ERDF — CNRS — CIER — MATERIALS IN SEINE ALYSSUMAT — INVEST (Q3673501)

Dans un contexte international de transition énergétique, la réalisation du bouquet énergétique optimal est importante et doit être imminente. Ce bouquet énergétique doit dès à présent réunir et concilier les filières conventionnelles et alternatives. Les évolutions à très long terme se feront alors naturellement mais dans un premier temps, dès demain, il doit satisfaire la demande d'énergie (croissante !) tout en préservant l'environnement.Cet ensemble de moyens de productions d'énergies doit être compétitif et d'une parfaite intégrité dans le temps. Ces notions aussi élémentaires soient-elles requièrent d'importants efforts de recherche et d'innovation et cela selon les deux voies suivantes : l'amélioration des technologies de production d'énergies conventionnelles, telles que le thermique et le nucléaire et le développement, l'acceptabilité et l'intégration de sources d'énergie alternatives. Ces technologies de production d'énergies conventionnelles et alternatives nécessitent des matériaux de plus en plus performants, utilisables dans des conditions extrêmes (pression élevée, température élevée, milieu corrosif, contraintes, irradiation) et dont les durées de vie doivent toujours être augmentées avec le souci permanent de la fiabilité et de la sécurité des structures et des installations. Le succès de ces efforts de recherche et développement passe par la conception, l'analyse et le développement de matériaux répondant à ce cahier des charges contraint.Dans le cadre des grands projets du CPIER Vallée de la Seine, les laboratoires de matériaux, CRISMAT (Caen), GPM (Rouen) et CEA Saclay, vont adapter leurs parcs instrumentaux pour répondre, par l'amélioration de matériaux durables et intelligents, aux enjeux de la transition énergétique. L'identification des besoins de ces structures de recherches de la Vallée de la Seine nécessite la mise en place des techniques de suivi des propriétés des matériaux, et doivent être adaptées aux types de matériaux, qu'ils soient nanométriques ou de plusieurs mètres cubes. Analyses en surface des matériaux (Laboratoire CRISMAT)La majeure partie des recherches porte sur les matériaux cristallisés, souvent formés à base d'oxydes. Il apparait que de nombreuses propriétés des matériaux étudiés en surface (i.e. leurs fonctionnalités qui déterminent généralement leurs applications) sont souvent distinctes de celles du cur des matériaux. Ces caractéristiques sont intimement liées à la structure, à la microstructure des matériaux ainsi qu'aux défauts associés, rendant l'analyse de la surface particulièrement importante. Parmi les applications des surfaces, on peut citer la catalyse hétérogène pour la dépollution automobile, les matériaux biocompatibles, les composants pour la micro-électronique, les matériaux photovoltaïques ou encore les céramiques pour le nucléaire. Ainsi, l'analyse de la surface devient cruciale non seulement pour comprendre les propriétés des matériaux, mais également pour améliorer leurs caractéristiques en vue des applications industrielles. Dans le cadre de ce projet, nous envisageons l'acquisition d'un système performant de dernière génération combinant plusieurs techniques.Ces équipements, basés à Caen, viendront compléter le parc existant des laboratoires "matériaux en Seine", mais également ceux des laboratoires normands Labex EMC3 et de l'institut « Carnot ESP , ce qui étoffera l'offre d'analyses proposée non seulement aux acteurs de la chimie normande, mais également aux industriels locaux. Cette approche représentera un savoir-faire unique pour le "plateau Nord", et dans la "Vallée de Seine", en lien avec la RIS 3 et le domaine des "matériaux durables et intelligents". Ces équipements seront aussi ouverts aux recherches partenariales industrielles de la microélectronique (IPDIA, Presto Engineering et NXP) à travers les collaborations de recherche contractualisées (MEDILIGHT (PIA) et laboratoire de recherche commun LAMIPS. (French)

