Institut Pascal

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Laboratoire de recherche

UMR 6602 - UCA/CNRS
Tutelle secondaire CHU Clermont-Ferrand
Membre de Clermont Auvergne INP

Prix Jeunes Chercheurs

3 prix gagnés par nos docteurs à la 27e édition des Prix Jeunes Chercheurs de Clermont-Ferrand :

Prix Clermont Auvergne Innovation pour Guillaume Mougeot, Docteur en Image, système de perception, robotique (ED SPI) pour sa thèse en collaboration avec l'IGReD et Oxford (Nuclear Plant Envelope).

Prix INP Polytech pour Guy Vano Tsamo Tagouche, Docteur en Ingénierie des Matériaux (ED SPI) pour sa thèse.

Prix de la Fondation UCA pour Ismaël Septembre, Docteur en Physique - Milieux denses et matériaux (ED SF) pour sa thèse.

Nous félicitons Sayed Mohammadreza Shetab Bushehri, Docteur en Génie Electrique, Electronique et Systèmes (ED SPI) qui a brillamment défendu la robotique de manipulation des objets déformables.

Plateforme multi-techniques d’élaboration et de caractérisation

L'Institut Pascal, vient de se doter d'un nouveau Système d'Analyse et de Structuration des Surfaces (SASS) grâce aux financements de l'Union Européenne dans le cadre du FEDER, de la Région AURA et avec le soutien de l'UCA.Cette plateforme est dédiée à l’analyse de matériaux organiques et inorganiques avec un volume qui s'étend de la surface à une profondeur d'environ 50-100 Å. Les techniques de caractérisation disponibles sont multiples : AR-XPS, UPS, ARPES, REELS apportant des informations différentes liées à la profondeur d’analyse et à l’interaction du rayonnement électromagnétique avec la matière.

Séminaire axe ISPR

Ce lundi 28 novembre, les membres de l'axe ISPR de l'Institut Pascal se retrouvent au vert pour leur séminaire annuel permettant de faire un point sur l'ensemble des activités scientifiques du groupe et d'intégrer les nouveaux arrivants.

Collaboration Michelin - IP

Dans le cadre d'une collaboration entre l'Institut Pascal et la manufacture Michelin, une démonstration réelle s'est déroulée le jeudi 10 novembre 2022 afin de montrer les capacités d'un véhicule autonome à évoluer à 40 km/h sur une piste particulièrement éprouvante pour les pneumatiques. Cette première démonstration rentre dans un projet plus global qui doit permettre aux deux partenaires de montrer les capacités de ce type de véhicule à réaliser en autonomie certains tests de pneumatiques mais également de travailler sur le développement de nouveaux tests dont certains plus spécifiques pour ces véhicules de demain.

La fête de la science 2022

Pour l'édition 2022 de la Fête de la Science, l'Institut Pascal était présent sur tous ses thèmes de recherche sur des sites différents du campus des Cézeaux. Les démonstrations aux chercheurs en herbe allaient de la plateforme Pavin Solaire, en passant par les véhicules autonomes, les robots et la 3D, les pouvoirs magiques de la lumière noire et sous forme d'un escape game pour les mystères des capteurs de gaz.

Journées robotiques agricoles

Les deux journées techniques du réseau R2M et du projet AgROBOFood co organisées par INRAE, CEA et Institut Pascal ont lieu ces 12 & 13 octobre sur le site de Montoldre autour des thèmes de la navigation, la sécurité et l’intelligence artificielle pour le développement de robots mobiles en agriculture et en environnement ouvert.

Accueil

L'Institut Pascal, UMR 6602, est une unité mixte de recherche et de formation interdisciplinaire de 400 personnes placée sous la tutelle de l'Université Clermont Auvergne (UCA) et du CNRS. Le CHU de Clermont-Ferrand est tutelle secondaire de l'unité. L'Institut Pascal est membre de Clermont Auvergne INP, qui regroupe trois écoles d'ingénieurs ISIMA, POLYTECH Clermont et SIGMA Clermont.

L'Institut Pascal est né de la fusion successive (2012, 2017, 2021) à vocation structurante de sept laboratoires couvrant les disciplines des Sciences de l'Ingénierie et des Systèmes du site clermontois : Génie des Procédés, Mécanique, Robotique, Physique des Sciences de l'Information, Santé.

Le laboratoire développe des connaissances et des technologies contribuant à trois domaines d'application : l'usine (incluant les écosystèmes), les transports et l'hôpital du futur.

L'Institut Pascal est membre de FACTOLAB, laboratoire commun avec MICHELIN. Il est porteur du laboratoire d’excellence IMobS3 et membre du réseau CNRS EquipEx ROBOTEX et des LabEx GaNeX (PIA1) et PRIMES. L'unité est membre du pôle de compétitivité CIMES, et des pôles AXELERA, MINALOGIC, POLYMERIS, XYLOFUTUR par un partenariat de l'UCA. L'Institut Pascal est membre de l'Institut Carnot MECD.

L'unité est structurée en cinq Axes de recherche :
•   Génie des Procédés, Energétique et Biosystèmes (GePEB)
•   Image, Systèmes de Perception, Robotique (ISPR)
•   Mécanique, Génie Mécanique, Génie Civil, Génie Industriel (M3G)
•   Photonique, Ondes, Nanomatériaux (PHOTON)
•   Thérapies Guidées par l’Image (TGI)

Les forces vives de l'Institut Pascal sont localisées sur le site clermontois (Campus des Cézeaux : direction/EUPI, Polytech, SIGMA. CHU : G. Montpied et Estaing), le site de Montluçon (IUT d'Allier) et le site du Puy en Velay (IUT de Clermont).

