Archives des Webinaires SF2M
Mardi 11 février 2025, 13h
Prothèse de para sport : réflexions sur les semelles
Élodie DOYEN, ENSTA, Palaiseau
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RésuméLes exploits sportifs et les progrès scientifiques sont étroitement liés, car la physique joue un rôle essentiel dans la compréhension, l’analyse et l’amélioration des mouvements des athlètes et de leur équipement. À l’instar de l’ingénierie, le sport se nourrit de gains marginaux. L’optimisation des détails — de la posture d’un athlète aux matériaux de son équipement — peut déterminer la victoire en quelques fractions de seconde ou de centimètres. Ce principe est valable également dans la conception de prothèses pour le parasport.
Dans le domaine du sport, les progrès réalisés en matière de matériaux et de techniques ont permis d’établir de nouveaux records, tant pour les valides que pour les amputés. Des innovations telles que les lames en carbone ou les semelles imprimées en 3D démontrent que même les plus petits détails peuvent avoir un impact significatif sur les performances.
Ce webinaire explore l’interaction étroite entre la physique des matériaux et les performances en parasport.
Conférencière : Élodie DOYEN, ENSTA, Palaiseau Élodie Doyen a obtenu son doctorat en 2023 dans le cadre du projet Sciences 2024, visant à soutenir l’équipe d’athlétisme française en vue des Jeux olympiques et paralympiques de Paris 2024. Sa thèse portait sur l’accompagnement des athlètes amputés tibiaux participant aux épreuves de saut en longueur. Après l’obtention de son diplôme, elle a continué, en tant qu’ingénieure de recherche, à s’intéresser aux prothèses tibiales, dans le but d’aider les professionnels de la santé à fabriquer plus facilement les emboîtures pour le confort des patients. . |
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Mardi 21 janvier 2025, 13h
Synapses et neurones ferroélectriques artificiels, ou comment concevoir des matériaux innovants pour l’IA de demain
Brahim DKHIL, enseignant-chercheur au laboratoire de Structures, Propriétés et Modélisation des Solides (SPMS), CentraleSupélec, Université Paris-Saclay.
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Résumé
Aujourd’hui, notre société est en pleine mutation avec l’avènement de l’intelligence artificielle et de ses nombreuses applications. Inspirés du fonctionnement de notre cerveau, les réseaux de neurones artificiels permettent un calcul parallèle efficace, des fonctions d’apprentissage et d’adaptabilité aux stimuli externes. Dans cette architecture neuromorphique interconnectant neurones et synapses, la mémoire, stockée analogiquement dans les synapses, évolue en fonction des signaux émis par les neurones adjacents ; mémoire et calcul cohabitent ! Cependant, ces neurones et synapses artificiels, appelés « memristors », sont actuellement constitués de circuits électroniques complexes basés sur des composants traditionnels, et posent des problèmes en termes de consommation d’énergie, de coût et de difficultés d’intégration, sans parler des questions environnementales et de l’espace nécessaire à leur bon fonctionnement. Afin de répondre à ces nombreux défis, plusieurs stratégies « matériaux » ont été envisagées pour concevoir les memristors de demain.
Après une introduction et une brève description des mécanismes impliqués dans ces stratégies matériaux, je présenterai les travaux menés au sein du laboratoire SPMS de CentraleSupélec/Université Paris-Saclay sur les ferroélectriques, matériaux multifonctionnels par excellence, qui, en plus de leurs propriétés diélectriques, piézoélectriques ou pyroélectriques, peuvent également être utilisés pour concevoir des memristors innovants à faible coût énergétique. Il est ainsi possible d’émuler plusieurs fonctionnalités synaptiques en n’utilisant qu’un seul composant pour réaliser un memristor. On montre que le réseau de synapses ferroélectriques qui en résulte peut être utilisé, par exemple, pour la reconnaissance d’images efficace et à faible coût énergétique. Les avancées les plus récentes et les perspectives d’amélioration seront présentées.
