Congrès - Recherche d'activité

Les élastomères sont des polymères capables de supporter de grandes déformations réversibles. Ils sont très utilisés dans notre quotidien (pneus, brosse à dent, gants en plastiques...). Ils sont habituellement obtenus par réticulation chimique de chaines de polymères flexibles. Malheureusement ces matériaux sont très difficilement remis en forme à cause des liaisons covalentes de réticulation. Ce sont des polymères thermodurcissables, insolubles et ne peuvent être fondus pour une nouvelle utilisation.

Pour régler ces problèmes de mise en forme et de recyclage, les élastomères thermoplastiques (ETP) ont été introduits. Ils ont les mêmes propriétés mécaniques que les élastomères mais ils sont facilement remis en forme sous l’action de la chaleur ou d’un solvant. 

Nous proposons ici la stratégie et la synthèse de nouveaux élastomères supramoléculaires (ETP). Une fois chauffés, ces derniers ont une viscosité encore plus petites que les ETP conventionnels.

La polycondensation (chimie click) entre un polymère de faible IP obtenu par «ATRP» et une petite molécule capable de s'auto-assembler  nous a donné une reticulation physique.

Les effets de l'introduction de ces interactions sur la chaine principale et latérale ont été étudiés par DSC et DMA. Les résultats obtenus sont exposés dans ce travail. Les groupements coumarine sont introduits pour une réticulation covalente reversible sous l'action des radiations UV.  Cela est une photomodulation des propriétés mécaniques.

Trois dendrimères de polyglycérol hyperbranchés de masses molaires moyennes égales à 500, 1100 et 1700 g.mol^-1, ont été obtenus par polymerisation d’un glycidol dérivé de l'huile de soja. L’incorporation de ces dendrimères dans la structure poreuse d’une montmorillonite sodifiée a abouti à l’obtention d’organo-argiles (NaMt-500, NaMt-1100 et NaMt-1700, respectivement). Celles-ci ont été utilisées comme adsorbants pour la capture réversible du CO₂. La capacité de rétention du CO₂ (CRC) a été évaluée par désorption à température programmée. La CRC augmente avec le nombre de groupement OH incorporés. Ces derniers se sont avérés être les principaux sites d'adsorption. Paradoxalement, l’augmentation du poid moléculaire et du pourcentage d’insertion du dendrimère n’accroît pas nécessairement la quantité de CO₂ adsorbées. Ceci serait dû à un renfermement de la structure dendrimérique sur elle-même, entraînant une chute considérable du nombre de groupements OH accessibles. La plus grande valeur de CRC a été obtenue sur les échantillons NaMt-500 à faibles teneurs en dendrimère (2.16 mmol.g^-1). La libération ultérieure du CO₂ nécessite des températures beaucoup plus basses, comparativement aux amines et autres composés analogues. Cela ouvre de nouvelles perspectives pour la préparation d’adsorbants efficaces pour la capture réversible de gaz à effets de serre, à partir de matériaux peu coûteux et respectueux de l'environnement tels que les argiles et les polyols d’origine végétale.

Dans un contexte de développement durable, les matériaux composites à fibres naturelles, de par leur fort potentiel (résistance et module spécifiques, viabilité économique, facilité d’usinage, biodégradabilité) comparé aux composites à fibres synthétiques, font l’objet de nombreux travaux. En ce sens, deux nouveaux renforts à base de fibres unidirectionnelles de lin retenues par un liant papier ou mat à fibres courtes de lin sont en développement à l’UQTR. L’introduction de ces renforts dans la fabrication de pièces à l’échelle industrielle requiert de développer leur capacité à former des préformes qui épousent et conservent, avec le moins de défauts possibles, les caractéristiques géométriques des moules rencontrés dans l’industrie. La qualité des préformes est fortement tributaire de la réponse en compaction et de la conformation géométrique du renfort. Dans cette étude, des essais de compaction ont été réalisés afin d'évaluer l'influence de la température, de la pression, de l'humidité et du nombre de couches de renfort sur le fluage, le recouvrement d'épaisseur, la déformation permanente des renforts et la qualité des préformes 3D. Il semble que la température, la pression et l'humidité augmentent la déformation permanente alors que le nombre de couches agit inversement. De plus, les préformes fabriquées à chaud et à l'état humide ont une meilleure stabilité dimensionnelle (dimensions et géométrie) que les préformes obtenues dans d'autres conditions.