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In an international context of energy transition, the realisation of the optimal energy mix is important and must be imminent. This energy mix must now bring together and reconcile conventional and alternative sectors. Very long-term developments will then take place naturally, but in the first place, tomorrow, it must satisfy the (increasing!) energy demand while preserving the environment.This set of means of energy production must be competitive and of perfect integrity over time. These basic concepts require significant research and innovation efforts in the following two ways: the improvement of conventional energy production technologies, such as thermal and nuclear power, and the development, acceptability and integration of alternative energy sources. These conventional and alternative energy technologies require more and more efficient materials that can be used in extreme conditions (high pressure, high temperature, corrosive medium, stresses, irradiation) and whose lifetimes must always be increased with the constant concern for the reliability and safety of structures and installations. The success of these research and development efforts depends on the design, analysis and development of materials meeting these requirements. As part of the major projects of the CPIER Vallée de la Seine, the materials laboratories, CRISMAT (Caen), GPM (Rouen) and CEA Saclay, will adapt their instrument parks to meet, by improving sustainable and intelligent materials, the challenges of the energy transition. The identification of the needs of these research structures in the Seine Valley requires the implementation of techniques for monitoring the properties of the materials, and must be adapted to the types of materials, whether nanometers or several cubic meters. Surface Analysis of Materials (CRISMAT Laboratory)Most of the research focuses on crystallised materials, often made up of oxides. It appears that many properties of the materials studied on the surface (i.e. their functionalities which usually determine their applications) are often distinct from those of the core of the materials. These characteristics are closely related to the structure, the microstructure of the materials and the associated defects, making surface analysis particularly important. Surface applications include heterogeneous catalysis for car depollution, biocompatible materials, microelectronics components, photovoltaic materials and nuclear ceramics. Thus, surface analysis becomes crucial not only to understand the properties of materials, but also to improve their characteristics for industrial applications. As part of this project, we are considering the acquisition of a high-performance system of the latest generation combining several techniques.These equipment, based in Caen, will complement the existing fleet of laboratories "materials en Seine", but also those of the Norman laboratories Labex EMC3 and the institute "Carnot ESP, which will expand the offer of analyses offered not only to Norman chemistry players, but also to local industrialists. This approach will represent a unique know-how for the “Nord Plateau”, and in the “Vallée de Seine”, in connection with RIS 3 and the field of “sustainable and intelligent materials”. These equipment will also be open to industrial partnership research in microelectronics (IPDIA, Presto Engineering and NXP) through contractual research collaborations (MEDILIGHT (PIA) and joint research laboratory LAMIPS. (English)

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18 November 2021

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In einem internationalen Kontext der Energiewende ist die Verwirklichung des optimalen Energiemixes wichtig und muss unmittelbar bevorstehen. Dieser Energiemix muss bereits jetzt konventionelle und alternative Wege miteinander verbinden und miteinander in Einklang bringen. Die sehr langfristigen Entwicklungen werden dann natürlich sein, aber in einem ersten Schritt muss er schon morgen den (erhöhten!) Energiebedarf decken und gleichzeitig die Umwelt schützen.Diese Gesamtheit von Energieerzeugungsmitteln muss wettbewerbsfähig sein und eine vollkommene Integrität im Laufe der Zeit haben. Diese elementaren Begriffe erfordern erhebliche Forschungs- und Innovationsanstrengungen, und zwar auf zweierlei Weise: Verbesserung konventioneller Energietechnologien wie Wärme- und Kernenergie sowie Entwicklung, Akzeptanz und Integration alternativer Energiequellen. Diese konventionellen und alternativen Energieerzeugungstechnologien erfordern immer leistungsfähigere Materialien, die unter extremen Bedingungen (hoher Druck, hohe Temperatur, korrosive Umgebung, Spannungen, Bestrahlung) einsetzbar sind und deren Lebensdauer stets mit dem ständigen Bemühen um Zuverlässigkeit und Sicherheit der Strukturen und Anlagen erhöht werden muss. Der Erfolg dieser Forschungs- und Entwicklungsbemühungen hängt von der Konzeption, Analyse und Entwicklung von Materialien ab, die diesen Vorgaben entsprechen.Im Rahmen der großen Projekte des CPIER Vallée de la Seine werden die Werkstofflabors CRISMAT (Caen), GPM (Rouen) und CEA Saclay ihre Instrumentenparks anpassen, um durch die Verbesserung nachhaltiger und intelligenter Materialien den Herausforderungen der Energiewende gerecht zu werden. Die Ermittlung des Bedarfs dieser Forschungsstrukturen im Seinetal erfordert die Einführung von Techniken zur Überwachung der Materialeigenschaften und muss an die Werkstofftypen angepasst werden, sei es Nanometer oder mehrere Kubikmeter. Materialoberflächenanalysen (CRISMAT-Laboratorium)Der größte Teil der Forschung konzentriert sich auf kristallisierte Materialien, die häufig auf Oxidbasis gebildet werden. Es zeigt sich, dass viele Eigenschaften der an der Oberfläche untersuchten Materialien (z. B. ihre Funktionen, die in der Regel ihre Anwendungen bestimmen) sich oft von den Eigenschaften der Materialien unterscheiden. Diese Eigenschaften sind eng mit der Struktur, der Mikrostruktur der Materialien und den damit verbundenen Mängeln verbunden, was die Analyse der Oberfläche besonders wichtig macht. Zu den Oberflächenanwendungen zählen die heterogene Katalyse für die Abgasreinigung von Kraftfahrzeugen, biokompatible Materialien, Komponenten für die Mikroelektronik, Photovoltaik-Materialien oder Keramik für die Kernenergie. So wird die Oberflächenanalyse nicht nur entscheidend, um die Eigenschaften der Materialien zu verstehen, sondern auch, um ihre Eigenschaften für industrielle Anwendungen zu verbessern. Im Rahmen dieses Projekts planen wir den Erwerb eines leistungsfähigen Systems der neuesten Generation, das mehrere Techniken kombiniert.Diese Anlagen mit Sitz in Caen ergänzen den vorhandenen Bestand an Labors „Materialien in Seine“, aber auch die der Normannen Labex EMC3 und des Instituts „Carnot ESP“, wodurch das Analyseangebot nicht nur für die normannischen Chemieakteure, sondern auch für die lokalen Industrien erweitert wird. Dieser Ansatz wird ein einzigartiges Know-how für das „Nordplateau“ und das „Vallée de Seine“ in Verbindung mit RIS 3 und dem Bereich „Nachhaltige und intelligente Materialien“ darstellen. Diese Geräte werden auch für industrielle partnerschaftliche Mikroelektronikforschung (IPDIA, Presto Engineering und NXP) durch kontrahierte Forschungskooperationen (MEDILIGHT (PIA) und gemeinsame Forschungslaboratorien LAMIPS) geöffnet. (German)

