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Activit Activité é 2002 2002- -2005 2005 Ecole Nationale Supérieure des Mines -

Activit Activité é 2002 2002- -2005 2005 Ecole Nationale Supérieure des Mines - 158, Cours Fauriel - 42023 Saint Etienne Cedex 2 Centre SPIN Centre SPIN Sciences des Processus Sciences des Processus Industriels et Naturels Industriels et Naturels 1 . T TA AB BL LE E D DE ES S M MA AT TI IE ER RE ES S I. Présentation générale du laboratoire .................................................................................................... 4 I.1 Organisation et historique ............................................................................................................. 4 I.1.A. Direction au 1er janvier 2005 ................................................................................................... 4 I.1.B. Organisation de SPIN .............................................................................................................. 4 I.2 Activités chiffrées............................................................................................................................ 4 II. L’Enseignement et la formation par la recherche en SPIN................................................................. 5 II.1 Le cycle ICM (Ingénieurs Civils des Mines) ................................................................................ 5 II.1.A. Pôle Physique-Matériaux en première année (F. Gruy)........................................................... 5 II.1.B. Axes optionnels en deuxième année........................................................................................ 5 II.1.C. Options de troisième année « Procédés et Energétique » ........................................................ 6 Description générale ............................................................................................................................. 6 Modules d’enseignements..................................................................................................................... 6 Association des modules : les profils.................................................................................................... 7 II.1.D. Enseignement et International ................................................................................................. 7 II.2 DEA et Master Recherche (MR2) ................................................................................................. 8 II.3 Formation permanente .................................................................................................................. 9 II.4 Thèses .............................................................................................................................................. 9 II.5 Habilitations à Diriger des Recherches ........................................................................................ 9 III. La Recherche en SPIN...................................................................................................................... 10 III.1 Présentation thématique de la recherche en SPIN .................................................................... 10 III.2 Notre spécificité ............................................................................................................................ 10 III.3 Actions coopératives de SPIN...................................................................................................... 12 III.3.A. SPIN dans l’ENSM-SE.......................................................................................................... 12 III.3.B. SPIN et Groupe Ecoles des Mines......................................................................................... 12 GEMGPEE ......................................................................................................................................... 12 GEMBIO............................................................................................................................................. 13 III.3.C. SPIN et l’université Jean Monnet de Saint-Etienne (UJM)................................................... 13 III.3.D. SPIN dans son environnement régional................................................................................. 13 Fédération Rhône Alpes des Matériaux de Structure 2145................................................................. 13 Le Comité de Développement de Génie des Procédés en (Codegepra).............................................. 14 Pôles de compétitivité......................................................................................................................... 15 Le Pôle de Compétitivité Chimie-Environnement.....................................................................................15 Le Pôle de Compétitivité Chimie-Environnement.....................................................................................15 Groupement d’Interêt Scientifique Massif Central (GIS)..........................................................................16 Groupement d’Interêt Scientifique Massif Central (GIS)..........................................................................16 Clusters régionaux .............................................................................................................................. 16 III.3.E. SPIN et les GdR CNRS ......................................................................................................... 17 III.3.F. SPIN et l’industrie ................................................................................................................. 17 III.3.G. SPIN à l’International............................................................................................................ 17 Contrats européens dans le cadre des 5ème et 6ème PCRDT ................................................................. 18 Echanges ou accueils de chercheurs ................................................................................................... 21 III.4 PRESENTATION DETAILLEE DES THEMES DE RECHERCHE .................................... 22 III.4.A. Thème 1 : Transformations thermiques des solides............................................................... 24 2 Sujet 1 : Corrosion de matériaux massifs ........................................................................................... 24 Sujet 2 : Réactivité des solides divisés ............................................................................................... 28 III.4.B. Thème 2 : Technologie des poudres. ..................................................................................... 37 Sujet 1 : Rhéologie des milieux granulaires ....................................................................................... 37 Compression de poudres pharmaceutiques....................................................................................................38 Compression de poudres pharmaceutiques....................................................................................................38 Compression de produits pharmaceutiques (Thèse Eric SERRIS)..............................................................38 Compression de produits pharmaceutiques (Thèse Eric SERRIS)..............................................................38 Granulation sèche de poudres organiques par compactage à rouleaux Interactions microstructure et procédé (Thèse CIFRE Rhodia,Thibault LECOMPTE)...............................................................................40 Granulation sèche de poudres organiques par compactage à rouleaux Interactions microstructure et procédé (Thèse CIFRE Rhodia,Thibault LECOMPTE)...............................................................................40 Empilements granulaires soumis à des sollicitations mécaniques de vibrations verticales. Application au tassement de sables dans des fusibles – (Thèse Emilie ROUECHE)...........................................................41 Empilements granulaires soumis à des sollicitations mécaniques de vibrations verticales. Application au tassement de sables dans des fusibles – (Thèse Emilie ROUECHE)...........................................................41 Sujet 2 : Maîtrise de la morphologie et de la réactivité des poudres .................................................. 42 Elaboration de poudres de luminophores de morphologie contrôlée grâce à l’utilisation de fondants (Thèse Frédéric DUAULT)...........................................................................................................................................43 Elaboration de poudres de luminophores de morphologie contrôlée grâce à l’utilisation de fondants (Thèse Frédéric DUAULT)...........................................................................................................................................43 Effet des agents de mouture sur le broyage du clinker (Thèse Elodie ROMILLIAT-ROBLOT) ...........................45 Effet des agents de mouture sur le broyage du clinker (Thèse Elodie ROMILLIAT-ROBLOT) ...........................45 Alumines dopées : propriétés optiques et réactivité (Thèse Christian SALLE)......................................................46 Alumines dopées : propriétés optiques et réactivité (Thèse Christian SALLE)......................................................46 III.4.C. Thème 3 : Propriétés électriques des solides et réalisation de dispositifs.............................. 