L’une des causes de la dégradation de notre environnement est la prolifération des déchets industriels parmi lesquels on peut citer les déchets de tissus de couture et de polystyrène.

Cette étude consiste à proposer une méthode de recyclage de ces déchets en élaborant des matériaux à base des déchets de tissus de couture et polystyrène expansé (PSE). Les tissus-pagnes à base de fibres synthétiques et le polystyrène expansé ont été sélectionnés, car ce sont les plus accessibles. Les échantillons ont été élaborés par  extrusion, compactage suivi de thermoformage, en faisant varier le taux de tissus et de PSE. Des essais ont été effectués pour déterminer les propriétés physiques et mécaniques des échantillons.  

Les résultats obtenus montrent que la masse volumique des échantillons diminue avec la variation du taux de résine PSE et de tissu. L’absorption diminue également de 5,12 % à 1,15 %  avec une augmentation de la teneur en résine PSE. Enfin, la résistance à la flexion trois points augmente de 3,23 MPa à 4,53 MPa  avec une variation du taux de la résine PSE allant de 60 à 80%. Cette étude a permis d’obtenir des matériaux avec des propriétés physiques et mécaniques intéressantes. Cette méthode de recyclage permet ainsi de valoriser ces déchets.

Mots clés : Déchets de tissu, polystyrène expansé, matériaux, résistance.

Les nanoperles de carbone (NPC), particules nanométriques de forme sphérique, se présentent sous forme de mousse spongieuse constituée de chapelets de perles entrelacées.Ces perles pleines, de diamètre moyen de 100 nm, sont constituées de couches concentriques de carbone amorphe. Leur production se fait par dépôt chimique d'un gaz en phase vapeur (CVD), à pression atmosphérique, dans un four porté à haute température, et à l’aide d’un catalyseur métallique.

Ces particules peuvent être utilisées comme cathode d’émission de sources rayons X pour la radiothérapie ou l’imagerie rayons X. Mélangées aux polymères, de par leur propriétés physiques intéressantes, elles peuvent jouer un rôle important dans l’élaboration de nouveaux matériaux composites. Utilisées comme particules de renfort , elle peuvent  améliorer les propriétés (mécaniques, optiques, électriques) de nouveaux matériaux innovants.

Dans cette présentation on parlera, tout d’abord le montage et la caractérisation du premier prototype de générateur rayons X à base de cathodes froides en nanoperles de carbone, ensuite le montage d’un nouveau réacteur de production massive et en continue de ces NPC.  Les caractéristiques spécifiques des nanocomposites avec les renforts (filler) de NPC, sont intimement liées à la structure nanométrique et sphérique de nos NPC pur mais également de leur homogénéité en dimension supérieure à 94%; Ce qui permet de minimiser le coût de fabrication dans l'optique d'une industrialisation.

Cette étude examine l'impact de divers paramètres dans un bain de trempe sur l'efficacité du processus de refroidissement rapide des blocs d'acier de plus de 28 tonnes. Le phénomène des non-uniformités de refroidissement observé lors des opérations de refroidissement pose un défi significatif. Pour aborder ce problème, la modélisation numérique par la CFD (Computational Fluid Dynamics) a été appliquée. Un modèle numérique a été développé pour prédire le processus de refroidissement rapide, s'avérant être un outil utile pour les analyses paramétriques. La méthodologie repose sur la création d'un modèle thermohydraulique transitoire, prenant en compte le système d'agitation par pompe ainsi que le changement de phase liquide-vapeur de l'eau. Ce modèle résout le système hydrodynamique turbulent tout en intégrant l'évaporation de l'eau en contact avec la surface chauffée. La calibration du modèle a été effectuée à partir des températures mesurées de l'eau et de la pièce dans le bain de refroidissement lors de son fonctionnement réel. Par la suite, une analyse paramétrique a été conduite pour quantifier l'effet du rapport entre la quantité d'eau dans le bain et la masse du bloc d'acier. Cette analyse visait à déterminer l'impact du volume d'eau sur l'agitation globale et la vitesse de refroidissement. Les résultats préliminaires indiquent que l'ajout d'eau entraîne une diminution de l'agitation, ce qui a conduit à un refroidissement moins accéléré que prévu.

