de niveaux de maturité disparates (DMP, dossier
papier, échange informel…). A nouveau, la criticité de ce
type de situation collaborative est indéniable. On peut en
Afin de réussir la réconciliation technique (i) des activités (qui
composent les processus collaboratifs) avec les services techniques des partenaires et (ii) des informations (qui circulent
au sein des processus métier) avec les données techniques
des partenaires, ce deuxième niveau s’appuie sur l’annotation
sémantique de tous ces concepts. Ces annotations, issues en
particulier d’ontologies de domaine (base de connaissances
caractéristique d’un domaine métier donné), seront alors utilisées (pour leur structure syntaxique comme pour leur contenu
sémantique) afin de déterminer quel service(s) technique(s)
(respectivement donnée(s) technique(s)) correspond(ent)
au mieux à quelle(s) activité(s) métier (respectivement
information(s) métier).
Par ailleurs, c’est également à ce stade que la question de la
génération « à la volée » des interfaces (destinées à permettre
la mobilisation des activités purement humaines au sein des
workflows) doit être traitée. Pour ce faire, ces activités humaines (définies en termes d’entrées, de sorties, de caracté-
90
particulier évoquer le cas spécifique de la prise en charge
du patient à domicile.
• Système logistique : ce domaine concerne les collaborations opportunistes ou instituées entre acteurs d’un domaine essentiellement manufacturier (bâtiment, production, distribution). La gestion de la chaîne des clients aux
fournisseurs s’apparente fortement à une situation collaborative (plus ou moins durable) pour laquelle les outils et
approches développés au sein de l’axe IO peuvent s’avérer pertinents aussi bien au niveau métier qu’au niveau
technique.
Les thèses en cours ou terminées en 2012 sont :
• Omar Kallel (2008-2012) : évaluation de protocoles de
négociation de contrats en logistique.
• Sabrina Zefouni (2008-2012) : processus et workflow de
gestion de soins à domicile.
• Carine Rongier (2008-2012) : évaluation de performance
pour les crises humanitaires.
• Nicolas Boissel-Dallier (2009-2012) : réconciliation technique et déduction de workflows collaboratifs.
• Wenxin Mu (2009-2012) : déduction de modèles de comportements collaboratifs.
• Olfa Rejeb (2010-2013) : construction de modèles collaboratifs en contexte santé.
• Marie Falcon (2010-2013) : industrialisation du processus
collaboratif de rénovation de bâtiments.
• Anne-Marie Barthe-Delanoë (2010-2013) : prise en charge de l’agilité du médiateur en situation de crise.
• Sarah Zribi (2010-2013) : approche non-fonctionnelle de
la déduction de workflows.
Thèses et projets associés
Les travaux menés par l’axe IO se concrétisent principalement au travers des thèses réalisées au sein de l’équipe et des
projets collaboratifs auxquels l’axe IO prend part. Les projets
financés en cours ou terminés en 2012 sont :
• le projet ISTA3 (FR/FUI/Interop 2008-2012) s’intéresse
aux modalités d’interopérabilité de troisième génération
entre les sous-traitants de l’aéronautique.
• Le projet Plas’o’Soins (FR/ANR/TECSAN 2010-2013)
concerne la prise en charge du patient à domicile et les
processus collaboratif associés.
• Le projet SySo (FR/APRRTT/MP 2010-2013) relève de
la conception d’un système innovant de suivi et de coordination en temps réel des activités liées au maintien du
patient à domicile.
• Le projet PLAY (EU/FP7/ICT 2010-2013) s’intéresse à la
définition d’une plateforme de capitalisation, de gestion et
de partage des événements émis dans un contexte orienté
services.
• Le projet SocEDA (FR/ANR/ARPEGES 2010-2013)
concerne la chorégraphie de services et à la gestion de
l’agilité au sein d’une architecture orientée services et
dirigée par les événements.
• Le projet SIM-PeTra (FR/PREDIT 2011-2013) relève de
la gestion des situations de crise routière dans un contexte
d’intempérie via un pilotage informatique et une aide à la
décision.
