Activités générales de la structure
Créé en 1988 par le chimiste français mondialement connu Jean Rouxel, l’Institut des Matériaux est devenu l’un des principaux centres de recherche en matériaux en France. Ses travaux contribuent au perfectionnement de nombreux procédés industriels dans le domaine de la haute technologie.
L’Institut des Matériaux Jean Rouxel rassemble aujourd’hui plus de 130 chercheurs (chimistes, physiciens, ingénieurs des matériaux du CNRS et de l’Université de Nantes), personnels administratifs et techniques, et 90 contractuels pour la recherche.
À travers la conception et la caractérisation de nouveaux matériaux, la démarche du laboratoire conduit à l’optimisation d’un large éventail de propriétés en vue d’applications, telles que les cellules photovoltaïques, les piles à combustibles, les batteries pour véhicules électriques, les nanotechnologies ou encore les matériaux pour mémoires, photoniques et optiques.
L’Institut tire sa force d’une convergence de compétences. Compétences regroupées aujourd’hui dans cinq équipes de recherche, le plus souvent autour d’applications ou de grandes familles de matériaux différents
- Physique des matériaux et nanostructures,
- Plasmas et couches minces, Stockage et transformation électrochimiques de l’énergie,
- Matériaux innovants pour l’optique,
- le Photovoltaïque et le Stockage
- et Ingenierie des Matériaux et Métallurgie.
Ces thématiques de recherche conduisent à de très nombreuses relations industrielles (Renault, St Gobain, Batscap, Total, STMicroelectronics, DCNS, Safran,…) et institutionnelles. Le laboratoire est par ailleurs partenaire de six Investissements d’avenir, dont l’IRT Jules Verne, qui visent à doter les organismes de moyens significatifs afin de construire une politique intégrée de recherche, de formation et de valorisation de haut niveau.
L’institut est organisé en 5 équipes de recherche
- ID2M : Ingénierie des Matériaux et Métallurgie
- MIOPS : Matériaux Innovants pour l’Optique, le Photovoltaïque et le Stockage
- PCM : Plasmas et Couches Minces
- PMN : Physique des Matériaux et Nanostructures
- ST2E : Stockage et Transformation Electrochimiques de l’Energie
Les équipes PMN et ID2M sont actuellement impliqués dans des projets Bioregate.
Les équipes de recherche en lien avec Bioregate
PMN : Physique des Matériaux et Nanostructures
Notre équipe PMN (Physique des Matériaux et Nanostructures) regroupe des physiciens et des chimistes du solide et des matériaux. Nos travaux s’expriment suivant les 3 thématiques :
- Nanocarbone : une thématique centrale dans laquelle on aborde l’élaboration de nanostructures carbonés (nanofils, nanoparticules), leur mise en forme (objet isolé, nanocomposites…), l’étude expérimentale et théorique de leurs propriétés structurales et physiques, et leurs applications éventuelles.
- Physico-Chimie des Interfaces : une thématique dans laquelle on cherche d’une part à comprendre et étudier les propriétés des interfaces à l’échelle nanométrique et le changement de comportement en presence des interfaces. Nos études incluent les liquides ioniques, les nanoparticules oxydées, et les bio-systèmes structurés à l’échelle nanomètrique.
- Matériaux complexes à propriétés électroniques non conventionnelles : l’élaboration et l’étude de matériaux complexes qui possèdent des propriétés électriques remarquables comme des transitions isolant-métal (transition resistive, Isolants de Mott et application RRAM) induites sous champ électrique par exemple.
Ces trois axes utilisent
Des compétences aux échelles nanométriques qui relèvent de
- spectroscopies optiques et vibrationnelles – microscopie AFM
- modélisations à l’échelle atomique des propriétés physiques
- transport et magnetotransport
- physico-chimie des milieux confinés et aux interfaces
- synthèse exploratoire – assemblage de nanostructures
Des outils d’investigation qui sont
- les spectroscopies de Diffusion Raman etd’Absorption IR)
- les techniques de mesures de transport électrique
- les microscopies de champ proche : microscope à force atomique
- les caractérisations de nano-structures (potentiel zéta et DLS)
- des approches calculatoires (AIMPRO, SIESTA, LAMMPS, DFTB+)
Dans cette démarche, nous allons jusqu’à développer des outils originaux et spécifiques à nos problèmes.
