Chaire industrielle ANR « Self-Heating »

Prédire l’endurance des matériaux grâce à la mesure de la signature thermique

Défis stratégique et scientifique

La  chaire  industrielle  ANR  « SELF-HEATING »  a  pour  ambition  prédire  la  tenue  en  service et être capable de dimensionner au mieux en utilisant les matériaux et assemblages les plus adaptés à chaque contexte et à chaque partie de l’architecture des systèmes aériens ou navals.

La méthode, en rupture avec les pratiques actuelles, est basée, sur la mesure et la modélisation de l’auto-échauffement (self-heating). Les mesures de températures d’un matériau dans des conditions expérimentales précises permettent de prédire des points de fragilités. La modélisation de ces mesures permettra de retarder voire éviter les avaries dès la conception d’un navire, d’un sous-marin ou d’un avion.

Cette technique offre plusieurs avantages aux entreprises des industries de pointe : rapidité de caractérisation et de prédiction des propriétés des matériaux, finesse d’information, modalités expérimentales spécifiques plus économes en matériaux et budgets liés aux essais de caractérisation 10 fois moins élevés.

Première chaire industrielle du genre sur le territoire breton

La  chaire  industrielle  « Self Heating » a été retenue par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR) dans le cadre des chaires industrielles 2020. Elle sera pilotée par l’équipe IRDL de l’ENSTA Bretagne avec Naval Group et Safran, et associant l’institut P’.  Le budget de recherche s’élève à 2,05 millions d’euros pour 4 ans et permet de constituer une équipe dédiée (8 thèses et 4 post-doctorants) et d’acquérir des moyens d’essais complémentaires.

Plus d’infos : Chaire  industrielle  « Self Heating »

 

Distinguished Lecture Series organized

Speaker : Professor Mohamed Benbouzid

Topic: Electric and Hybrid Vehicles Massive Deployment: On Optimal and Fault-Tolerant Control Issues

Date: November 3, 2020

Time: 4:00 PM (Malaysia) / 10:00 AM (CET)

Prix IEEE SPIES 2020 du meilleur article

L’article « Frequency separation-based power management strategy for a fuel cell-power power drone » co-écrit par Mohamed Nadir Boukoberine, Zhibin Zhou, Mohamed Benbouzid et Teresa Donateo a reçu le Prix IEEE SPIES 2020 du meilleur article (http://www.icspies.org/). C’est le premier résultat d’une collaboration fructueuse entre l’Université de Brest et l’Université de Salento.

Abstract

This paper deals with fuel cell-powered drones power management while targeting fuel cell lifetime extension. In this context, a hybrid system topology, based on a fuel cell, a supercapacitor, and a DC/DC boost converter, is adopted so as to achieve a high efficiency lightweight drone platform. System components are first sized according to the drone mission requirements and the electric sources characteristics. For power management purposes, a frequency separation-based approach is adopted to share the requested power between the two sources. Indeed, the flight power demand profile is split into high and low frequency components. In this context, the fuel cell is controlled with the DC/DC boost converter to handle low frequency components while the supercapacitor supplies or absorbs all the power peaks. Simulations are carried out using a real power profile extracted from an experimental flight test of a small hexacopter. The achieved results clearly show that the proposed power management strategy enables extending the fuel cell lifetime inducing faster response and therefore improving the drone maneuverability.

 

Applied Energy Highly Cited Review Awards 2020

L’article « Microgrids energy management systems: A critical review on methods, solutions, and prospects », co-écrit par Muhammad Fahad Zia, Elhoussin Elbouchikhi et Mohamed Benbouzid, a obtenu « Applied Energy Highly Cited Review Awards 2020 »

Abstract

Renewable energy resources are currently being deployed on a large scale to meet the requirements of increased energy demand, mitigate the environmental pollutants, and achieve socio-economic benefits for sustainable development. The integration of such distributed energy sources into utility grid paves the way for microgrids. The microgrid concept is introduced to have a self-sustained system consisting of distributed energy resources that can operate in an islanded mode during grid failures. In microgrid, an energy management system is essential for optimal use of these distributed energy resources in intelligent, secure, reliable, and coordinated ways. Therefore, this review paper presents a comparative and critical analysis on decision making strategies and their solution methods for microgrid energy management systems. To manage the volatility and intermittency of renewable energy resources and load demand, various uncertainty quantification methods are summarized. A comparative analysis on communication technologies is also discussed for cost-effective implementation of microgrid energy management systems. Finally, insights into future directions and real world applications are provided.

Fête de la Science – Mer et Plastiques

L’Institut de Recherche Dupuy de Lôme, les bibliothèques universitaires et le cycle Planète Conférence de l’UBS ont collaboré avec les médiathèques de la Ville de Vannes et les Petits débrouillards pour organiser une Fête de la Science en lien avec la thématique nationale Planète Nature.

Les membres de l’IRDL vous proposent de participer du 5 au 10 octobre à des ateliers et conférences sur le thème « Mer et Plastiques ». Venez découvrir les enjeux environnementaux de ce matériau et des impacts sur notre écosystème maritime.