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1 December 2021

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In een internationale context van energietransitie is de realisatie van de optimale energiemix belangrijk en moet deze op handen zijn. Deze energiemix moet nu conventionele en alternatieve sectoren samenbrengen en met elkaar verzoenen. Zeer lange termijn ontwikkelingen zullen dan natuurlijk plaatsvinden, maar in de eerste plaats, morgen, moet het voldoen aan de (toenemende!) vraag naar energie met behoud van het milieu. Deze set van middelen voor energieproductie moet concurrerend zijn en van perfecte integriteit in de tijd. Deze basisconcepten vereisen aanzienlijke inspanningen op het gebied van onderzoek en innovatie op de volgende twee manieren: de verbetering van conventionele technologieën voor de productie van energie, zoals thermische en kernenergie, en de ontwikkeling, aanvaardbaarheid en integratie van alternatieve energiebronnen. Deze conventionele en alternatieve energietechnologieën vereisen steeds efficiëntere materialen die onder extreme omstandigheden kunnen worden gebruikt (hoge druk, hoge temperatuur, corrosief medium, spanningen, bestraling) en waarvan de levensduur altijd moet worden verhoogd met de voortdurende bezorgdheid over de betrouwbaarheid en veiligheid van constructies en installaties. Het succes van deze onderzoeks- en ontwikkelingsinspanningen hangt af van het ontwerp, de analyse en de ontwikkeling van materialen die aan deze eisen voldoen. Als onderdeel van de grote projecten van de CPIER Vallée de la Seine zullen de materiaallaboratoria, CRISMAT (Caen), GPM (Rouen) en CEA Saclay hun instrumentparken aanpassen om, door het verbeteren van duurzame en intelligente materialen, de uitdagingen van de energietransitie aan te gaan. De vaststelling van de behoeften van deze onderzoeksstructuren in de Seinevallei vereist de toepassing van technieken om de eigenschappen van de materialen te controleren en moet worden aangepast aan de soorten materialen, nanometers of meerdere kubieke meter. Oppervlakteanalyse van materialen (CRISMAT Laboratorium)Het grootste deel van het onderzoek richt zich op gekristalliseerde materialen, vaak samengesteld uit oxiden. Het blijkt dat veel eigenschappen van de op het oppervlak bestudeerde materialen (d.w.z. hun functionaliteiten die meestal bepalend zijn voor hun toepassingen) vaak verschillen van die van de kern van de materialen. Deze kenmerken zijn nauw gerelateerd aan de structuur, de microstructuur van de materialen en de bijbehorende defecten, waardoor oppervlakteanalyse bijzonder belangrijk is. Oppervlaktetoepassingen omvatten heterogene katalyse voor autodepollutie, biocompatibele materialen, micro-elektronicacomponenten, fotovoltaïsche materialen en kernkeramiek. Zo wordt oppervlakteanalyse niet alleen cruciaal om de eigenschappen van materialen te begrijpen, maar ook om hun eigenschappen voor industriële toepassingen te verbeteren. Als onderdeel van dit project overwegen we de overname van een high-performance systeem van de nieuwste generatie die verschillende technieken combineert.Deze apparatuur, gevestigd in Caen, zal een aanvulling vormen op de bestaande vloot van laboratoria "materialen en Seine", maar ook die van de Normandische laboratoria Labex EMC3 en het instituut "Carnot ESP, dat het aanbod van analyses zal uitbreiden die niet alleen worden aangeboden aan Normandische chemiespelers, maar ook aan lokale industriëlen. Deze aanpak vormt een unieke knowhow voor het „Nord Plateau” en in de „Vallée de Seine” op het gebied van RIS 3 en het gebied van „duurzame en intelligente materialen”. Deze apparatuur zal ook openstaan voor industrieel partnerschapsonderzoek op het gebied van micro-elektronica (IPDIA, Presto Engineering en NXP) door middel van contractuele onderzoekssamenwerking (MEDILIGHT (PIA) en gezamenlijk onderzoekslaboratorium LAMIPS. (Dutch)

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6 December 2021

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16E00773

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