MATETPRO - Matériaux et Procédés pour Produits Performants

Films Chauffants Transparents imprimables à base de nanofils métalliques pour le dégivrage/désembuage – FICHTRE

Résumé de soumission

Ce projet vise le développement d’une nouvelle filière de matériaux conducteurs transparents à bas coût pour la conception de systèmes de désembuage/dégivrage performants. Il s’agit d’élaborer des films chauffants souples et conformables à partir de nanofils métalliques par un procédé d’impression peu coûteux utilisable à grande échelle. Ces matériaux doivent remplacer les conducteurs transparents traditionnels plus coûteux, qui posent de sérieux problèmes environnementaux. Le projet débouchera sur la réalisation de démonstrateurs de visières de protection désembuantes/dégivrantes.

L’étude comprendra :

-La fabrication des nanofils en solution, leur fonctionnalisation et leur caractérisation,
-La fabrication de réseaux percolants de nanofils par des techniques d’impression grande surface et basse température,
-La caractérisation thermique, optique, électrique et mécanique des films, ainsi que l’optimisation de leurs propriétés par des études couplant l’expérimentation, la modélisation et la simulation,
-La conception, la réalisation, et le test de plusieurs démonstrateurs à vocation industrielle.

Il s’agira de démontrer la pertinence du matériau innovant et de son procédé de fabrication. Par ailleurs, une étude d’écoconception et d’analyse du cycle de vie du produit sera menée conjointement aux études techniques. Les résultats de cette étude seront utilisés tout au long du projet pour orienter la conception du meilleur procédé de fabrication.

Les techniques actuelles pour la fabrication de films chauffants transparents sont basées sur l’utilisation de films d’oxydes conducteurs transparents (TCOs) et plus particulièrement d’ITO (oxyde d’indium dopé à l’étain). Plusieurs raisons poussent à devoir s’affranchir de ces matériaux. 1/ Une raison stratégique : l’indium est un métal critique dont le prix est élevé et imprévisible 2/ Une raison technique : l’ITO présente une très grande fragilité mécanique 3/ Une raison process : les procédés de fabrication sont très capitalistiques, se font sous vide et sont limités à des surfaces planes.
Il n’existe pas à ce jour d’éléments chauffants performants possédant à la fois des propriétés de chauffage à basse tension, de haute transparence et de grande flexibilité. C’est ce type de matériau et de procédé que nous proposons de mettre au point en nous appuyant sur l’essor très récent des réseaux de nanofils métalliques. Ceux-ci, essentiellement à base d’argent et de cuivre, permettent la réalisation de films fins chauffants, qui peuvent être utilisés pour la fabrication des films dégivrants/désembuants ciblés dans ce projet.
Des essais préliminaires très encourageants ont été réalisés en ce sens afin de valider la pertinence du sujet.

Parmi les avantages intrinsèques à la méthode développée dans le projet FiChTre, il sera possible d’appliquer ce film chauffant sur toute surface, y compris à fort relief, par la technique de spray.

Le consortium est composé de trois partenaires industriels dont les domaines d’activités sont en lien direct avec l’application visée et de partenaires académiques dont les compétences complémentaires permettent d’appréhender l’ensemble des problématiques scientifiques et techniques du projet et d’aller jusqu’à la mise en œuvre du matériau dans des démonstrateurs industriels.

Ce projet de Recherche industrielle vise l’acquisition de connaissances et d’aptitudes sur une nouvelle filière de matériaux conducteurs transparents souples en vue de mettre au point des systèmes de dégivrage/désembuage performants. L’application est envisagée à court terme, néanmoins il s’agit d’un projet de rupture : le matériau ciblé est inédit et pourrait trouver de nombreuses autres possibilités d’application lorsque nous aurons démontré le concept, par exemple pour des orthèses, des dispositifs d’électronique souple, des éléments de confort…

Coordination du projet

Jean-Pierre SIMONATO (Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

id3 id3 Technologies
CEA/Liten Commissariat à l'Energie Atomique et aux Energies Alternatives
SAVIMEX SAVIMEX SAS
IMN-CNRS Institut des Matériaux de Nantes, CNRS
Grenoble INP Grenoble Institut Polytechnique
POLYMAGE POLYMAGE
CCI Saint Etienne Montbrison CCI St Etienne Montbrison

Aide de l'ANR 983 423 euros
Début et durée du projet scientifique : janvier 2014 - 42 Mois

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