Les conférences, autour la mission «Microplastiques 2019» de Tara, vous permettront de comprendre les origines de la pollution plastique en mer et ces effets néfastes sur l’environnement et la santé humaine.

Les ateliers pour les enfants, en réalisant des expériences scientifiques et ludiques, deviendront de véritables petits chimistes de l’eau de mer et de ses habitants. Ils pourront également se lancer dans la fabrication de jouets à partir des matériaux de récupération.

Pour connaitre le programme complet et vous inscrire : ICI

Reportage France 3 – septembre 2020 Lutter contre les plastiques dans les océans, une cause importante en Bretagne

Chaque année, plus de 8 millions de tonnes de plastiques sont déversées dans les océans. Depuis 2015, plus de 6,9 milliards de tonnes de déchets plastique ont été produites, mais seul 9 % ont été recyclés. En Bretagne, l’équipe de l’IRDL : Composites, nanocomposites, biocomposites s’engage pour lutter contre ce fléau, et en particulier Mikaël Kedzierski (Maître de Conférences à l’Université Bretagne Sud), et Stéphane Bruzaud (Professeur à l’Université Bretagne Sud).

La Fondation Tara Océans envoie son bateau sur les océans depuis 2006 pour améliorer les connaissances sur la situation du plastique en mer. Les membres de la Fondation étudient en particulier les microplastiques, et leur impact sur la biodiversité. Mikaël Kedzierski #IRDL a participé aux expéditions et à certaines découvertes que le reportage suivant nous permet de comprendre.

Pour visionner le reportage :

https://france3-regions.francetvinfo.fr/bretagne/lutter-contre-plastiques-oceans-cause-importante-bretagne-1871620.html

Nouvelle option Santé & Handicap dans le DU Impression 3D

L’UBS, première université à avoir proposé une formation diplômante dans ce domaine, fait ainsi évoluer en 2020 le DU Impression 3D et propose désormais deux parcours spécifiques : « Matériaux Composites Innovants » et « Santé & Handicap » dans lesquels elle offre sa propre expertise et celle de ses partenaires.

 L’impression 3D levier de l’innovation

L’impression 3D, appellation commune de la fabrication additive, est une technique qui consiste en l’ajout successif de matière à partir d’un modèle 3D, jusqu’à obtenir la pièce finale. Son usage permet un prototypage rapide, une personnalisation des pièces et la fabrication facilitée de nouvelles pièces. Utilisée dans l’industrie, elle est un levier important de développement et d’innovation dans un grand nombre de secteurs, tant le spectre des applications est large : biens de consommation, automobile, aéronautique, biomédical, design, etc. Pour ces raisons, elle est présentée comme une véritable révolution industrielle, générant des besoins accrus en compétences et en expertise des différents acteurs, qu’ils soient techniciens, managers, chefs de projet ou entrepreneurs.

L’impression 3D et la médecine physique et de réadaptation

Si l’impression 3D révolutionne le mode de production industriel dans un grand nombre de secteurs, elle commence tout juste à s’intégrer dans les pratiques des professionnels de santé en France, notamment dans le domaine du handicap. L’impression 3D apporte pourtant de nombreux avantages par rapport aux techniques de fabrication classiques utilisées à ce jour dans ce domaine : adaptation, reproduction, esthétique, poids, partage, temps, coût, accessibilité, appropriation, médiation/occupation…

Le projet Handicap Innovation Territoire

Le projet Handicap Innovation Territoire (HIT) fait partie du dispositif « Territoires d’Innovation » qui a pour objectif de faire émerger en France les territoires du futur et de nouveaux modèles de développement territorial. Porté par Lorient Agglomération, le projet HIT a pour ambition de mettre en place des parcours de vie personnalisés et un haut niveau de participation sociale, base du « Handicapowerment ». Il s’agit de développer des solutions innovantes technologiques, servicielles et organisationnelles ainsi que des synergies collaboratives entre acteurs diversifiés (acteurs économiques, de la recherche, de la santé, institutions, citoyens…)

Dans ce cadre, l’UBS et le CMRRF de Kerpape (qui a notamment développé la communauté de pratiques REHAB-LAB), propose le Diplôme d’Université option Santé et Handicap. L’objectif de la formation est d’appréhender, de créer et de repenser la conception et la fabrication d’objets par impression 3D dans le domaine de la médecine physique et de réadaptation (MPR). La formation s’inscrit ainsi dans l’évolution des pratiques professionnelles des acteurs de la santé et du handicap en France.

La formation s’appuie sur les compétences des enseignants-chercheurs de l’Institut de Recherche Dupuy de Lôme (IRDL UMR CNRS 6027) du Plateau technique ComposiTIC, de l’Institut Régional des Matériaux Avancés (IRMA) et du FabLab du pays de Lorient et des professionnels du CMRRF de Kerpape (ingénieurs bio-médicaux, thérapeutes, dessinateur 3D).