Voir les sites de l'IP

Mise en œuvre et caractérisation du comportement des matériaux bio-sources

Une partie des récents travaux de l’équipe porte sur le traitement de la farine de bois (hydrophile) comme renfort de composites à matrice polymère (hydrophobe), visant à améliorer les propriétés des composites dérivés. Un traitement par fluoration directe a été appliqué pour diminuer le caractère hydrophile du bois et augmenter sa compatibilité avec le polymère. Les composites fabriqués à partir de ce bois traité montraient effectivement une amélioration de leurs propriétés mécaniques, physiques et hygroscopiques (thèse de Florence Saulnier). Depuis plus d’un an, une autre thèse porte sur le remplacement d’un bras de robot, actuellement en aluminium, par un composite à base de fibres végétales. Après l’optimisation géométrique de ce bras, des essais sont en cours pour déterminer quel éco-composite serait le mieux adapté pour répondre aux sollicitations dynamiques imposées par la structure (thèse d’Anh Vu Nguyen).

Absorption d’eau par les farines de bois

avec ou sans traitement au fluor

Tomographie X d'un composite bois/UP

Modélisation géométrique d’un bras de robot

Thermique du bâtiment et des matériaux

Ce thème scientifique porte sur l’étude énergétique des composants secs et humides du bâtiment. Deux volets sont considérés : la performance énergétique de l’habitat, et la résistance au feu des éléments de structures. Ce thème pluridisciplinaire s’appuie sur l’expérimentation, la modélisation et l’étude d’incertitudes.

Activités scientifiques

Le thème est organisé selon les activités scientifiques suivantes :

Plaquette de présentation

Le thème scientifique est constitué de 7 permanents, et 3 doctorants :

Permanents

Salah-Eddine OULDBOUKHITINE (MCF, Référent scientifique)
Philippe AUDEBERT (MCF)
Pascal BIWOLE (PR)
Abdelhamid BOUCHAÏR (PR)
M'Hamed BOUZIDI (PR)
Alaa CHATEAUNEUF (PR)
Véronique SAULNIER (PRAG)
Nicolas Sauvat (MCF)
Mustapha TAAZOUNT (MCF-HDR)

Collaborations sur les 5 dernières années

Nationales

Université de Savoie
Cerema, Clermont-Ferrand

Moyens expérimentaux et/ou de calcul

Moyens de mesure thermique
Chambre climatique
Equipements d'études de la diffusion

Comportement des matériaux en conditions extrêmes

Contexte de la thématique

Les matériaux utilisés dans l’aéronautique et l’aérospatial sont soumis à des contraintes sévères autant thermiques que mécaniques. L’étude des phénomènes physiques à l’interface solide-gaz est déterminante pour leur conception. Les rentrées atmosphériques, activité pérenne soutenue par le CNES et l’ESA, constitue une bonne base de développement vers les problématiques afférentes aux matériaux.

En effet, la thématique des rentrées atmosphériques, initiée en 2004, est depuis reconnue comme un axe fort de recherche au sein de l’université Blaise Pascal. L’orientation générale de ces études concerne la caractérisation des plasmas qui se forment entre l’onde de choc et la surface d’une sonde spatiale lors de sa traversée des hautes couches d’une atmosphère planétaire (Mars, Titan – satellite de Saturne, Terre, Vénus). Une torche à plasma à couplage inductif (ICP) est utilisée pour étudier les effets radiatifs qui interviennent de façon majoritaire dans les flux d’énergie aux parois de la sonde (en vue d’une optimisation des protections thermiques -TPS : Thermal Protection Shield -, en efficacité et en masse).

Lors d’une entrée à grande vitesse dans une atmosphère planétaire, en particulier pour le retour sur Terre depuis Mars ou bien encore l’entrée sur Titan, des marges très importantes sont considérées sur les flux radiatifs en raison des manques à la fois de données et de validations des outils prédictifs. Ces incertitudes interviennent cependant dans le dimensionnement TPS et ainsi à la configuration de l’ERV (Earth Return Vehicle) qui fait partie des étapes du programme inhérent à l’exploration martienne. Concernant l’entrée sur Titan, les flux radiatifs sont très importants (>10kW/m²) et de grands efforts sont actuellement menés dans ce domaine par l’ESA dans le cadre d’un Working Group dont l’activité est présentée régulièrement dans un workshop international.

Exemple d’entrée dans une atmosphère planétaire

Les priorités des recherches scientifiques actuelles sont axées autour de la détermination des flux énergétiques reçus par les sondes d’exploration de Mars (et par conséquent de Vénus) avec l’analyse des rayonnements dans une large gamme spectrale : IR, visible-UV et VUV. Ces recherches ont pour ambition de mettre en évidence et d’étudier les degrés d’état de déséquilibres thermique, chimique et radiatif régnant au sein des plasmas de rentrées dans l’atmosphère de Mars, d’évaluer et de comparer la répartition énergétique associée à chaque domaine spectral du rayonnement dans différentes conditions de choc et enfin de maintenir et développer les modèles et logiciels, pour le développement des moyens d’essais à impulsion afin de préparer les campagnes d’essais en terme de conditions d’essais et d’interprétation des résultats. Il va de soi que cette organisation de la recherche a pour vocation de s’appliquer à toutes les futures missions spatiales telles que les missions JUICE (JUpiter ICy moon Explorer) ou encore SOLAR Orbiter.

A partir de là, une focalisation sur les matériaux de TPS revêt une importance particulière quant aux perspectives d’évolutions de la thématique précédemment développée. Les principales orientations seraient d’une part la modélisation des contraintes thermo-mécaniques subies par le bouclier thermique soumis à des températures extrêmes et d’autre part la prise en considération du cycle de vie (contraintes, usure, fissuration,…) du matériau. Ces aspects sont développés dans les parties qui suivent.