L’auscultation des ouvrages en béton précontraint par post-tension pose un défi technique important puisque l’armature et les gaines de précontrainte, noyées dans le béton, se révèlent difficilement accessibles. Or, l’état des câbles de précontrainte et l’injection des gaines constituent des indicateurs critiques de la condition et de la durée de vie résiduelle de ce type d’ouvrage. Afin de jeter un meilleur éclairage sur les approches envisageables, l’article propose d’abord une revue critique de la documentation sur les méthodes d’évaluation non destructives existantes. En regard des limites rapportées et des besoins identifiés, trois techniques d’auscultation ont été étudiées. Dans une première phase, l’endoscopie et la méthode impact-écho ont été expérimentées de manière complémentaire pour l’auscultation de corps d’épreuve fabriqués en laboratoire et de portions de poutres de ponts démantelés. Dans la seconde phase des travaux, la technique d’auscultation radar a été expérimentée sur des corps d’épreuve de configurations variées et fabriqués avec des gaines en polymère afin d’évaluer la capacité de détection, de localisation et d’identification physique des composantes internes. Suite à la description des approches méthodologiques mises en œuvre, des résultats typiques sont présentés et des recommandations sont émises quant aux conditions d’utilisation les plus favorables et aux limites d’interprétation propres aux méthodes d’auscultation considérées. 

Les caoutchoucs de silicone, en raison de leur propriété d'hydrophobicité, sont beaucoup utilisés pour les isolateurs à haute tension. Ils sont divisés en deux sous-catégories: vulcanisation à haute température (HTV) et vulcanisation à température ambiante (RTV).

Une surface superhydrophobe avec un angle de contact <150º et un angle de glissement >10º peut être obtenue par une combinaison de matériaux à faible énergie de surface et de surface micro-nanostructurée. De nombreuses méthodes pour créer de telles surfaces telles que les traitements plasma, les dépôts chimiques en phase vapeur et les méthodes électrochimiques peuvent soulever des préoccupations environnementales. Utilisation des modèles pour créer une réplique de surface ayant des micro-nanostructures pourrait être considérée comme la méthode la plus favorable.

Dans ce travail, la fabrication de silicone (HTV) superhydrophobe se fait principalement par deux étapes: fabrication d'une matrice en aluminium par procédé de gravure acide, réplication directe pour fabriquer une surface en caoutchouc ayant des micro-nanostructures. Des surfaces de silicone ayant un angle de contact avec l'eau <160º et un angle de glissement> 6º ont été produites grâce à cette méthode. Les images MEB permettent de vérifier la création de micro-nanostructures à la surface. Les résultats obtenus à partir des spectres FTIR confirme que la réplication directe est une méthode complètement physique et ne change pas la surface chimiquement.

Le stress hydrique n’a pas de frontières et empire en raison des changements climatiques. Le Québec possède de grandes ressources en eau douce, mais cette ressource est loin d’être équitablement répartie dans le monde. Des sources d’eau alternatives, incluant l’adsorption depuis l’atmosphère, sont nécessaires pour sécuriser nos ressources hydriques. L’atmosphère terrestre contient approximativement 13 000 km² d’eau douce. En comparaison, 3 472 km² d’eau circule annuellement dans l’ensemble des lacs et rivières du Canada. Ce projet de recherche appliquée vise à développer des adsorbants nanoporeux à base de carbone. Nos éponges nanoporeuses (ÉNP), produites par la pyrolyse de résine, rivalisent directement avec les réseaux métallo-organiques, mais à un coût bien moindre. Les conditions de synthèse de la résine et les conditions de pyrolyse ont un impact majeur sur le rendement ainsi que les performances. Nos récents travaux optimisent les performances des ÉNP tels que leur vitesse d’adsorption d’eau, leur capacité d’adsorption en fonction du degré hygrométrique (0,55 kg/kg à 95 % HR et 0,45 kg/kg à 60 % HR) et le rendement de la pyrolyse. Nos résultats démontrent que les ÉNP ont des performances répétables et stables cycle après cycle. Un prototype produisant 1 litre d’eau par jour sera bientôt mis en service et d’importants travaux ont lieu afin de mettre à l’échelle le procédé de fabrication.

