Partenariats industriels
Alliage des sciences des matériaux et procédés innovants
pour répondre aux enjeux industriels d’aujourd’hui et de demain. Nos équipes repoussent les limites de la caractérisation atomique à la conception de matériaux durables en réinventant l’ingénierie pour les générations futures.
Écosystème technique collaboratif
ouvert aux partenaires industriels et académiques. A travers ses multiples partenariats et prestations le LSPM a construit un réseau d’innovation dynamique. Les plateformes du laboratoire permettent d’accélérer une coopération de pointe portée par notre expertise.
Approche interdisciplinaire
permettant de concevoir des solutions technologiques sur mesure. Le LSPM mobilise une expertise croisée en physique des plasmas, mécanique des matériaux et chimie des procédés pour développer des matériaux aux propriétés exceptionnelles et des procédés plasma innovants.
Environnement et Matériaux Durables : Répondre aux Enjeux de la Transition Énergétique
Le LSPM développe des solutions innovantes pour accompagner la transition énergétique et la dépollution industrielle, en combinant caractérisation expérimentale, modélisation prédictive et prototypage industriel. Nos travaux s’articulent autour de trois axes majeurs : le stockage de l’hydrogène, la valorisation de la biomasse et la dépollution par plasma, avec une approche intégrée visant à optimiser l’efficacité des procédés tout en réduisant leur empreinte environnementale.
Nos outils de pointe incluent des cellules à enclumes de diamant et des simulateurs thermomécaniques (comme le Gleeble 3500) pour étudier le comportement des matériaux sous haute pression et haute température, ainsi que des réacteurs de pyrolyse rapide et des chromatographes couplés à la spectrométrie de masse pour la conversion de la biomasse. Nous utilisons également des plasmas froids et des microplasmas pour la dégradation de COV et de PFAS, ainsi que pour la synthèse de nanoparticules.
Applications industrielles : Nos solutions trouvent des applications directes dans des secteurs clés tels que l’énergie verte (hydrogène, biocarburants), la dépollution (traitement des effluents, recyclage des matériaux) et les nanotechnologies. Par exemple, le LSPM est impliqué dans le projet ITER, où il développe des outils de modélisation pour comprendre la diffusion du tritium dans les matériaux de première paroi et leur résistance en conditions extrêmes. Nous travaillons également sur des batteries zinc-ion rechargeables, une alternative sûre et stratégique aux batteries lithium, grâce à des procédés plasma innovants.
Innovations de Rupture et Matériaux Avancés pour l’Industrie 4.0
Le LSPM se positionne à l’avant-garde de la recherche sur les matériaux avancés et les procédés disruptifs, en développant des alliages à haute entropie (HEA), des revêtements fonctionnels et des structures architecturées. Nos équipes combinent des approches expérimentales et numériques pour explorer les propriétés mécaniques, thermiques et fonctionnelles de ces matériaux, ouvrant la voie à des applications dans les secteurs aéronautique, biomédical et énergétique.
Nos plateformes technologiques incluent des réacteurs MPACVD pour la synthèse de graphène, de diamant et de nitrure de bore hexagonal (h-BN), ainsi que des fours haute température et des systèmes de dépôt en phase vapeur (PVD) pour les alliages à haute entropie et les revêtements fonctionnels. Enfin, nos procédés plasma (réacteurs micro-ondes, micro-décharges) permettent le dépôt de couches minces et la synthèse de nanoparticules, tandis que nos simulations multi-physiques (couplage fluides/thermodynamique, modélisation des interactions plasma-surface) optimisent ces procédés pour une industrialisation scalable.
Applications industrielles : Nos innovations sont directement transférables à l’industrie, comme en témoignent nos partenariats concrets. Par exemple, le LabCom OPTIMAA, créé en 2024 avec Z3DLAB, vise à développer des matériaux métalliques innovants pour la fabrication additive, avec des applications dans le biomédical et l’aéronautique. Le LSPM a également été impliqué dans la création de la start-up HiQuTte Diamond, qui produit des diamants pour applications en quantique et en électronique de puissance via un procédé de croissance CVD développé au LSPM.
Caractérisation Multi-échelle et Modélisation des Comportements : Vers une Optimisation Prédictive
Le LSPM excelle dans l’analyse multi-échelle des matériaux, de l’atome à la structure macroscopique, en utilisant des outils de caractérisation avancée (diffraction X, microscopie, essais in situ) et des méthodes de modélisation multi-échelle. Ces approches permettent de comprendre les mécanismes de déformation, de rupture et d’endommagement, et d’optimiser les propriétés des matériaux pour des applications exigeantes.
Nos équipements incluent des diffractomètres X haute résolution pour l’analyse des contraintes résiduelles et des textures cristallographiques, ainsi que des microscopes électroniques (MEB, MET) équipés de systèmes EBSD et EDX pour l’analyse microstructurale. La plateforme LaSPM (laser picoseconde et caméras associées) permet d’analyser les interactions plasma-surface et les phénomènes ultra-rapides. Nous utilisons également des machines d’essais mécaniques (traction, compression, fatigue) sous conditions extrêmes (température, pression, hydrogène), ainsi que des systèmes de corrélation d’images et des modèles par éléments finis pour analyser la déformation et la rupture. Enfin, nos modélisations multi-physiques (dynamique des dislocations, comportement mécanique, diffusion de gaz comme l’hydrogène, micromagnétisme) permettent une compréhension fine des matériaux, essentielle pour optimiser leurs performances et leur durabilité.
Applications industrielles : Nos travaux permettent aux industriels d’améliorer la fiabilité et la durabilité de leurs composants, même dans des environnements extrêmes. Par exemple, nos études sur la diffusion de l’hydrogène dans les matériaux sont cruciales pour les secteurs de l’énergie et des transports, où la résistance à la fragilisation par l’hydrogène est un enjeu majeur. Nous collaborons également avec des acteurs industriels pour développer des matériaux intelligents et des revêtements fonctionnels adaptés aux défis technologiques actuels.