Conférencier : Brahim DKHIL, enseignant-chercheur au laboratoire de Structures, Propriétés et Modélisation des Solides (SPMS), CentraleSupélec, Université Paris-Saclay Brahim Dkhil a obtenu son doctorat en physique et science des matériaux en 1999 à l’École Centrale Paris et à l’Université d’Orsay, France, et a rejoint le Laboratoire Structures, Propriétés et Modélisation des Solides (SPMS) à CentraleSupélec, Université Paris-Saclay pour développer son activité de recherche sur les ferroélectriques, dans le but de mieux comprendre les mécanismes microscopiques en jeu dans ces matériaux à travers leurs relations structure-propriétés et de mieux exploiter leurs fonctionnalités pour des applications dans l’électronique, l’énergie et l’environnement. |
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Mardi 10 décembre 2024, 13h
Les céramiques réfractaires : des matériaux stratégiques pour la transition énergétique et indispensables au bien être de notre vie quotidienne
Jacques POIRIER, professeur émérite CEMTHI, Orléans
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RésuméBienvenue dans le monde extraordinaire des réfractaires, matériaux stratégiques, liés à la conquête des hautes températures. Les réfractaires sont indispensables à d’importants secteurs économiques clé : l’industrie primaire, la chimie, l’énergie, l’environnement, l’aérospatiale…
Les procédés d’élaboration de matériaux et de production d’énergie conduisent à utiliser une enceinte ou un réacteur, isolés du reste du monde, par des parois réfractaires.
Sans ces céramiques de grande diffusion, notre vie quotidienne serait beaucoup moins agréable. Nous n’aurions pas de métaux, de verre, de ciment, de céramiques … et donc nous ne disposerions pas voitures, d’avions, de maisons…
Ces céramiques polyphasées, majoritairement à base d’oxydes à haute température de fusion sont des matériaux « durs à cuire », possédant des propriétés d’usage étonnantes pour résister aux sollicitations extrêmes qu’ils subissent en utilisation, qu’il s’agisse de températures élevées jusqu’à 2000°C, de corrosion par les oxydes liquides ou de choc thermique.
Apprécier les propriétés d’usage d’un réfractaire nécessite une approche scientifique pluridisciplinaire faisant appel à des connaissances fondamentales en génie des matériaux et des procédés, en thermique, en thermomécanique et en physico-chimie des hautes températures.
Au cours de cet exposé, nous montrerons comment des réfractaires plus performants et plus durables (résistants à H2., auto-cicatrisants, non mouillées par les oxydes liquides, utilisant des matières premières recyclées) permettent de répondre aux défis environnementaux et économiques futurs tels que la réduction des émissions de CO2, la production d’acier par H2, la valorisation des déchets, la réduction de la consommation d’énergie.
Conférencier : Jacques POIRIER, Professeur émérite Université d’Orléans Un parcours professionnel en deux volets : l’industrie et le monde académique
Domaine expertise Relations entre élaboration, microstructures et propriétés des réfractaires et des céramiques structurelles pour des applications à haute température dans l’industrie de l’acier, du ciment et de la chimie ainsi que dans les applications énergétiques. Contributions à la science et à l’enseignement des matériaux
Prix / Awards : |
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Mardi 26 novembre 2024, 13h
Les matériaux des montres de luxe
Vincent LAPORTE, Groupe RICHEMONT, Buttes, Suisse,
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RésuméStimulée par un environnement concurrentiel extrême et des moyens financiers importants, l’industrie du luxe est source d’innovation en science des Matériaux et représente un débouché conséquent pour les ingénieurs issus des filières matériaux de nos écoles. Si certaines montres se ressemblent, aussi bien dans leurs designs que dans leurs matériaux, toutes les marques cherchent à se différencier, notamment à travers l’utilisation de matériaux innovants, empruntés à d’autres industries ou développés spécifiquement. Ce webinaire vise à illustrer le large panel de matériaux utilisés pour les montres de luxe, à présenter les propriétés cibles visées et à énoncer quelques défis accompagnant l’introduction de nouveaux matériaux.