• Le projet OpenPaaS (FR/FUI/Cloud 2012-2015) s’intéresse à la définition d’une plateforme PaaS dédiée au
support des collaborations d’entreprises et des réseaux
sociaux d’entreprises.
91
Articles de périodiques (revue internationale)
LAMOTHE Jacques, MARMIER François, DUPUY
Matthieu, GABORIT Paul, DUPONT Lionel
Scheduling rules to minimize total tardiness in a parallel
machine problem with setup and calendar constraints
COMPUTERS AND OPERATIONS RESEARCH, vol.39,
n° 6, p.1236-1244, 2012INCOM 2009 - 13th IFAC Symposium on Information Control Problems in Manufacturing ,
Moscow, RUSSIA
MACE RAMETE Guillaume, LAURAS Matthieu,
BENABEN Frédérick, LAMOTHE Jacques
Towards a collaborative and agile information decision support system for transport crisis management
CIRRELT;UNIVERSITE LAVAL, 6 p., 2012
ILS 2012 - 4th International conference on Information
systems, Logistics and Supply chain, Québec, CANADA,
August 26-29, 2012
VAREILLES Elise, ALDANONDO Michel, CODET DE
BOISSE Aurélien, COUDERT Thierry, GABORIT Paul,
GENESTE Laurent
How to take into account general and contextual knowledge
for interactive aiding design : towards the coupling of CSP
and CBR approaches
ENGINEERING APPLICATIONS OF ARTIFICIAL INTELLIGENCE, vol.25, n° 1, p.31-47, 2012
CHARLES Aurélie, LAURAS Matthieu,
DUPONT Lionel
Designing a humanitarian supply network : one way to deal
with demand uncertainty
CIRRELT ; UNIVERSITE LAVAL, 8 p., 2012
ILS 2012 - 4th International conference on Information
systems, Logistics and Supply chain, Québec, CANADA,
August 26-29, 2012
MARQUES Guillaume, LAMOTHE Jacques, THIERRY
Caroline, GOURC Didier
A supply chain performance analysis of a pull inspired supply strategy faced to demand uncertainties
JOURNAL OF INTELLIGENT MANUFACTURING,
vol.23, n° 1, p.91-108, 2012
HASSANZADEH Saina, GOURC Didier, MARMIER
François, BOUGARET Sophie
A methodology to identify efficient collaborative practices of
decision-making in industrial projects, based on enterprise
process modeling
IFAC, T60-T67, 2012
INCOM’12 - 14th IFAC Symposium on Information Control
Problems in Manufacturing , Bucharest, ROMANIA, May
23-25, 2012
OKONGWU Uche, LAURAS Matthieu, DUPONT Lionel, HUMEZ Vérane
A decision support system for optimising the order fulfilment
process
PRODUCTION PLANNING AND CONTROL, vol.23, n°
8, p.581-598, 2012
COUDERT Thierry, VAREILLES Elise, GENESTE Laurent, ALDANONDO Michel
Improvement of retrieval in case-based reasoning for system
design
INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS
ENGINEERS, p.1538-1542, 2012, ISBN 978-1-4673-2945-3
IEEM 2012 - 2012 IEEE International conference on Industrial Engineering and Engineering Management, Hong
Kong, CHINA, 10-13 December 2012
Article lié à un congrès (revue internationale)
HASSANZADEH Saina, GOURC Didier, MARMIER François, BOUGARET Sophie
Decision-making under uncertainty in drug development
PROJECT PERSPECTIVES, vol.34, p.40-45, 201224th
IPMA World congress : challenges & opportunities, Istanbul,
TURKEY, 1-3 November 2010
ZHANG Lianfeng, VAREILLES Elise, ALDANONDO
Michel, HELO Petri
Generic modeling propositions for configuring, sale, product
and production
ENGINEERS, p.1959-1963, 2012, ISBN 978-1-4673-2945-3
IEEM 2012 - 2012 IEEE International conference on Industrial Engineering and Engineering Management, Hong
Kong, CHINA, 10-13 December 2012
REJEB Olfa, BASTIDE Rémi, LAMINE Elyes, MARMIER François, PINGAUD Hervé
A model driven engineering approach for business continuity management in e-health systems