Des films nanostructurés d`oxyde de tungstène macroporeux contenant des nanoparticules d`or ont été préparés en vue d`une étude de leurs propriétés électrochromes. Afin d`obtenir un matériau macroporeux, un gabarit de microsphères de polystyrène a été infiltré d`une solution d`acide peroxitungstique et ensuite, enlevé par un traitement thermique adéquat. Les nanoparticules d`Au ont été introduites dans le gabarit soit par le processus d`auto-assemblage avec les microsphères, soit par étalement sur la surface du film. Les voltammogrammes indiquent la présence d’un nombre depics cathodiques, mais aussi anodiques, en raison des sites additionnels d`intercalation des ions. Dans un premier volet, la modulation optique de films dopés d’or sur la surface, s`est avérée supérieure aux propriétés de films d'oxyde de tungstène sol-gel sans or, ainsi qu’à celles des films dopés avec les nanoparticules d'or dans le gabarit. Les coefficients de diffusion chimiques déterminés par la méthode de la voltammétrie cyclique et la spectroscopie d'impédance électrique ont montré une diffusion rapide du proton à travers le film poreux par rapport à un film compact. Le modèle construit à partir des mesures d'impédance électrique implique un taux de transfert de charge élevé à l'interface du film d'oxyde tungstène poreux et de l`électrolyte. La contribution possible de la résonance de plasmon des particules d’or à l`intensification de la modulation optique est envisagée.

Le choix des matériaux utilisés
dans la construction repose sur des critères techniques identifiables et
quantifiables tels la résistance mécanique, le comportement chimique ou le
transfert de chaleur, paramètres qui permettent non seulement de satisfaire les
exigences opérationnelles de l'ouvrage, mais aussi d'en garantir la durabilité
et la durée de vie utile attendues. Quoi qu'il en soit, ces critères ne sont
aujourd’hui plus suffisants: énergie grise, analyse de cycle de vie, incidence
sur l’environnement, qualité environnementale des constructions, etc. sont de
nouveaux facteurs qui interviennent dans le caractère « durable » des
constructions. L’ingénieur se doit désormais d'intégrer ces considérations dans
le dimensionnement et la réalisation des ouvrages, ce qui constitue un réel
challenge pour l’avenir.

Le composite étudié est un mélange d’argile et de sciure de bois. La sciure de bois possède une porosité intrinsèque importante, du fait de la présence de capillaires. L’argile est une fine minérale, utilisée comme liant. Le mélange de ces constituants de nature et de caractéristiques très différentes conduit à un matériau dont les propriétés seront variables en fonction des concentrations volumiques de chaque constituant.

L’argile est utilisée sous forme de fine, avec une taille granulométrique inférieure à 1 mm. C’est une argile de type kaolinique, plastique, contenant de l’illite et du quartz. La sciure de bois, servant de renfort, est utilisée sans traitement. Elle se présente majoritairement sous formes granulaire et poudreuse, mais elle contient également des fibres courtes.

Les résultats de l’étude montrent que le coefficient d’absorption d’eau des briques baisse entre 5 à 15 % de sciure de bois. Au-delà de 15 %, il augmente. Ces résultats montrent aussi que les briques composites ont des taux d’évaporation et de retrait inférieurs à ceux de la brique sans sciure de bois. De plus, après 4 jours d’immersion totale des briques, les résultats montrent que les composites argile-sciure de bois résistent mieux à l’eau par rapport aux briques sans sciure de bois qui se dissolvent totalement. Tous ces résultats permettent de conclure que la sciure de bois influence l’absorption, le séchage et la tenue dans l’eau des briques de terre comprimée renforcée avec la sciure de bois.

L’impression 3D désigne un ensemble de technologies permettant la conception de structures complexes par ajouts de matière, disposés couche par couche, avec une précision et un contrôle qui ne peuvent être obtenus par les techniques de fabrication traditionnelles. Elle est de plus en plus présente dans les milieux professionnels. Cependant, des études récentes ont montré que plusieurs types de contaminants néfastes pour la santé humaine comme les particules ultrafines (PUF) et les composés organiques volatils (COV) sont émis lors de certains processus d’impression.

