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Revêtements innovants: découvrez le portefeuille wallon

Date de publication
13 avril 2018
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Revêtements

L’objectif principal de ce portefeuille est de mutualiser des expertises et des équipements scientifiques de pointe dans le domaine des revêtements.

Le mardi 24 avril 2018, de 16h à 19h, au Point Centre, Avenue Georges Lemaître, 19, 6041 Charleroi, les partenaires du portefeuille Films Multifonctionnels (FMF) vous invitent à un évènement baptisé « Revêtements innovants wallons, quels bénéfices pour votre entreprise?« . Un évènement (inscription gratuite mais obligatoire) qui vous permettra de mieux connaître les projets de recherche FMF et de rencontrer les chercheurs. Inscrivez-vous ici.

Vous pourrez ainsi impacter le choix des produits / procédés / technologies en vue de maximiser les retombées du portefeuille FEDER-FMF d’ici 2021.

Le portefeuille FEDER « Films Multi-Fonctionnels » (FMF) mutualise des expertises (ULIEGE, UCL, UMONS, UNamur, ULB, Materia Nova, CRIBC, Cenaero, CRM Group) et équipements scientifiques de pointe dans le domaine des revêtements pour apporter une plus-value aux matériaux conventionnels développés en Région wallonne et donner une impulsion pour le développement de secteurs d’activités à fort potentiel de croissance en Région wallonne.

En pratique, les 11 projets couvrent 5 domaines d’applications que sont:

  • les applications médicales,
  • l’environnement,
  • l’énergie,
  • la durabilité mécanique,
  • les outils-pilotes

 

Objectifs? Développer des systèmes fonctionnels intelligents et sophistiqués, en associant des entreprises technologiques, des fabricants de composants, des ensembliers et des sous-traitants sous l’égide du Pôle MECATECH.

Chaque projet partage des outils méthodologiques communs, mais vise des finalités différentes répondant à des besoins sociétaux et économiques distincts. Le regroupement des projets en thématiques cohérentes, articulées autour d’objectifs communs, soutenues par un parrainage industriel solide (58 industriels), et gérées par des bénéficiaires dont les compétences sont complémentaires, permet d’assurer un effet synergique d’amplification au niveau des thématiques.

Découvrez les 5 thématiques

 

Cette thématique est composée du projet ‘PROSTEM‘ qui vise à développer de nouveaux biomatériaux porteurs de revêtements bio-fonctionnels pour la médecine régénérative moderne.

Cette dernière fait notamment appel à l’utilisation de cellules souches mésenchymateuses adultes pour produire des tissus de substitution ou réparer des tissus sur le patient. Le marché mondial de la thérapie cellulaire, évalué à 20 milliards de dollars en 2020, rencontre plusieurs barrières technologiques qui freinent la croissance de cet important marché.

Parmi ces barrières figure la nécessité:

  • de produire les cellules à grande échelle dans des conditions parfaitement contrôlées, à des coûts de production acceptables et ce, avec un suivi du contrôle qualité des cellules qui n’engendre pas de larges pertes lors de la production;
  • d’assurer une bonne implantation in-vivo de ces cellules.

Les nouveaux biomatériaux porteurs de revêtements bio-fonctionnels développés dans PROSTEM visent à répondre à ces besoins.

Le développement de supports bioactifs permettant la production in vitro à grande échelle et l’application in vivo des cellules souches mésenchymateuses adultes sera réalisé via une approche pluridisciplinaire impliquant de la synthèse macromoléculaire, de la modification chimique de surface et des techniques de mise en œuvre des matériaux.

Le choix des matériaux utilisés ainsi que les procédés de synthèse, de mise en oeuvre et de fonctionnalisation des supports, répondront aux exigences liées au secteur d’activité visé et seront adaptables en vue d’une industrialisation des produits finis.

revêtementCette thématique comprend 2 projets, ‘BIODEC’ et ‘CLEANAIR’.

Elle vise à développer des revêtements innovants éco-respectueux, durables et industrialisables capables de traiter efficacement la problématique de la pollution de l’air intérieur.

De fait, l’isolation de plus en plus poussée de nos lieux de vie clos a un effet néfaste sur la qualité de l’air que nous respirons. Nos maisons modernes fortement isolées présentent souvent une concentration excessive en polluants émis par les matériaux de construction/décoration et par notre mode de vie.

Il a été démontré que cette pollution a un impact majeur sur notre santé avec pour conséquence un coût important sur la sécurité sociale.

