Laboratoire commun pour la conception de matériaux électromécaniques innovants et leurs mises en œuvre – SPyMS

Les matériaux électromécaniques convertissent une énergie mécanique en énergie électrique et vice-versa. Ces matériaux connaissent actuellement un développement considérable :

- ils jouent un rôle majeur dans différents domaines technologiques critiques : Santé, Défense, Aérospatiale,
- ils constituent un élément clé de la nouvelle « électrification de la société » (capteurs embarqués et autonomes, récupération d’énergie, actionneurs),
- enfin, ils sont de plus en plus étudiés comme une alternative possible aux éléments Terres Rares dans les Energies Renouvelables pour la conversion des mouvements naturels (vent, courants, vagues) en électricité.

Ces enjeux inédits créent des besoins nouveaux par rapport à l’état de l’art actuel (piézocéramiques PZT et copolymère PVDF) qui sont autant de verrous technologiques qu’il faut lever pour améliorer les dispositifs de demain. Ces verrous sont autant d’axes de recherche :

• Nouvelles formulations visant à améliorer les performances électromécaniques (Anti-Ferroélectriques, Électrostrictifs géants),
• Nouvelles formulations à impact environnemental réduit (sans plomb : KNN, BNT-BT, BCTZ),
• Nouveaux procédés de fabrication permettant de nouvelles géométries et une réduction des coûts (céramiques texturées, impression 3D, moulage par injection).

L’approche originale de ce LabCom est d’adresser ces trois thématiques sur l’ensemble de la chaîne de conception, de la physique du solide et la caractérisation/compréhension fine du matériau à sa mise en œuvre au sein d’un dispositif industriel. Le LabCom réunissant le laboratoire Structures, Propriétés et Modélisation des Solides (CNRS, CentraleSupélec, Université Paris-Saclay) et la société PYTHEAS Technology a donc pour objectif principal de mettre en commun leurs expertises, moyens et savoir-faire pour développer de dispositifs électromécaniques innovants mettant en œuvre des matériaux non conventionnels respectueux de l’environnement et des procédés de fabrication de pointe.

Le programme de recherche adressera spécifiquement les thématiques suivantes :
1) matériaux électrostrictifs géants pour la récupération d’énergies renouvelables,
2) matériaux antiferroélectriques pour des dispositifs piézohydrauliques;
3) développement de nouvelles méthodes de synthèse pour une sonde biomédicale