Une veille documentaire récente menée par notre équipe de recherche a mis en évidence de très nombreux paramètres pouvant jouer un rôle majeur dans les émissions de PUF et de COV comme la température d’extrusion, le type de matériau imprimé (principalement des polymères thermoplastiques ou des résines photosensibles) ou encore les tâches pré- et post-impression.

Ne pouvant être éliminés du processus d’impression, nous sommes amenés à proposer des solutions pour réduire les émissions de PUF et de COV à la source et ainsi limiter l’exposition des utilisateurs et en particulier, ceux en milieu professionnel. L’objectif de mon projet de recherche est d’optimiser les paramètres d’utilisation d’une imprimante 3D afin de réduire les émissions de PUF et de COV tout en maintenant les propriétés physiques, mécaniques et les rendus de surface, les plus proches possibles, en matière de qualité, des exigences des fabricants.

Les nano étoiles ont été préparées par une nouvelle méthode, en utilisant l’acide ascorbique comme réducteur et les ions d’argent pour contrôler la taille des étoiles. Cette méthode ne comporte aucun agent actif de surface. En variant les conditions de la réaction, la taille des étoiles, ainsi que la longueur de leurs pointes et, en conséquence, leurs propriétés optiques, peuvent être contrôlées avec précision. Le nanocomposite Au nano étoile-PDMS a été obtenu en introduisant les étoiles dans le réseau d’un polymère siloxanique (PDMS) par une méthode physique. Les images obtenues par la microscopie électronique ont montré que, tandis qu’en solution les nano étoiles ne sont pas assemblées, à l’intérieur du polymère, elles forment des agrégats complexes, contenant de multiples étoiles. Les propriétés optiques des différentes étoiles en solution, ainsi qu’assemblées en PDMS ont été déterminées. Leurs spectres montrent la présence des plusieurs bandes d’absorption en visible, ainsi qu’en proche infrarouge. Les positions des pics dépendent fortement des conditions de synthèse des nano étoiles. Celles-ci sont très sensibles à l’environnement, ce qui permet d’envisager l’utilisation du nanocomposite en tant que capteur et biocapteur.     

Les anodes en carbone sont consommées dans l’électrolyse de l’alumine pour la production de l’aluminium primaire. Les alumineries modernes utilisent des anodes précuites. La fabrication des anodes précuites en carbone est l’une des étapes les plus coûteuses lors de la production de l’aluminium.  La fissuration des anodes est un problème major parce qu’elle augmente la consommation d’énergie qui a un impact direct sur les émissions environnementales et le coût de production. Donc, il est nécessaire d’évaluer ce problème.

Plusieurs méthodes expérimentales sont disponibles pour étudier la fissuration. Dans nos laboratoires, nous utilisons trois méthodes. La mesure de la distribution de la résistivité électrique sur la totalité d’un  échantillon est une méthode quantitative pour déterminer la perte énergétique liée à la fissuration. Aussi, la morphologie et la structure des surfaces peuvent être caractérisées par la microscopie optique, une analyse basée sur la technique d’analyse par image. Cette méthode reste limitée à cause de la difficulté de localiser le problème de fissuration sur une large surface. Une technique non destructive est la tomographie de rayon X qui donne une image des fissures en détail. La combinaison des résultats de ces trois méthodes d’analyses donne une idée globale sur le phénomène de la fissuration. Dans cet article, nous présenterons ces méthodes et les résultats de notre étude sur la fissuration.



Introduction : Les matériaux textiles sont utilisés dans plusieurs applications du domaine biomédical (1). Des publications récentes montrent le remplacement des valves biologiques par des valves en textile. Une fois implantées, deux phénomènes interviennent, influencés par les caractéristiques du textile : la calcification et la fibrose. In vivo, le textile non tissé (NW) a des propriétés très intéressantes (2) mais il est très fragile (3). Dans ce contexte, la présente étude vise à déterminer s’il est possible de renforcer un textile non tissé pour l’application visée.

