CE22 - Mobilité et systèmes urbains durables

Surfaces Autonettoyantes Oléophobiques BioInspirées pour un environnement d'intérieur Automobile – BIOSCA

Surface Autonettoyantes Oléophobiques BioInspireés pour un environnement d’intérieur Automobile

Le développement rapide de nouvelles formes de mobilité basée sur l’auto-partage, avec de fréquents changements de conducteurs et d’occupants du véhicule, renforce le besoin de développer des surfaces de matières d’intérieur automobile ayant des propriétés d’anti-salissure et d’auto-nettoyage, particulièrement contre des dépôts huileux.

Objectifs et hypothèses scientifiques

En s’appuyant sur des modèles de texture et de composition de surfaces superoléophobes, bioinspirées d’espèces naturelles comme les collembolles, le projet BIOSCA rassemble deux laboratoires de recherche spécialisés dans la fonctionnalisation bioinspirée de surfaces, et deux acteurs majeurs de l’industrie automobile. Il combine 1) la préparation et la structuration de surfaces de polymères à l’échelle micro et nanométrique, 2) leur fonctionnalisation chimique pour diminuer l’énergie de surface, 3) l’évaluation des performances sur des échantillons de matières d’intérieur automobile et de l’industrialisation du procédé.

Ce projet de recherche appliquée s’appuie sur la complémentarité des expertises scientifiques des partenaires académiques. L’un des laboratoires a développé un expertise pour créer des films de polymères présentant des caractéristiques topographiques particulières avec ue organisation hiérarchique et une rugosité ré-entrante particulièrement pertinente pour la superoléphobicité. Cette topographie peut être obtenue par un procédé de « figure de souffle » (« breath figure » or BF process) conduisant à la formation de films en nid d’abeille dans un réseau hexagonal compact après séchage à partir d’une solution polymère projetée sur le substrat dans un flux d’air humide. Le procédé peut aussi combiner l’auto-assemblage à l’échelle nanométrique de copolymères diblocs. L’autre laboratoire de recherche, coordinateur du projet, est l’un des leaders mondiaux dans la préparation des surfaces superhydrophobes/superoléophobes bionspirées grâce à une conception moléculaire développée depuis le dépôt de polymères jusqu’à leur nanostructuration et fonctionnalisation chimique de surface en utilisant des traitements électrochimiques ou assistés par plasma.
Les partenaires industriels sélectionneront des pièces d’intérieur automobile d’intérêt pour recevoir un traitement anti-salissure et auto-nettoyant, et vont préparer des échantillons de matériaux, éventuellement peints ou recouverts d’un film. Après leur traitement par les procédés des partenaires académiques ces échantillons seront soumis à une série de tests standardisés pour valider et quantifier leurs performances, en incluant la durabilité après vieillissement. Ils vont aussi analyser la faisabilité technique et économique de l’industrialisation du procédé, avec des critères de conformité environnementale et des objectifs de coûts. Une extension possible à d’autres pièces automobile et à d’autres secteurs industriels sera aussi examinée.

Le projet BIOSCA se traduira par la démonstration de faisabilité de processus physiques et chimiques sélectionnés développés par les partenaires académiques (NICE-Lab et IPREM) pour conférer des propriétés superoléophobes à des échantillons de matériaux réellement utilisés dans les intérieurs automobiles et fournis par les partenaires industriels (Renault et Faurecia ). The project is still on-going. Currently, IPREM had already made transparent coating on the polymer substrates provided by Renault and Faurecia. The transparent coatings possess different micro and nano structurations. NICE-Lab had performed post-functionalization on the substrates processed by IPREM. Different techniques were done using plasma and chemical methods in order to improve the self-cleaning properties of the polymer substrates.

