Publié le 16/02/2011

LABORATOIRE DE MSME : DE L’INFINIMENT PETIT A L’INFINIMENT GRAND

Créé en 2008, le laboratoire de Modélisation et de Simulation Multi-Échelle rassemble quatre équipes de chercheurs venus de la chimie et de la mécanique.
Une multidisciplinarité qui les rend à la fois très performants et... très attractifs vis-à-vis des industriels.

Créé en 2008, le laboratoire de Modélisation et de Simulation Multi-Échelle rassemble quatre équipes de chercheurs venus de la chimie et de la mécanique.
Une multidisciplinarité qui les rend à la fois très performants et... très attractifs vis-à-vis des industriels.


"L’industrie présente des problématiques qui nous permettent de tester nos savoir-faire."
Guy Bonnet, directeur adjoint du laboratoire de MSME

MSME pour Modélisation et Simulation Multi-Échelle. L’intitulé de ce laboratoire
de recherche de l’Université Paris-Est, associé du CNRS, semble avoir été inventé pour décourager le profane. Pourtant, ici, pas de scientifiques dans leur tour d’ivoire mais, bien au contraire, une collaboration constante avec le monde de l’entreprise : aéronautique, automobile, pétrole ou encore nucléaire. Les membres du laboratoire se sont même fait une spécialité de jeter des passerelles entre recherche fondamentale et industrie.

À l’origine de cette structure, quatre équipes réparties entre l’université Paris-Est Marne-la-Vallée et celle de Paris-Est Créteil Val-de-Marne : une équipe de Chimie théorique, une équipe de Mécanique, une troisième étudiant les Transferts de Chaleur et de Matière et une quatrième, la Biomécanique.
En 2008, toutes quatre décident de se réunir au sein d’un même laboratoire, persuadées que la mise en commun de leurs travaux leur donnera une longueur d’avance...

“Les matériaux utilisés dans l’industrie sont de plus en plus complexes, ce qui rend très difficile toute prévision de leurs propriétés”, explique Guy Bonnet, directeur adjoint du laboratoire. Et c’est là que la multidisciplinarité des équipes trouve tout son intérêt. Elle permet d’avoir une approche “multi-échelle” de la matière, c’est-à-dire de l’étudier aussi bien à l’échelle de l’utilisateur, qu’à l’échelle d’une simple molécule. “Prenez l’exemple des nanofils”, poursuit Guy Bonnet. “Pour prévoir les propriétés d’un matériel composite réalisé avec eux, on fait appel aux chimistes qui effectuent des calculs sur une ou quelques molécules”. Puis c’est au tour des mécaniciens, d’intégrer leurs résultats pour prévoir les propriétés du matériel composite dans son ensemble. L’esprit d’équipe !
Le laboratoire de MSME étudie de cette façon différents types de matériaux : composites, piézoélectriques (c’est-à-dire qui se déforment sous l’influence d’un champ électrique et se polarisent électriquement sous l’action d’une contrainte mécanique), mais aussi tout ce qui concerne les biomatériaux, comme l’os par exemple. “Quand on casse un os, il se répare” décrit Guy Bonnet. “Mais la façon dont il apporte la matière pour se réparer dépend des efforts portés sur lui”. Menée par l’équipe de biomécanique, cette dernière étude est particulièrement précieuse pour les laboratoires de médecine qui travaillent sur les fractures.

Les chercheurs s’intéressent aussi aux propriétés du béton, notamment dans les centrales nucléaires. Ils se penchent sur son “fluage”, c’est-à-dire la déformation qu’il subit lorsqu’il est soumis à une charge de longue durée. A cette étude des propriétés des matériaux, s’ajoute un second champ de recherche : l’étude des vibrations dans des structures composées telles que la carrosserie des voitures.
“L’industrie présente des problématiques qui nous permettent de tester nos savoir-faire”, s’enthousiasme Guy Monnet.
Les ingénieurs produisent par exemple toute une série de calculs pour prévoir comment une carrosserie d’automobile va vibrer et à quelles fréquences. Mais une fois la carrosserie réalisée, ces prévisions se révèlent très souvent avoir des réponses aux vibrations présentant une très grande dispersion statistique non prévue par les ingénieurs. D’où l’intérêt de les étudier en prévoyant explicitement cette dispersion. “C’est un super challenge pour nous, particulièrement stimulant.” Et cette collaboration n’est pas prête de s’arrêter : actuellement, plus de la moitié des cinquante doctorants du laboratoire de MSME sont en effet financés par des contrats industriels.

 

Les nanofils

Les nanofils sont des structures piézoélectriques dont le diamètre est de l’ordre du nanomètre (un milliardième de mètre). Ils constituent l’un des sujets d’étude principaux du laboratoire de MSME. Les chercheurs travaillent notamment à prévoir les propriétés élastiques et piézoélectriques des matériaux composites constitués de nanofils. Les chimistes étudient les propriétés des atomes se trouvant à leur surface. Ces propriétés sont ensuite intégrées aux calculs de l’équipe Mécanique qui se penchent sur les propriétés du matériel composite dans son ensemble.

SOURCE

Trajectoires n° 19 – FÉVRIER MARS 2011

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Format : 08/2017
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