Conférencier : Vincent LAPORTE, Richemont International AAprès un doctorat en sciences des matériaux aux Mines de Saint-Etienne, Vincent Laporte re-joint le laboratoire du Prof. Andreas Mortensen à l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne entre 2004 et 2008 puis le Centre de Recherche de Voreppe pour 1 année avant de revenir à l’EPFL entre 2009 et 2011 pour prendre en charge une plateforme d’analyse de surface. Depuis, il consacre ses activités aux matériaux horlogers, d’abord au sein de la Manufacture des Montres Rolex à Bienne puis pour le groupe Richemont depuis 2022. |
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Verre feuilleté de sécurité pour l’automobile et le bâtiment : matériaux, fabrication et performances
Richard VILLEY, St Gobain Recherche, Compiègne
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RésuméDans un verre feuilleté, deux plaques de verre prenant en sandwich un intercalaire polymère. En cas de choc, les verres cassent mais les morceaux restent collés à l’intercalaire, évitant les blessures aux utilisateurs ; de plus, l’intercalaire dissipe une partie de l’énergie du choc, voire sa totalité, empêchant dans ce cas la perforation du vitrage. Cela permet aux feuilletés d’assurer une fonction de garde-corps, d’anti-vandalisme voire d’anti-effraction. Ces vitrages sont obligatoires dans les pare-brise de véhicules, les fenêtres de toit, les planchers transparents et les vitrages protégeant de la chute dans le vide, et sont courants dans les vitrines de magasins et les façades verrières. Nous verrons comment ils sont fabriqués industriellement, à quels types de tests ils doivent répondre et par conséquent quelles sont les caractéristiques mécaniques et physico-chimiques des matériaux autorisés à être utilisés comme intercalaires. Nous finirons par un comparatif des solutions actuellement utilisées, présentant une structure macromoléculaire commune de double réseau d’enchevêtrements et de « points de réticulation », qu’ils soient chimiques, physiques ou ioniques.
Conférencier : Richard VILLEY, St Gobain Recherche Après un doctorat en physique sur les contacts à travers des liquides nano confinés et un post-doctorat sur les adhésifs sensibles à la pression (les rubans adhésifs de la vie courante), Richard Villey a intégré le centre « Saint-Gobain Research Compiègne » en 2016 en tant qu’ingénieur puis responsable d’équipe R&D et expert technique. Ses travaux portent principalement sur la modélisation des mécanismes d’absorption des chocs par les verres feuilletés, permettant d’optimiser le choix des matériaux pour développer de nouveaux produits ; ainsi que sur l’amincissement des vitrages, en vue de diminuer leur empreinte environnementale. |
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Mardi 29 octobre 2024, 13h
Matériaux aéronautiques d’aujourd’hui et de demain
Anne DENQUIN, ONERA, Châtillon
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Résumé Les matériaux, qu’ils soient métalliques, composites ou céramiques ont été et sont toujours au cœur de l’évolution du domaine aéronautique, où la réduction de l’empreinte environnementale et l’augmentation des performances sont deux objectifs prioritaires. Lors de ce webinaire, nous ferons le tour les matériaux conventionnels dans le domaine des aéronefs et de leurs réacteurs. Nous verrons comment les contraintes réglementaires et de performances les ont fait et les font toujours évoluer au fil du temps et aborderons les principales ruptures technologiques associées, en terme de matériaux comme de procédés. Enfin, nous discuterons des nouveaux besoins de recyclabilité, réparation et de durabilité, ainsi que des nouveaux concepts d’aéronefs et de leur impact sur les matériaux. |
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Conférencière : Anne DENQUIN, ONERA Docteur en science des matériaux, Anne Denquin débute sa carrière dans le domaine de la R&T des moteurs de fusée à propergols liquides avant de rejoindre l’ONERA en 1999. D’abord responsable des études sur les alliages d’aluminium aéronautique, elle s’intéresse ensuite à des solutions plus exotiques comme les alliages intermétalliques, les alliages à mémoire de forme puis les alliages haute entropie pour des application haute température. Elle est directrice du département Matériaux et Structures de l’ONERA depuis 2018 et présidente de la commission mixte 3AF/SF2M « Matériaux aéronautiques. |
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Mardi 24 septembre 2024, 13h
S’inspirer de la nature pour innover en santé : principe et illustrations pour la réparation du squelette
Christophe DROUET, directeur de recherche, CIRIMAT, Toulouse
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Mardi 10 septembre 2024, 13h
Choix des matériaux et transition(s)
Jenny FAUCHEU, professeure MINES de St-Etienne
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Animation des webinaires |
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Anna FRACZKIEWICZ |
Marie-Laurence GIORGI |
Michelle SALVIA |
SF2M |
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Jean-Luc BECHADE, vice-président |
Bruno CHENAL, past-president |
Anna FRACZKIEWICZ, présidente |
Danièle QUANTIN, ancienne présidente |
Michelle SALVIA, secrétaire générale |