Présentation

Afin d’organiser l’activité scientifique et de mener de manière cohérente ses travaux de recherche, l’institut est structuré en trois équipes représentant chacun des trois domaines scientifiques : la mécanique, la thermique et l’énergétique, ainsi que les matériaux et les procédés. Ces activités scientifiques entrent pleinement dans le projet EXEBIO porté par l’URCA (projet lauréat de l’appel à projet excellences du PIA4).

Il est important de souligner que l’ITheMM traite ses activités de recherche sur des échelles de longueurs assez larges allant de celle des nanostructures à celle des poutres d’infrastructures de génie civil. Pour effectuer ses activités de recherche, l’institut dispose d’une halle technologique pouvant accueillir de grosses installations (plateforme de Génie Civil), de machines de mise en œuvre et de mise en forme de matériaux) et d’équipements scientifiques innovants et variés (machines d’essais mécaniques et de caractérisations physicochimiques, tomographe, microscopie thermique à balayage, nano-thermo réflectance, flash laser haute température, analyseur thermique simultané ATD/ATG-DSC, caméras de thermographie infrarouge, imprimantes 3D…). Ces équipements sont regroupés dans la plateforme scientifique et technologique Multimat (au sein de l’U.A.R. URCATech) qui permet essentiellement d’effectuer la caractérisation et l’analyse thermique et mécanique multi échelles des matériaux et des procédés.

Domaine(s) scientifique(s)

Nos activités de recherche s’articulent autour des Sciences pour l’ingénieur, et vont de la recherche fondamentale à des recherches plus appliquées à finalité de valorisation et de transfert de technologie vers l’industrie. Ces activités couvrent les trois domaines scientifiques déclinés dans chaque équipe (dont les axes scientifiques sont présentés ci-dessous) : la mécanique, la thermique et l’énergétique, ainsi que les matériaux et les procédés.

Effectifs

• 60 enseignants-chercheurs permanents dont 33 HDR
• 9 personnels BIATSS permanents
• 2 personnels BIATSS non permanents
• Plus d’une trentaine de doctorants et post-doctorants

Mots-clés

• Analyses et caractérisations thermiques et mécaniques multi échelles
• Mécanique des structures et des machines
• Génie Civil
• Mécanique des matériaux biosourcés
• Matériaux
• Fabrication additive
• Formulation
• Mise en œuvre et mise en forme de matériaux composites biosourcés
• Thermique et énergétique
• Energies décarbonées et durables
• Matériaux biosourcés pour l’énergétique

Thématiques de recherche

Les trois équipes de l’ITheMM déclinent les opérations scientifiques suivantes :

Équipe 1 : Thermique et Énergétique (TE)

• Axe 1 : Instrumentation et caractérisation thermophysique multiéchelle
• Axe 2 : Optimisation des transferts dans des systèmes thermiques et énergétiques
• Axe 3 : Valorisation énergétique des gisements renouvelables

Équipe 2 : Mécanique Appliquée et Génie Civil (MAGC)

• Axe 1 : Comportement mécanique des matériaux composites biosourcés et éléments finis spéciaux
• Axe 2 : Matériaux et renforcement des structures pour le génie civil
• Axe 3 : Dynamique et surveillance des systèmes et des structures mécaniques

Équipe 3 : Matériaux et Procédés Innovants (MAPI)

• Axe 1 : Elaboration de matériaux multiphasés
• Axe 2 : Optimisation du triptyque structures/procédés/propriétés
• Axe 3 : Caractérisation multiéchelle et multiphysique de matériaux

Une synergie entre ces thématiques est favorisée à travers deux axes transversaux pour répondre à des approches pluridisciplinaires :

• Axe Transverse 1 : Caractérisations et Analyses Thermophysiques Multi-échelles des matériaux et des procédés (CATM)
• Axe Transverse 2 : Transitions Industrielle, Energétique et Environnementale (TI2E)

Savoir-faire

• Caractérisations, analyses, et modélisations multiéchelles et multiphysique
• Modélisation et simulation numérique
• Simulation numérique multi échelle et multiphysique sur des images tomographiques 3D
• Instrumentations et Contrôles Non Destructifs
• Valorisation de biomasse et des déchets en vecteurs énergétiques bas carbones
• Elaboration de matériaux et étude de leur fonctionnalisation
• Optimisation des procédés
• Analyse du comportement mécanique des matériaux et des structures
• Techniques de fabrication additive

Equipements

L’ITheMM dispose d’une Plateforme MultiMat (URCATech) riche en équipements de caractérisation et d’analyse multiphysiques et multi échelles des matériaux et des procédés :

Caractérisations Mécaniques :