ENGINEERS, 7 p., 2012, ISBN 978-1-4673-1703-0
IEEE-DEST 2012 - 6th IEEE International conference on
Digital Ecosystems and Technologies, Campione d’Italia,
ITALY, 18-20 June 2012
MACE RAMETE Guillaume, LAMOTHE Jacques,
LAURAS Matthieu, BENABEN Frédérick
A road crisis management metamodel for an information
decision support system
ENGINEERS, 5 p., 2012, ISBN 978-1-4673-1703-0
92
LAURAS Matthieu, STUEHMER Roland, VERGINADIS Yiannis, BENABEN Frédérick
An event-driven platform to manage agility
ENGINEERS, 6 p., 2012, ISBN 978-1-4673-1703-0
MARMIER François, GOURC Didier, LAARZ Frédéric
Strategic decision-making in NPD projects according to risk
: application to satellites integration and test projects
UNIVERSITE DE BORDEAUX I, 10 p., 2012
MOSIM 12 - 9th International conference on Modeling,
Optimization and Simulation : performance, interoperability and safety for sustainable development, Bordeaux,
FRANCE, 6-8 June, 2012
BARTHE Anne-Marie, CARBONNEL Sabine, BENABEN Frédérick, PINGAUD Hervé
Event-driven agility of crisis management collaborative
processes
ISCRAM, 5 p., 2012
ISCRAM 2012 - 9th International conference on Information Systems for Crisis Response and Management, Vancouver, CANADA, April 22-25, 2012
VUILLEMIN Alice, INGREMEAU Olivier, LAMOTHE
Jacques
Assigning product manufacturing according to workers
skills and quality constraints
VARGAS-FLOREZ Jorge, CHARLES Aurélie, LAURAS Matthieu, DUPONT Lionel
Towards a method for qualitative and quantitative assessment of humanitarian disaster demand forecast
POM, 10 p., 2012, ISBN 9789491621000
POM 2012 - 4th Production and Operations Management
world conference & 19th International annual EurOMA
Conference, Amsterdam, THE NETHERLANDS, 1-5 July
2012
MACE RAMETE Guillaume, LAURAS Matthieu,
BENABEN Frédérick, LAMOTHE Jacques
A collaborative information system supporting decision and
collaboration in transport crisis context
BENABEN Frédérick, LAURAS Matthieu, TRUPTIL
Sébastien, LAMOTHE Jacques
MISE 3.0 : an agile support for collaborative situation
SPRINGER, p.645-654, 2012, ISBN 978-3-642-32774-2
PRO-VE 2012 - 13th IFIP WG 5.5 Working Conference on
Virtual Enterprises, Bournemouth, UNITED KINGDOM,
October 1-3, 2012
MARMIER François, GOURC Didier, LAARZ Frédéric
A decision-making tool for assess feasibility of risky NPD
projects under the constraint of limited resources
UNIVERSITE DU HAVRE, 8 p., 2012
GOL 2012 - 1st IEEE International conference on Logistics
Operations Management , Le Havre, FRANCE, 17-19 October 2012
PITIOT Paul, ALDANONDO Michel, VAREILLES
Elise, ZHANG Linda L., COUDERT Thierry
Some experimental results relevant to the optimization of
configuration and planning problems
SPRINGER, vol.7661, p.301-310, 2012, ISBN 978-3-64234623-1
ISMIS 2012 - 20th International Symposium, Macau,
CHINA, December 4-7, 2012
Thèses
ZEFOUNI Sabrina,
BASTIDE Rémi (Directeur de thèse), PINGAUD Hervé
Aide à la conception de workflows personnalisés : application à la prise en charge à domicile
MINES ALBI-CARMAUX, 2012, Castres, FRANCE
Université de soutenance : UNIVERSITE DE TOULOUSE UNIVERSITE PAUL SABATIER TOULOUSE III
TRUPTIL Sébastien, BARTHE Anne-Marie, BENABEN
Frédérick, STUEHMER Roland
Nuclear crisis use-case management in an event-driven
architecture
SPRINGER, p.464-472, 2012, ISBN 978-3-642-28107-5
BPM 2011 - Business process management workshops,
Clermont-Ferrand, FRANCE, August 29, 2011
BOISSEL-DALLIER Nicolas,