Si le projet de recherche BIOSCA réussit à offrir une solution unique pour le développement de surfaces autonettoyantes pour l'intérieur des voitures, il répondra certainement à une demande croissante de services d'autopartage. Plus spécifiquement, le marché des voitures autonomes partagées pour les services de navettes, les microbus intelligents, les départs pour les transports en commun (service du dernier kilomètre) ou la robotaxie sur laquelle Renault a un programme de développement stratégique est estimé à au moins 500 000 véhicules en 2030 (~ 310 000 pour taille de la voiture personnelle et ~ 230 000 pour la taille du microbus) selon une étude de Roland Berger. La propreté de ces voitures ou microbus est un facteur clé pour leur attractivité et leur acceptation par le public.

Les demandes de brevets et la publication d'articles scientifiques sont en cours de préparation.

Surfaces Autonettoyantes Oléophobes BioInspirées pour un environnement d'intérieur Automobile

Le développement rapide de nouvelles formes de mobilité basée sur l’auto-partage, avec de fréquents changements de conducteurs et d’occupants du véhicule, renforce le besoin de développer des surfaces de matières d’intérieur automobile ayant des propriétés d’anti-salissure et d’auto-nettoyage, particulièrement contre des dépôts huileux.
En s’appuyant sur des modèles de texture et de composition de surfaces superoléophobes, bioinspirées d’espèces naturelles comme les collembolles, le projet BIOSCA rassemble deux laboratoires de recherche spécialisés dans la fonctionnalisation bioinspirée de surfaces, et deux acteurs majeurs de l’industrie automobile. Il combine 1) la préparation et la structuration de surfaces de polymères à l’échelle micro et nanométrique, 2) leur fonctionnalisation chimique pour diminuer l’énergie de surface, 3) l’évaluation des performances sur des échantillons de matières d’intérieur automobile et de l’industrialisation du procédé.
Ce projet de recherche appliquée s’appuie sur la complémentarité des expertises scientifiques des partenaires académiques. L’un des laboratoires a développé un expertise pour créer des films de polymères présentant des caractéristiques topographiques particulières avec ue organisation hiérarchique et une rugosité ré-entrante particulièrement pertinente pour la superoléphobicité. Cette topographie peut être obtenue par un procédé de « figure de souffle » (« breath figure » or BF process) conduisant à la formation de films en nid d’abeille dans un réseau hexagonal compact après séchage à partir d’une solution polymère projetée sur le substrat dans un flux d’air humide. Le procédé peut aussi combiner l’auto-assemblage à l’échelle nanométrique de copolymères diblocs. L’autre laboratoire de recherche, coordinateur du projet, est l’un des leaders mondiaux dans la préparation des surfaces superhydrophobes/superoléophobes bionspirées grâce à une conception moléculaire développée depuis le dépôt de polymères jusqu’à leur nanostructuration et fonctionnalisation chimique de surface en utilisant des traitements électrochimiques ou assistés par plasma.
Les partenaires industriels sélectionneront des pièces d’intérieur automobile d’intérêt pour recevoir un traitement anti-salissure et auto-nettoyant, et vont préparer des échantillons de matériaux, éventuellement peints ou recouverts d’un film. Après leur traitement par les procédés des partenaires académiques ces échantillons seront soumis à une série de tests standardisés pour valider et quantifier leurs performances, en incluant la durabilité après vieillissement. Ils vont aussi analyser la faisabilité technique et économique de l’industrialisation du procédé, avec des critères de conformité environnementale et des objectifs de coûts. Une extension possible à d’autres pièces automobile et à d’autres secteurs industriels sera aussi examinée.

Coordinateur du projet

Monsieur Frédéric Guittard (Université Nice Sophia Antipolis - N.I.C.E LAB NATURAL INSPIRE CREATIVE ENGINEERS)

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

UNS - N.I.C.E LAB Université Nice Sophia Antipolis - N.I.C.E LAB NATURAL INSPIRE CREATIVE ENGINEERS
RENAULT SAS - GUYANCOURT
FAURECIA INTERIEUR INDUSTRIE
IPREM INSTITUT DES SCIENCES ANALYTIQUES ET DE PHYSICO-CHIMIE POUR L'ENVIRONNEMENT ET LES MATERIAUX

Aide de l'ANR 452 756 euros
Début et durée du projet scientifique : novembre 2018 - 36 Mois

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