 

Informations et contacts :

Diplôme d’Université Impression 3D

Plaquette DU Impression 3D Santé & Handicap

Plaquette Du Impression 3D Matériaux Composites Innovants

Contacts pédagogiques

Mickael CASTRO : mickael.castro@univ-ubs.fr

Willy ALLÈGRE : wallegre@kerpape/mutualite56.fr

Contact administratif et financier

Eugénie CORLOBÉ : eugenie.corlobe@univ-ubs.fr

Prix du meilleur article

Yohan Jacquet, actuellement en thèse à l’IRDL, a obtenu le prix du meilleur article à la conférence international « Digital Concrete 2020 » organisé par TU Eindhoven sur les méthodes d’impression 3D du béton (https://digitalconcrete2020.com/).

 

L’article : « Gravity Driven Tests to  Assess Mechanical Properties of Printable Cement-Based Materials at Fresh State » est publié dans le livre « Second RILEM International Conference on Concrete and Digital Fabrication ».

 

Résumé de l’article

The prediction of the stability of fresh cementitious materials during 3D printing is required in order to find adequate process parameters such as building rate or time gap between layers. Schematically, the process efficiency depends on a balance between the rate of strengthening of the material and the building rate that increases the self-weight that the freshly printed structure must withstand. The first deposited layer of fresh cementitious material must be stiff enough to avoid squeezing effect, and the material has to be rigid enough for the in-print structure not to buckle. This is even more crucial for slender cantilevered structures. Also, cracks may appear in sharp angles of the printed shapes. To predict and avoid those printing defects, the determination of various rheological (shear, compression and tensile yield stresses) and fresh-state parameters of the material (elastic modulus) are required. As rheometer and ultrasonic measurement devices are not usually available on the production site, there is need to develop simple and accurate tests that can provide mechanical parameters for the prediction/verification of the stability of the structure during printing. For instance, instantaneous and continuous penetration tests can be used to evaluate the material yield stress and its evolution over time.

In this work, a special attention will be paid to simple tests such as the bending of a circular cross-section beam of fresh cementitious materials and/or the self-tension tests of cylindrical cross-section laces. The first one can be used to compute the apparent elastic modulus, while the second provides the tensile yield stress. Measured parameters are then compared with the ones computed from dimensional compression test and shear vane tests in order to validate the obtained results.

 

En vidéo (à 2h43) l’annonce du Prix.

Contacts:
yohan.jacquet@univ-ubs.fr
arnaud.perrot@univ-ubs.fr
vincent.picandet@univ-ubs.fr

 

New EU project vForm-xSteel

Increasing the reliability of engineering process simulations gathers five European countries in a Science and technology project

 

Heterogeneous test design to speed up material parameter calibration

 

Nowadays, the use of numerical simulations has become a mandatory step in engineering design and material processing optimization. The simulation market for the automotive industry alone exceeds 1 B€. Despite the size of the market and the regular use of simulation in the engineering design industry, obtaining reliable input data, especially the description of the material behaviour at different temperatures and strains is a constant challenge and has not been fully answered yet. A solution to this problem is highly required for both the engineering simulation users and providers.

 

 

A European project that aims to improve the confidence, precision, and robustness of the numerical simulations of steels parts through the development of new techniques for the determination of reliable input data has started on the 1st of July 2020. The 2.5 M€ project gathers five European countries, four universities, three industrial partners, and more than twenty researchers for the next four years. The project entitled “Toward virtual forming and design: Thermomechanical characterization of advanced high strength steels through full-field measurements and a single designed test” has joined the Universities of Aveiro (Portugal – leader), Bretagne Sud (France), KU Leuven (Belgium) and Politecnica delle Marche (Italy) and the well-known companies MatchID and OCAS (Belgium) and DAF Trucks (The Netherlands) for the goal of developing procedures for the calibration of engineering material simulation software that would lead to stiffer, stronger, safer and lighter industrial parts. The EU contribution is through the research programme of the Research Fund for Coal and Steel – action RFCS-RPJ 2019.

 

Contact : sandrine.thuillier@univ-ubs.fr

 

Le rapport 2020 de l’Observatoire des énergies de la mer est en ligne !

Les énergies de la mer : la dynamique est lancée !

Le rapport 2020 de l’Observatoire vient d’être dévoilé lors d’un webinaire dédié à la filière française des énergies renouvelables en mer. Vous pouvez revoir cet événement et consulter le rapport en intégralité ainsi que la synthèse dès maintenant sur le site internet de l’Observatoire des énergies de la mer.

Les organismes publics (ou semi-publics) de recherche et/ou de formation (universités, laboratoires, établissements publics de recherche, centres de formation, etc.), comme l’IRDL constituent un rouage essentiel de la filière. Les travaux de recherche permettent d’accompagner le développement des différentes technologies (fiabilité, efficacité, compétitivité) et d’optimiser les conditions de leur déploiement, par exemple concernant la définition de zones propices. La recherche porte aussi sur les aspects environnementaux et sociétaux de ces projets. Quant aux activités de formation, elles fournissent les compétences théoriques et techniques nécessaires aux futurs professionnels du secteur des énergies renouvelables en mer afin qu’ils puissent accomplir la grande diversité des métiers que compte la filière.