Cette thématique vise à développer des revêtements capables de capter les polluants et de les dégrader en sous-produits non toxiques pour l’homme et l’environnement. Ils s’adapteront au mieux aux matériaux de construction existants.  Grâce aux solutions innovantes envisagées pour augmenter la durabilité de l’action des surfaces dépolluantes, la durée de vie du produit sera accrue, minimisant ainsi son empreinte écologique.

Les technologies proposées dans BIODEC et CLEANAIR sont complémentaires, de manière à offrir une large gamme de revêtements dépolluants pouvant s’adapter à un maximum de situations différentes.

RevêtementsDans BIODEC, des revêtements contenant des molécules dépolluantes issues ou inspirées de la nature seront produits par des procédés de dépôts en phase aqueuse très peu énergivores, industrialisables et générant peu d’effluents à traiter en fin de procédé. Vu leurs actions dépolluantes, les revêtements finaux s’intègreront parfaitement dans une approche écologique responsable et durable.

En ce qui concerne CLEANAIR, l’approche « voie sèche » proposée vise à incorporer des nanoparticules métalliques ayant la faculté de dégrader des COV à température ambiante dans des revêtements organiques préparés par des technologies plasma froid, donc limitant au maximum l’utilisation de solvants potentiellement néfastes au point de vue environnemental. D’autre part, les solutions plasma sont reconnues pour leur efficacité énergétique et leur transfert industriel efficace.

Un polluant emblématique de nos lieux clos, le formaldéhyde, sera le polluant principal commun traité au sein des deux grappes avec une mutualisation de l’équipement scientifique nécessaire pour les mesures de performances des deux types de revêtements. BIODEC aura par ailleurs comme objectif de traiter d’autres contaminants importants tels que des moisissures et bactéries.

Cette thématique comprend 3 projets, ‘INOXYPEM’, ‘LOCOTED’ et ‘SOLIDYE’.

Ils partagent le même objectif thématique en s’inscrivant dans la volonté de transition énergétique impulsée par l’Union européenne par des développements technologiques et l’industrialisation de dispositifs de production d’énergie électrique assurant une utilisation plus rationnelle de l’énergie primaire, qu’elle soit renouvelable ou fossile.

RevêtementsLe projet ‘INOXYPEM’ propose une voie innovante de prototypage d’une pièce essentielle de piles à combustible à haut rendement permettant de diminuer de manière drastique les émissions de polluants atmosphériques et les émissions sonores associées au fonctionnement d’un moteur thermique. Les obstacles principaux au développement des piles à combustible restent leur coût de fabrication très élevé et leur durée de vie trop courte.

En proposant de remplacer les plaques bipolaires en graphite usiné par des plaques embouties en acier revêtu, le coût des piles à combustibles serait drastiquement réduit. La recherche proposée concerne donc le développement d’un procédé de fabrication de ces plaques en acier revêtues d’un coating innovant en tenant compte à la fois des contraintes liées au matériau et du design/performance de la pile assemblée.

Le projet ‘LOCOTED’ vise à développer de nouveaux films thermoélectriques performants et à les intégrer au sein de générateurs à bas coût afin de convertir en électricité de l’énergie thermique dégradée rejetée à la source froide d’installations industrielles. De cette manière, le rendement global d’installations industrielles sera accru permettant ainsi de participer à la réponse donnée aux défis sociétaux liés à l’énergie.

Le projet ‘SOLIDYE’, vise à développer une nouvelle génération de cellules photovoltaïques via le développement de nouveaux matériaux et de nouvelles architectures de cellules afin d’en optimiser les efficacités sur base de procédés transférables à l’échelle industrielle.

revêtements innovantsCette thématique comprend 3 projets, ‘AMORPHO’, ‘HYBRITIMESURF’ et ‘HYCARNIT ».

Elle répond  aux besoins industriels d’une augmentation significative de la durabilité des surfaces notamment métalliques et de l’octroi de fonctionnalités additionnelles pour le remplacement de solutions insuffisamment performantes, polluantes et le développement de nouvelles applications.

L’augmentation de la durabilité des matériaux et particulièrement des métaux par des traitements de surface fait l’objet de nombreux développements depuis plusieurs décennies. Les raisons sont multiples et ont débouché sur le développement de techniques très diverses, adaptées spécifiquement aux supports à protéger et aux applications visées.

L’émergence de nouvelles technologies met par ailleurs en lumière la possibilité d’ajouter des propriétés intelligentes aux surfaces, telles que des duretés très élevées ou modulables, l’autolubrification des surfaces, des revêtements protecteurs anticorrosion et autocicatrisants, ou encore de la souplesse, légèreté, de la conductivité thermique ou électrique particulière, etc.

