[International] Collaboration avec l’Inde sur les nanocomposites polymères appliqués aux capteurs et à la récupération d’énergie
Baptisé APONAMA (Advanced polymer nanocomposites for micro-actuator and energy harvesting devices), ce projet de recherche collaborative internationale porte sur le développement de nanocomposites polymères appliqués à l’élaboration de capteurs et à la récupération d’énergie.
Porté par le Pr. Didier Rouxel et le Pr. Nandakumar Kalarikkal, il reconnaît et pérennise la collaboration forte existant entre l’IJL (CNRS - Université de Lorraine) et l’IIUCNN (Université Mahatma Gandhi, Kerala, Inde) initiée dès 2010 avec le Pr. Sabu Thomas.
Financé pour 5 ans par le CNRS à hauteur de 75.000 €, APONAMA est résolument ancré dans le contexte écologique actuel. Récupérer de l’énergie directement exploitable à partir de différentes sources faiblement polluantes et renouvelables est effectivement un enjeu crucial. Ces sources comprennent le solaire, l’éolien, l’énergie thermique, les champs magnétiques ou les vibrations mécaniques et acoustiques.
Dans cet objectif, les chercheur.e.s vont développer une nouvelle classe de générateur d’énergie piézoélectrique permettant de convertir l’énergie mécanique vibratoire ambiante en électricité, pour l’alimentation autonome de petits systèmes électroniques.
Le matériau polymère piézoélectrique retenu est le poly(fluorure de vinylidène) (PVDF) chargé par des nanocristaux et/ou nanofibres de cellulose biosourcée issue de déchets biologiques. Le dispositif sera élaboré par le procédé d’électrofilage.
Combiner l’ajout de charges et l’élaboration par le procédé d’électrofilage devrait permettre l’optimisation des propriétés mécaniques du film polymère obtenu. Cela tout en assurant une microstructure du PVDF avec un taux maximal de phase cristalline β aux importantes propriétés piézoélectriques. Ce dernier paramètre est crucial pour optimiser la capacité du dispositif à récupérer de l’énergie.
La réussite du projet s’appuie sur les compétences complémentaires des équipes françaises et indiennes.
Au sein de l’IJL, les membres de l’équipe Micro et Nanosystèmes (Pr. Didier Rouxel, Pr. Frédéric Sarry, Dr. Denis Beyssen) sont spécialisés dans le développement et la conception de micro-capteurs et autres micro-dispositifs électroniques. Ceux de l’équipe Physique, Mécanique et Plasticité (Pr. Isabelle Royaud, Dr. Marc Ponçot) sont experts dans la conception de couplages in situ pour l’étude multi-échelle des relations microstructure/propriétés des polymères.
Quant aux deux principaux collaborateurs indiens, ils sont reconnus pour leurs impressionnants travaux sur les polymères et nanocomposites. Le Pr. Sabu Thomas est une référence internationale en science et ingénierie des polymères (facteur H : 109), et le Pr. Nandakumar Kalarikkal est expert dans la synthèse de nanoparticules et la conception de nouveaux matériaux nanostructurés.
Cet IRP offrira un cadre à plusieurs projets en cours et initiés par cette collaboration : les programmes LUE (Lorraine Université d’Excellence) Professor@Lorraine des Pr. Sabu Thomas et Nandakumar Kalarikkal ; un projet SPARC (Scheme for Promotion of Academic and Research Collaboration) financé par le gouvernement indien, un projet franco-indien CEFIPRA (Centre Franco-Indien pour la Promotion de la Recherche Avancée) et la thèse LUE internationale de Maïté Fernandes Tronco.
Légende de la photo :
Une partie de l’équipe lors du 3e workshop franco-indien sur les nanocomposites organisé à l’IJL, Nancy, les 13 et 14 décembre 2021.
De gauche à droite : Pr. Nandakumar Kalarikkal, Pr. Isabelle Royaud, Pr. Didier Rouxel, Pr. Bruno Améduri (Université de Montpellier), Maïté Fernandes Tronco (doctorante LUE IJL), et Pr. Sabu Thomas en visioconférence.