PINGAUD Hervé (Directeur de thèse)
Aide à la conception d’un système d’information de médiation collaboratif : de la cartographie de processus métier au
système exécutable
HASSANZADEH Saina, MARMIER François, GOURC
Didier, BOUGARET Sophie
Integration of human factors in project uncertainty management, a decision support system based on fuzzy logic
TAYLOR AND FRANCIS, p.661-669, 2012, ISBN 978-0415-68379-1
ESREL 2011 - The 20th European safety and reliability annual conference, Troyes, FRANCE, 18-22 September 2011
MU Wenxin,
PINGAUD Hervé (Directeur de thèse)
Caractérisation métier et logique d’une situation collaborative
- INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE
TOULOUSE
PITIOT Paul, ALDANONDO Michel, VAREILLES
Elise, GABORIT Paul
Configuration/planification : expérimentations en optimisation évolutionnaire sous contraintes
93
RONGIER Carine,
GOURC Didier (Directeur de thèse), LAURAS Matthieu
Gestion de la réponse à une crise par la performance : vers
un outil d’aide à la décision. Application à l’humanitaire
HASSANZADEH Saina,
GOURC Didier (Directeur de thèse)
Analysis of the causes of delay in collaborative decision-making under uncertainty in pharmaceutical R&D projects
Habilitation à Diriger des Recherches
BENABEN Frédérick
Conception de système d’Information de médiation pour
la prise en charge de l’interopérabilité des collaborations
d’organisations
MINES ALBI-CARMAUX, 2012, Albi, France
INSTITUT NATIONAL POLYTECHNIQUE DE
TOULOUSE
KALLEL Omar,
DUPONT Lionel (Directeur de thèse), GHEDIRA Khaled
L’impact des relations contractuelles entre donneurs
d’ordres et sous-traitants sur la performance d’une chaîne
logistique équitable
- INSTITUT NATIONAL DES SCIENCES APPLIQUEES
DE TOULOUSE et UNIVERSITE DE TUNIS - INSTITUT
SUPERIEUR DE TUNIS
4 articles de périodique (revue internationale)
1 article lié à un congrès (revue internationale)
6 thèses
1 Habilitation à Diriger des Recherches (HDR)
Pour consulter la totalité des publications des centres de recherche,
vous pouvez vous rendre à l'adresse suivante :
E
nseignement
Le centre pilote le domaine d’enseignement GIPSI (Génie Industriel Processus et
Systèmes d’information, qui regroupe les deux options Génie Industriel (GI) et Génie
des Systèmes d'Information (GSI).
Depuis plusieurs années, ce domaine attire environ 35% des élèves de l’Ecole.
Franck Fontanili est responsable de la formation par apprentissage depuis l'année 2009.
94
Le projet PlaS’O’Soins
Plateforme d’Aide au Suivi et à la cOordination
des activités de Soins à domicile
Pour faire face aux récentes évolutions sociétales, de nouvelles formes d’organisation des systèmes de santé et de
soins ont vu le jour ces dernières années. Ces structures de proximité, HAD, MAD ou SSIAD, jouent un rôle complémentaire de celui de l’hôpital en prolongeant la prise en charge du patient au dehors de l’hôpital en faisant appel à des
acteurs de santé de proximité (infirmières libérales, kinésithérapeutes, aides à domicile, médecins généralistes, etc.).
Afin d’améliorer la qualité de soins, dans un souci d’efficience et d’agilité, l’un des enjeux majeurs porte sur la coordination de ces différents acteurs, ainsi que des services réalisés à domicile.
Pour que la coordination des acteurs soit efficace, les professionnels de santé sur le terrain et le responsable de la
structure doivent pouvoir échanger leurs connaissances et informations. La mise en œuvre d’un Système d’Information adapté devient ainsi nécessaire.