Le tout à un coût permettant l’industrialisation. Des alliages plus légers ou moins coûteux que les matériaux classiques sont également recherchés pour la réalisation de pièces mobiles dont la surface, au final, doit présenter des propriétés identiques voire supérieures aux matériaux « classiques ».

revêtementsLa mise au point de revêtements performants et innovants dans le domaine de la protection des matériaux et des métaux est dès lors un enjeu crucial. Cette thématique regroupe 3 axes de recherche permettant de répondre à des problèmes industriels concrets et clairement identifiés. La philosophie commune aux recherches proposées est la volonté de développer des revêtements hybrides aux propriétés modulables ou combinables permettant de répondre à l’ensemble des critères de durabilité et favorisant l’ajout de nouvelles fonctionnalités.

La nature et les propriétés des revêtements étudiés sont à l’origine des 3 projets qui constituent cette thématique.

  • ‘AMORPHO’ vise le développement de couches résistantes à la corrosion, élastiques et conductrices de type « verre métallique ».
  • ‘HYBRITIMESURF’ envisage des revêtements hybrides organiques/inorganiques réticulés sans apport thermique et permettant de générer in situ des nanoparticules inorganiques dans une matrice organique ou la formation de domaines organiques dans des matrices sol-gel sur métaux anodisables.
  • ‘HYCARNIT’ souhaite développer des films types « céramiques » nano hybrides aux propriétés tribologiques modulables.

Cette thématique comprend deux projets, ‘3DCOATER’ et ‘DIAG&GROWTH’.

Elle contribue à la mise en place d’outils pilotes complémentaires pour supporter et accélérer le transfert industriel des produits fonctionnalisés et des technologies de traitement de surface associés.

Cette thématique répond aux besoins technologiques et économiques de disposer d’une plateforme d’outils pilotes de traitement de surface permettant:

  • d’accompagner et d’accélérer le développement sur pièces 3D visées dans les applications, des films fonctionnels mis au point de manière simplifiée sur plaques 2D en environnement de laboratoire ainsi que de leurs technologies d’élaboration,
  • d’aider les entreprises wallonnes à solutionner des problèmes génériques liés à leurs traitements de surface et revêtements sur pièces 3D actuels et futurs.

 

Les équipements considérés dans cette thématique complètent les équipements de revêtement à l’échelle pilote préexistants en Région wallonne et permettent d’élargir la gamme d’objets fonctionnalisables et ainsi les domaines d’applications et de valorisations des films fonctionnels.

Ils couvrent différentes technologies de dépôt telles que des procédés de dépôts par voie sèche sous vide et à pression atmosphérique, et des procédés de dépôt par voie liquide. L’existence d’une plateforme unique regroupant les équipements de fonctionnalisation facilite leurs combinaisons et constitue ainsi une infrastructure unique en Europe.

Les outils numériques et de diagnostics qui seront également développés dans le portefeuille viennent compléter avantageusement les outils de fonctionnalisation en permettant une optimisation des procédés ainsi qu’un appui au transfert industriel (résolution de problème, réduction du temps de développement et du coût de transfert).

  • 3DCOATER envisage la mise en place d’une plateforme d’équipements pilotes pour le traitement de surface de pièces tri-dimensionnelles (3D), équipements qui sont sélectionnés sur base des besoins industriels génériques identifiés et non satisfaits à l’heure actuelle. En appui au développement de ces équipements, des outils de simulation numérique seront développés permettant d’optimiser le design des installations et le traitement des pièces 3D quant à l’obtention d’un dépôt homogène et de bonne qualité en fonction du procédé d’élaboration.
  • DIAG&GROWTH vise à mettre en place une plateforme itinérante de caractérisation des plasmas froids couplée à un outil de simulation permettant de prédire de manière qualitative le mode de croissance des films déposés et certaines de leur propriétés. Ceci est crucial pour faciliter le transfert d’un procédé établi dans une chambre de R&D vers une installation industrielle. Cette plateforme mobile de diagnostics sera disponible pour le tissu économique wallon.

 

 Un évènement à ne pas rater

Le mardi 24 avril 2018, de 16h à 19h, au Point Centre, Avenue Georges Lemaître, 19, 6041 Charleroi, les partenaires du portefeuille Films Multifonctionnels (FMF) vous invitent à un évènement baptisé « Revêtements innovants wallons, quels bénéfices pour votre entreprise?« . Un évènement (inscription gratuite mais obligatoire) qui vous permettra de mieux connaître les projets de recherche FMF et de rencontrer les chercheurs. Inscrivez-vous ici.

Vous ne pouvez pas y participer mais ces thématiques vous intéressent? Contactez stephane.gualandris@innovatech.be.

 

 

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