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Comment les nouveaux matériaux transforment l’industrie

3 épisodes

1

Impression 4D : les matériaux intelligents du futur ?
2

Photovoltaïque : les promesses des nouveaux matériaux
3

Des matériaux composites pour alléger les avions

Épisode 1/3

Impression 4D : les matériaux intelligents du futur ?

Giancarlo Rizza, chercheur au CEA, spécialiste de fabrication additive 4D

Le 16 février 2022

5 min. de lecture

Giancarlo Rizza

chercheur au CEA, spécialiste de fabrication additive 4D

En bref

L’impression 4D est la forme fonctionnelle de l’impression 3D. Elle permet d’imprimer des objets dynamiques qui répondent activement aux stimuli externes.
C’est l’utilisation des matériaux intelligents proposée par Skylab Tibias lors d’un TedX pour produire des objets programmables qui donnera le nom de « l’impression 4D ».
L’impression 4D pourra repousser les limites de la conception en permettant « l’auto-assemblage » par les matériaux intelligents.
Les applications de l’impression 4D sont nombreuses, tant dans la médecine, avec les prothèses ou encore dans l’énergie pour maximiser les différentes structures photovoltaïques par exemple.
Nous pouvons d’ores et déjà affirmer que l’impression 4D vient s’ajouter à ce processus de transformation profonde, de conception et de production d’objets industriels, initié par la fabrication additive.

Épisode 2/3

Photovoltaïque : les promesses des nouveaux matériaux

Isabelle Dumé, journaliste scientifique

Le 16 février 2022

5 min. de lecture

Nathanaëlle Schneider

chargée de recherche CNRS au sein du laboratoire de l’Institut Photovoltaïque d’Ile-de-France (IPVF)

En bref

La capacité de production des panneaux photovoltaïques est en croissance. En 2008, elle était d’environ 10 GW au niveau mondial, alors qu’elle est désormais supérieure à 600 GW – suffisant pour alimenter un pays comme le Brésil.
Cette croissance aussi rapide des dernières années est d’autant plus étonnante parce qu’elle s’est produite sans véritable changement fondamental de la technologie photovoltaïque.
Les avancées se font grâce au silicium. Dans les années 1950, les cellules solaires convertissaient, seulement 5% des rayonnements solaires en énergie. Aujourd’hui, les cellules convertissent près de 25%.
Mais la technologie Si est si performante et si peu coûteuse que sa marge de progression devient limitée.
Les chercheurs étudient donc des nouvelles molécules comme les pérovskites ou des nouveaux moyens de production comme le « dépôt par couche atomique ».

Épisode 3/3

Des matériaux composites pour alléger les avions

Cécile Michaut, journaliste scientifique

Le 2 février 2021

4 min. de lecture

Patricia Krawczak

professeur en polymères et composites à l’Ecole nationale supérieure Mines-Télécom Lille Douai

En bref

L’industrie aérienne est prête à payer 100 € à 500 € par kilogramme gagné.
Les modèles d’avion les plus récents sont composés à environ 50 % de composites.
Mais les composites ont atteint un palier, il faut donc de nouveaux matériaux pour réduire le poids des appareils.
Patricia Krawczak, professeure à l’ENS Mines-Télécom Lille Douai, explique comment la recherche se tourne vers de nouveaux procédés comme la fabrication additive (impression 3D).

Auteurs

Giancarlo Rizza

chercheur au CEA, spécialiste de fabrication additive 4D

Giancarlo Rizza est spécialiste de fabrication additive 4D, de microscopie électronique, et de nanostructuration. Il a créé et piloté pendant dix ans le centre interdisciplinaire de microscopie de l'École polytechnique (CimeX). Dans ce cadre, il a coordonné le projet Nan'eau (labélisé stratégique par l'Université Paris-Saclay) pour le développement d’une plateforme de microscopie multi corrélative (optique, électronique et rayons-X). Giancarlo Rizza a également collaboré avec l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA). Il est membre du comité de pilotage de la conférence internationale "Radiation Effects in Insulators" (REI), du Groupement National de Recherche (GdR) NACRE (Nanocristaux dans les diélectriques pour l'électronique et l'optique) et de la "Chaire Arts&Sciences" de l’Ecole polytechnique-ENSAD-Fondation Carasso. Dans ce cadre, il développe l’utilisation des matériaux intelligents dans les pratiques de recherche-création et s’intéresse à sa dissémination dans les conférences scientifiques comme moyen de communication avec la société.

Ses contributions

Impression 4D : les matériaux intelligents du futur ?

Isabelle Dumé

journaliste scientifique

Isabelle Dumé est titulaire d'un doctorat en physique. Elle collabore avec différents magazines scientifiques et médias, des institutions publiques et privées, et des acteurs de l'enseignement supérieur et de la recherche en France et dans le monde.

Ses contributions

Paratonnerres et antennes : applications de la filamentation laser

Comment utiliser les rayons X pour tester les matériaux sans les abîmer ?

Soigner les tumeurs en profondeur grâce à l’accélération laser-plasma

Comment étudie-t-on le climat des autres planètes ?

Nucléaire : qu’est-ce qu’un réacteur de 4ème génération ?

Voir toutes ses contributions

Cécile Michaut

journaliste scientifique

Titulaire d’un doctorat de chimie de l’université Paris-XI Orsay, Cécile Michaut a été enseignante-chercheuse pendant deux ans, avant de bifurquer vers le journalisme scientifique en 1999. Parmi ses collaborations, citons Le Monde, La Recherche, Pour la Science, Science et vie, Sciences et Avenir, Environnement Magazine… Elle enseigne également la vulgarisation et le media training pour plusieurs organismes de recherche et universités. Elle a fondé la société Science et partage (www.scienceetpartage.fr), et publié en 2014 le livre Vulgarisation scientifique, mode d’emploi (EDP Sciences).