Coordinatrice
Créer et faire
évoluer les
plans de
soins
Plans de soins
Personnel
Agendas patients
et personnels
Planifier les
interventions
Suivre
l’exécution
Contraintes
(congés, tournées,
géolocalisation…)
En 2011, pour répondre à cette problématique, le projet PlaS’O’Soins (3,6 M€) a été lancé. Il est soutenu par le pôle
de compétitivité Cancer-Bio-Santé et financé par l’Agence Nationale de la Recherche. Le consortium de partenaires
est constitué du Centre Génie Industriel de l’Ecole des Mines d’Albi et de deux autres laboratoires de recherche :
ISIS-Castres, porteur du projet, et LIMOS-Univ. Blaise Pascal de Clermont-Ferrand, ainsi que de deux entreprises
CGx System et Almerys. Des partenaires usagers viennent compléter le consortium, il s’agit du Centre Hospitalier
d’Albi, du Centre Hospitalier Intercommunal de Castres-Mazamet, de la Mutualité Tarnaise et de la Caisse Régionale
de Sécurité Sociale des Mines.
Ce projet a pour objectif de développer une plateforme technologique, capable d’aider à la coordination et la planification réactive des activités de tous les acteurs de la prise en charge à domicile. Cette plateforme vise à faciliter les
liens entre le personnel d’aide à domicile, l’environnement médical et le patient.
95
Le projet SIM-PeTra
Système d’Information de Médiation –
Perturbations dans les Transports
En 2010, dans l’ouest de la France, des chutes de neiges et une météo particulièrement dure ont engendré une crise
routière sans précédent. Les conséquences de ce type de situation sont nombreuses et particulièrement pénalisantes
pour les personnes et services concernés (naufragés de la route, défaillance des réseaux de distribution, dégâts
corporels et matériels, etc.). La prise en charge de ce type de situation s’appuie sur l’intervention coordonnée de
plusieurs acteurs (privés, publics, institutionnels, etc.) qui doivent réussir à agir conjointement (ou a minima en
parallèle), en respectant leurs propres exigences (doctrine, procédures, règles) et celles des autres acteurs.
La gouvernance d’une telle situation n’est pas non plus évidente (préfecture, mairies, CRICR, forces de l’ordre,
exploitants des réseaux, etc.). Ajoutée à l’hétérogénéité des acteurs impliqués et à la nécessaire prise en compte des
impacts interzonaux, elle contribue à la difficulté de traitement de ce
type de crise. Par ailleurs, si la richesse des informations accessibles
(données météorologiques, conditions de trafic, conditions de circulation, degré d’encombrement des zones de stockages, etc.) constitue un
atout certain pour la résolution de ce type de crise, le cloisonnement
et l’hétérogénéité technique de ces données constituent de réelles barrières à l’efficacité du pilotage de ce type de situation.
Le projet SIM-PeTra (Système d’Information de Médiation appliqué
aux Perturbations dans les Transports) ambitionne de s’appuyer sur
les résultats de l’axe IO en matière de déploiement de système d’information de médiation agile pour la gestion de crise multipartenaires
pour y ajouter l’expérience acquise dans le domaine de l’évaluation
de performance et de l’aide à la décision. Il propose une démarche de
recueil de connaissance quant à la situation permettant d’une part de
déployer un système d’information de médiation susceptible d’orchestrer une dynamique collaborative pertinente
par rapport à l’objectif de résolution de la situation considérée (en tenant compte des capacités des acteurs mobilisés)
et d’autre part d’accompagner ce déploiement d’indicateurs de performance permettant un suivi fin du traitement de
la crise afin de diagnostiquer toute déviation et d’anticiper toute adaptation nécessaire à la poursuite de l’objectif de
rétablissement.
Ce projet, d’une durée de trois ans, financé par le PREDIT (Programme de Recherche et d’Innovation dans les
Transports Terrestre – MEDDE), fait intervenir le CETE de l’Ouest (Centre d’Etude des Techniques de l’Equipement de Nantes) et le CRICR de l’Ouest (Centre Régional d’Information et de Coordination Routière de Rennes) et
le Centre de Génie Industriel de l’Ecole des Mines d’Albi-Carmaux.
96

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