Méthodologie et résultats finaux : Pour l’étude, les NW ont été fabriqués par voie fondus et par voie solvant. Onze melt blown (MB) et quatre électrofilages (ES) ont été utilisés. Les paramètres de renforcement ont été fixés avec une étude en points de deux et avec une distance entre couture de deux mm. Les MB ayant le plus et le moins de résistance mécanique sont renforcés avec un fil de polyester de 60 décitex. L'ES plus fragile est brodé avec un fils de suture et un MB suit le même protocole. Trois types de broderie ont été sélectionnés à savoir en croix, horizontale et longitudinale, avec un nombre de broderie entre un et trois. Des essais d’éclatement et de la fatigue sont réalisés pour comparer les résistances mécaniques des broderies.

REFERENCES : [1] [Montréal]: Ecole technologie supérieure, Université du Québec 2020 274. [2] Inst Mech Eng [H]. 2017 ;231(7):597‐616. [3] Mater Lett. 2019 245:86‐9.

Les surfaces superhydrophobes, inspirées par un grand nombre de phénomènes naturels, tels que les caractéristiques autonettoyantes de la feuille de lotus, ont gagné beaucoup d’intérêt dans les dernières décennies. La rugosité de surface joue un rôle dominant dans la superhydrophobicité et il existe de nombreuses techniques pour créer une rugosité sur la surface. Les traitements de surface par les plasmas sont particulièrement intéressants pour le traitement de surface en conservant les propriétés intrinsèques du matériau traité.

Le plasma non thermique à la pression atmosphérique permet de traiter des surfaces tridimensionnelles et les autres avantages comparés aux techniques basse pression sont : absence de système de vide en général très couteux, possibilité d’intégrer le système dans les lignes automatisées et robotisées de fabrication ainsi que la possibilité de réaliser des traitements sur des surfaces d'équipement en service.

L’objective de travail est le développement des surfaces superhydrophobes par le traitement de plasma. Nous avons étudié l'effet des paramètres opératoires du plasma sur l'hydrophobicité du caoutchouc de silicone. Les paramètres tels que la distance entre le substrat et la buse, la puissance, la fréquence du plasma et le débit gazeux ont été considérés. Dans des conditions spécifiques, un angle de contact de l'eau de 153˚ et une hystérésis 5˚ a été atteint. La formation de rugosité sur la surface a été confirmée par des micrographies MEB.

De nombreux procédés industriels émettent de grandes quantités de particules submicroniques aéroportées (PSA). Ces particules ont une taille inférieure à un micromètre, ce qui facilite leur pénétration dans l’organisme et peuvent s’avérer néfastes pour la santé des travailleurs. Afin de limiter leur exposition aux PSA, les vêtements de protection chimique (VPC) constituent le dernier rempart. Cependant, ils présentent de nombreuses lacunes au niveau de leur efficacité de filtration et donc de leur efficacité de protection.

Ce projet de recherche a pour objectif de développer de nouveaux textiles nanostructurés à haute performance de filtration contre les PSA et de les intégrer dans les VPC en tenant compte des aspects environnementaux et de développement durable. Pour répondre à cette problématique, l’électrofilage, une technologie novatrice, a été envisagé. Il consiste à former des fibres, de quelques dizaines de nanomètres à quelques micromètres, en projetant sur une surface une solution de polymères synthétiques ou biosourcés, tout en l’exposant à un champ électrique. Cela permet de fabriquer des membranes non tissées qui selon quelques études préliminaires ont une efficacité accrue de filtration des PSA. Cette efficacité dépend de nombreux paramètres de fabrication et du type de polymères utilisé. Cette étude paramétrique conduira à de nouvelles structures filtrantes tout en assurant une intégrité structurelle et une résistance à l’usure satisfaisante.

Incorporer des charges dans les polymères permet d’améliorer les propriétés des produits finis et d’élargir le domaine d’application des matières plastiques. En plus d’être économique, certaines charges peuvent contribuer au développement de nouveaux matériaux pour répondre à des applications  spécifiques. Les charges mises en jeu dans ce travail appartiennent à la classe des nanocharges. Les particules constituant ce type de charge ont des dimensions de l’ordre de quelques centaines de nanomètre. Une fois dispersées dans un polymère, ces Nanocharges peuvent développer une interface bien supérieure aux charges classiques, avec une très faible quantité. Cette interface contrôle l’interaction entre la matrice et la charge et gouvernant les propriétés macroscopiques du matériau final. Dans ce travail, plusieurs types d’argiles lamellaires ont été utilisés. La difficulté principale pour réaliser des nanocomposites consiste à séparer les feuillets d’argile. Le but de ce travail est d’expliquer et de mettre en évidence les problématiques liées à la mise en œuvre de ce type de matériaux. Plusieurs techniques de caractérisation (DRX, TGA) ont été utilisées pour corréler les propriétés intrinsèques de ces nanocharges une fois incorporées dans une matrice polymère, aux morphologies structurales des nanoparticules de départ. Des propriétés barrières (perméabilité à l’eau, résistance à l’oxydation) ont été mesurées pour évaluer le degré d’efficacité des nanoparticules.