Contact équipe :
Bernard Hubert –bernard.humbert@cnrs-imn.fr ;
Autre contact en lien avec les développements Bioregate : Jean Le Bideau – jean.lebideau@cnrs-imn.fr
Plus d’informations sur l’activité de l’équipe PMN : https://www.cnrs-imn.fr/index.php/recherche-equipes-et-travaux/physique-des-materiaux-et-nanostructures-equipe-pmn
ID2M : Ingénierie des Matériaux et Métallurgie
Les recherches qui sont menées au sein de l’équipe Ingénierie des Matériaux et Métallurgie (ID2M) visent l’élaboration et la caractérisation des matériaux aux niveaux chimique, structural, mécanique et thermique et leur analyse comportementale en situation réelle, à différentes échelles (atomiques, nanoscopiques, microscopiques, mésoscopiques, macroscopiques) en relation étroite avec les applications.
L’équipe est actuellement constituée de 10 chercheurs et enseignants chercheurs ainsi que de 12 non permanents (Doctorants, Post Doctorant et ATER).
Les travaux de recherche de notre équipe portent sur la conception et l’élaboration des matériaux et l’étude de leurs propriétés d’un point de vue académique en vue d’applications industrielles. Dans ces travaux, il s’agit de trouver les conditions permettant d’améliorer les propriétés des matériaux en jouant sur les procédés d’élaboration et les microstructures induites. Ces recherches doivent s’appuyer sur une connaissance fondamentale des évolutions des matériaux, sur des méthodes expérimentales fines et la mise au point de modèles et de simulations numériques.
Différents matériaux sont concernés par ces travaux
- métaux et alliages
- céramiques
- matériaux naturels
Les matériaux peuvent se présenter sous diverses formes
- massifs
- finement divisés (poudres)
- films minces ou épais
Objectifs de l’équipe ID2M
- Orienter certaines activités de recherche en matériaux vers la conception de systèmes en favorisant des interactions entre la technologie d’une part, et la physique et chimie d’autre part.
- Développer des activités de recherche sur les matériaux et sur les thématiques intéressant les formations de l’Université de Nantes dont la formation d’ingénieurs Polytech Nantes : soudage et métallurgie, mise en forme des matériaux et thermique, technologies pour l’information et la communication, …
Les moyens mis en œuvre pour faire aboutir nos recherches sont nombreux et mutualisés à l’ensemble des chercheurs du laboratoire :
Caractérisations structurales et physico-chimiques des matériaux
- MEB FEG (EDX, WDX, EBSD, platine de traction chauffante)
- MEB
- Microscopie optique (Mozaic et reconstruction 3D)
- Caméra IR grande vitesse
- Caméra grande vitesse
- microscope AUGER
- MET
- RMN du Solide
- XAS
- DRX
- micro-fluorescence X
- Zétamétrie
- AFM
- EXAFS-XANES
Caractérisations mécaniques des matériaux
- traction-compression-flexion (-196°C à 1100°C) + extensométrie
- fatigue (jusqu’à 1200°C),
- fluage sous contrainte constante,
- microdureté automatique,
- essais choc Charpy
Contact équipe :
Pascal Paillard – pascal.paillard@cnrs-imn.fr ;
Autre contact en lien avec les développements Bioregate : Franck Tancret – franck.tancret@univ-nantes.fr
Plus d’informations sur l’activité de l’équipe ID2M : https://www.cnrs-imn.fr/index.php/recherche-equipes-et-travaux/ingenierie-des-materiaux-et-metallurgie-equipe-id2m