• Machine d’essais statique et dynamiques, Nanoindenteur Plateforme d’essais pour le Génie Civil (Dalle d’essais- vérin de 1000kN, machines de traction, presse d’essais en compression…) , enceintes de vieillissement, essais ins-situ sous tomographe, DIC et DVC, DMA

Caractérisations thermiques :

• Analyseur thermique simultanée ATD/ATG-DSC, Thermo réflectance nano-TR, Analyseur Laser Flash LFA, Pyrolyseur, Analyseur Micro-GC/MS, Spectromètre FTIR Vis-IR, Caméras de Thermographie Infrarouge, Microscope thermique SThM, Analyseur thermique de nano fluides

Caractérisations Rhéologiques :

• DMA, Rhéomètre à contrainte imposée, rhéomètre capillaire, MFI

Caractérisations de structure :

• Tomographe, AFM, Analyseur de taille de particules et analyseur calorimétrique différentiel, diffractomètre, spectromètres, et ellipsomètre

Procédés de mise en œuvre :

• Diverses technologies de Fabrication additive (polymères, composites, sable, métal), Mélangeur interne, Extrudeuses mono et bivis, Injection plastique, RTM, banc de mise en forme de renforts textiles, Thermoformage, Fonderie

Autres :

• Plateau technique SURVIB, SURveillance VIBratoire des machines tournantes, biofermenteurs

Pour mener à bien les activités de recherche, l’ITheMM s’appuie aussi sur les équipements de la plateforme Platinium3D qui dispose de diverses technologies de fabrication additive complémentaires à ceux de MultiMaT.

Partenariats

Non académique et industriels :

Partenaires semi-académiques : CEA Le Ripault ; CEA Gramat ; IRSN ; Platinium3D, ISL Saint Louis

Nos partenaires industriels peuvent avoir une dimension régionale (Invicta Group, La Fonte Ardennaise, Axon’câble, …), nationale (Segula Technologies, Safran, Engie, Valeo, Décathlon, Themacs, Danone, Metropack…), et internationale (ArcelorMittal, CentexBel…)

Académiques :

Nationaux : LPMC ( Amiens), LAMIH (Valencienne), IMT Nord Europe, UCEIV, XLim, UniLaSalle, Arts et Métiers Paris Tech, IRDL, CERTES, IUSTI, I2M, IS2M, LEMTA, CETHIL, LaMé, Gemtex…

Internationaux : Universités du Texas à Dallas, de Pittsburgh (Etats-Unis), Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (Suisse), Universités de Sétif, d’Annaba, de Tizi Ouzou (Algérie), Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene d’Alger (Algérie) ; Université Saint Louis (Sénégal), Université de Sfax (Tunisie), Université Polytechnique de Mons (Belgique), Université Polytechnique de Bucarest (Roumanie), Université de Moncton (Canada), Université de Bochum (Allemagne), Université de Beijing (Chine), Université Nationale des Sciences, Technologies, Ingénierie et Mathématiques (Bénin), CRIBC (Belgique)…

Autres :

Groupements de Recherche (GdR) : Les enseignants-chercheurs de l’ITheMM participent activement à différents Groupements de Recherche (GdR) représentatifs des activités de recherche de notre institut (GdR CNRS 2028 THERMOBIO, GdR CNRS 2047 TAMARYS, GdR CNRS 2086 NAME, GdR CNRS 2089 ALMA, GdR CNRS 3542 3MF, GdR CNRS 3671 MIC, GdR CNRS CarMa Nano).

Structures Fédératives de Recherche (SFR) : GE@2M, FRMNGE

Association Française de Mécanique, Groupe Scientifique et Technique en vibration (GST 14)

Société Française de Thermique

Brevets

• "Dispositif perfectionné de fabrication d’un revêtement intérieur, notamment d’un revêtement de sol pour véhicule automobile", FR3066769 A1
• "Procédé de conception d’une installation pour fabrication d’un revêtement, installation et procédé de fabrication associés", FR3073530 A1
• « Procédé et dispositif de mesure de propriétés thermo-physiques d'un milieu », Brevet international No. WO2017/148940Al
• « Système thermographique embarqué d’inspection des pales d’éoliennes », Brevet n° 19/15439, Mandataire : Engie Green
• "Procédé de suivi en temps réel de l’état de composants mécaniques de type roulements et engrenages sur une ligne d’arbre". Brevet National – N° d’enregistrement INPI : 15 54380 – N° de publication : 3 036 185

Publications marquantes

https://ithemm.univ-reims.fr/spip.php?article29

https://hal.univ-reims.fr/ITHEMM

Date de mise à jour : mars 2024

Organigramme