Lors de la fabrication de l’aluminium primaire dans les cuves d’électrolyse par le procédé Hall Héroult, l'aluminium tend à se déposer au fond de la cuve tandis que l'oxygène réagit avec le carbone des anodes pour se dégager essentiellement sous forme de CO₂. Cette combustion du carbone oblige à remplacer régulièrement les anodes. Les performances de ces anodes peuvent être évaluées par leurs diverses propriétés mécaniques, électriques, physiques et chimiques, telles que la densité, la résistivité électrique, et les réactivités à CO₂ et à l’air.

Durant le processus de fabrication, les matières premières constituées de coke, de rejets d’anodes et de mégots sont broyées, mélangées avec du brai et utilisées pour la formation de la pâte d’anode. Après cela, le tout est placé dans un vibro-compacteur pour une mise en forme avant de subir un processus de refroidissement et de cuisson. Le bon déroulement de chacune des étapes de fabrication est important afin de produire des anodes de qualité.

Le procédé de vibro-compaction représente l’une des étapes les plus critiques. Si les anodes ne sont pas bien vibrées, leurs résistances mécaniques vont diminuer et, à leurs tours, provoquer la formation prématurée de fissures causant ainsi de lourdes pertes financières. Pour ce faire, un modèle dynamique du vibo-compacteur est développé. Ce modèle est utilisé pour identifier les conditions optimales du procédé de vibro-compaction. Le modèle et les résultats seront présentés dans cet article.



Résumé –Les effets de l’addition du magnésium et du vieillissement naturel sur les comportements mécanique et microstructural des alliages B206 avec addition de Mg ont été étudiés.Les observations microscopiques (MEB et microscopie optique) et la microanalyse ont révélé la formation de plusieurs phases telles que b-Fe,a-Fe, Mg₂Si etc. dans les alliages tel que coulé. Ces phases, sous forme de composés métalliques, se logent pratiquement le long des joints de grains. Il a été remarqué que la fraction volumique des particules Mg₂Si croit avec l’augmentation de Mg. Le traitement thermique d’homogénéisation-trempe-vieillissement naturel conduit simultanément à la dissolution des particules Mg₂Si se trouvant sur les joints de grains et à la formation de celles-ci à l’intérieur de la matrice. Il a été aussi constaté que l’élévation du Mg entraine à la fois une croissance de la résistance à la déformation et une diminution de la ductilité des alliages considérés. Le vieillissement naturel améliore les propriétés mécaniques de traction-résilience-dureté.

Mots-clés : Alliages B206, traitement thermique, magnésium, dureté-résilience-traction, composés intermétallique.

Les méthodes traditionnelles de construction des chaussées routières ont fait l’objet de nombreux développement ces dernières années, mais les dommages observés lors des périodes de gel-dégel démontrent les limites des méthodes actuelles. Par ailleurs, outre les dégâts liés au gel-dégel, d’autres dysfonctionnements peuvent être observés : problèmes de stabilité des remblais, tassements, érosion externe et interne, etc… Pour pallier ces problèmes, une nouvelle technique d’amélioration des chaussées routières est proposée. Inspiré de la biocalcification des sols et des bétons autocicatrisants, le procédé vise la création de ponts de calcite entre les grains des fondations routières de manière à en améliorer la capacité portante et la résistance aux aléas climatiques. Des essais de performance en termes de résistance à la compression simple, avec ou sans cycles de gel-dégel, ont démontré le potentiel de la technique. Ces résultats seront détaillés et suivis d'une présentation de la faisabilité technique et économique de ce traitement pour la construction et la rénovation des routes au Québec.

Aujourd'hui, l’étude des nanomatériaux diélectriques complexes est un sujet de recherche riche et fascinant, tant pour ses implications fondamentales que pour les impacts technologiques. En raison de leurs caractéristiques impressionnantes, l'utilisation des nano-diélectriques dans les isolants électriques a connu un engouement ces dernières années. Pour garantir la continuité du courant électrique, le matériau utilisé pour fabriquer les isolateurs doit pouvoir supporter différentes forces mécaniques, électriques et électrodynamiques dans les pires conditions telles que la pluie, le brouillard, la rosée, la glace, la neige, la pollution, etc. Il a été remarqué qu'en appliquant différents revêtements nano-diélectrique sur les surfaces d'un isolant, ses performances seront alors améliorées [REF]. L'ajout de matériaux semi-conducteurs de constante diélectrique élevée, tels que TiO2 (ε~80), peut améliorer les propriétés diélectriques et la conductivité électrique du caoutchouc de silicone (SR) permettant de le rendre plus approprié pour les applications  extérieures [REF].

Des nanocomposites et microcomposites de caoutchouc de silicone / TiO2, des nanocomposites de caoutchouc de silicone / ZnO et des microcomposites ont été préparés et analysés. Dans cette présentation, l'effet de la taille et de la concentration des particules sur la permittivité relative sera mesuré en utilisant un analyseur d'impédance et leur potentielles d’applications en électrotechnique évalué.

La prise de conscience écologique et la nécessité de développer des matériaux durables ont intensifié l’émergence des fibres naturelles dans l’industrie des matériaux composites en raison de leurs propriétés mécaniques compétitives face aux fibres de verre. Dans ce projet de thèse, le comportement à l’impact et en fatigue post-impact d’un matériau composite fabriqué à partir de renforts unidirectionnels (UD) de lin est étudié. En ce qui concerne les fibres naturelles, ce sujet est très peu abordé dans la littérature. Les renforts de lin, nommés UD-mat et utilisés dans le cadre de cette thèse, sont relativement nouveaux. Les composites pris en considération sont de type lin/époxy et verre/époxy et sont fabriqués à partir de renforts UD-mat et UD, respectivement. Les deux configurations choisies sont : [0]₈ et [0/90]_2S. L’étude du comportement de ces configurations face à un impact à basse vitesse montre une forte capacité d’absorption d’énergie pour le lin/époxy et une résistance à l’impact élevée pour le verre/époxy. Les essais de fatigue avant impact montrent une meilleure tenue en fatigue pour les croisés de lin/époxy en matière de contraintes normalisées par rapport à la contrainte de rupture du composite. La microtomographie et d’autres techniques sont utilisées pour le suivi de l’endommagement. Des essais de fatigue post-impact seront appliqués et une simulation numérique basée sur des modèles existants sera développée.

Les sequioxydes (Y₂O₃, Lu₂O₃, etc) transparents occupent une place importante comme matrices pour les terres rares utilisées pour les lasers de haute puissance, à cause de leur propriétés thermomécaniques attrayates, leur transparence dans le domaine d'émission des ions dopés et les propriétés spectroscopiques de ces derniers. Cependant, ces matériaux sont difficiles à synthétiser par des techniques traditionnelles de fabrication de monocristaux à partir de la phase liquide, à cause de leur point de fusion élevé (Tf>2400^oC). Ainsi, leur synthèse à basse température par le procédé céramique à partir de poudres nanoscopiques est apparue comme une alternative. Pour notre part, nous avons fabriqué des couches minces de Y₂O₃ dopées à l'ytterbium trivalent en utilisant le procédé de déposition par laser pulsé (DLP). Un matériau sous forme de couche mince est adéquat pour les lasers de haute puissance ou encore pour les lasers en guide d'onde. Une cible métallique, qui est un mélange d'yttrium et d'ytterbium, est pulvérisée par un laser pulsé dans une atmosphère d'oxygène à pression contrôlée. Deux géométries différentes ont été étudiées, à savoir la DLP conventionnelle et une déposition où les produits d'ablation sont entraînés par de l'oxygène envoyé au perpendiculairement au panache de particules vaporisées. La structure cristalline, la composition, la microstructure, de même que les propriétés de luminescence des échantillons produits seront discutées.