51 Sujet 1 : Etude et développement de capteurs de gaz.....................................................................................51 Sujet 1 : Etude et développement de capteurs de gaz .....................................................................................51 Action 1 : Amélioration de la sélectivité de capteurs à base de SnO2 .......................................................52 Action 1 : Amélioration de la sélectivité de capteurs à base de SnO2 .......................................................52 Action 2 : Développement de capteurs SnO2 en couches épaisses sur substrats silicium..........................54 Action 2 : Développement de capteurs SnO2 en couches épaisses sur substrats silicium..........................54 Action 3 : Etude de systèmes multi-capteurs.............................................................................................55 Action 3 : Etude de systèmes multi-capteurs.............................................................................................55 Action 4 : Capteurs potentiométriques à base d’alumine bêta...................................................................55 Action 4 : Capteurs potentiométriques à base d’alumine bêta...................................................................55 Sujet 2 : Etude de piles à combustibles de type SOFC....................................................................... 57 Action 1 : Elaboration et caractérisation de cathodes LSM en couche épaisse déposées par sérigraphie. Application à l'étude des interactions O2/LSM..........................................................................................57 Action 1 : Elaboration et caractérisation de cathodes LSM en couche épaisse déposées par sérigraphie. Application à l'étude des interactions O2/LSM..........................................................................................57 Action 2 : Développement de systèmes piles SOFC complets en technologie couches épaisses, et application aux systèmes Mono-chambres. ...............................................................................................58 Action 2 : Développement de systèmes piles SOFC complets en technologie couches épaisses, et application aux systèmes Mono-chambres. ...............................................................................................58 Sujet 3 : Développement de micro-réacteurs pour la catalyse............................................................ 60 Sujet 4 : Modélisation de la conductivité électrique de matériaux multiphasés ................................. 62 Sujet 5 : Biocapteurs à cellules entières pour métaux lourds.............................................................. 64 Sujet 6 : Détection et traitement des produits phytosanitaires............................................................ 66 1. Biocapteurs enzymatiques. .........................................................................................................................67 1. Biocapteurs enzymatiques. .........................................................................................................................67 2. Biocapteur à cellules entières.....................................................................................................................67 2. Biocapteur à cellules entières.....................................................................................................................67 III.4.D. Thème 4 : Adsorption et adsorbants ...................................................................................... 71 Sujet 1 : Interaction NOx – dioxyde d’étain, application à la catalyse DeNOx.................................. 71 Sujet 2 : Imprégnation de fibres de carbone activées, Modélisation des interactions entre ces fibres et le sulfure d’hydrogène ........................................................................................................................ 72 Sujet 3 : Fixation de CO2 sur supports carbonés imprégnés............................................................... 73 Sujet 4 : Cycle de vie de l’hydrogène................................................................................................. 74 III.4.E. Thème 5 : Cristallisation industrielle..................................................................................... 77 Sujet 1 : Précipitation homogène et hétérogène / agglomérats multi-échelle..................................... 77 Agglomérats multi-échelle..............................................................................................................................78 Agglomérats multi-échelle..............................................................................................................................78 Précipitation...................................................................................................................................................81 Précipitation...................................................................................................................................................81 Méthodes et propriétés optiques.....................................................................................................................81 Méthodes et propriétés optiques.....................................................................................................................81 Sujet 2 : Agglomération d’inclusions dans un métal liquide .............................................................. 83 Agrégation de silices hydrophobes (thèse Patrick CUGNIET) .........................................................................83 Agrégation de silices hydrophobes (thèse Patrick CUGNIET) .........................................................................83 Cémentation des particules primaires dans l’agrégat....................................................................................84 Cémentation des particules primaires dans l’agrégat....................................................................................84 Sédimentation et flottation des agrégats.........................................................................................................85 Sédimentation et flottation des agrégats.........................................................................................................85 Interaction bulles – agrégats..........................................................................................................................86 Interaction bulles – agrégats..........................................................................................................................86 3 Sujet 3 : Cristallisation, décomposition et rhéologie dans les systèmes hydrate-eau ou hydrate-eau- huile .................................................................................................................................................... 87 Hydrates de gaz/bouchage des conduites pétrolières.....................................................................................87 Hydrates de gaz/bouchage des conduites pétrolières.....................................................................................87 Hydrates de gaz/stockage/déstockage ............................................................................................................88 Hydrates de gaz/stockage/déstockage ............................................................................................................88 Glace ou hydrates de gaz/transport de « frigories » ......................................................................................89 Glace ou hydrates de gaz/transport de « frigories » ......................................................................................89 Séparation du dioxyde de carbone par voie hydrate ......................................................................................90 Séparation du dioxyde de carbone par voie hydrate ......................................................................................90 Sujet 4 : Dynamique des suspensions cellulaires................................................................................ 91 Dynamique de la réponse lymphocytaire T ....................................................................................................92 Dynamique de la réponse lymphocytaire T ....................................................................................................92 Détection de cellules rares dans un système complexe ..................................................................................92 Détection de cellules rares dans un système complexe ..................................................................................92 III.4.F. Thème 6 : Matériaux multicomposants organiques minéraux............................................... 95 Sujet 1 : Aspects physico-chimiques de l’interaction bois-ciment : modification de l’hydratation du ciment par les composés du bois......................................................................................................... 95 Sujet 2 : Aspects physico-chimiques de l’interaction des éthers de cellulose avec la matrice cimentaire ........................................................................................................................................... 98 Sujet 3 : Etude de l’ostéogenèse sur les biomatériaux pour comblement osseux importance des sollicitations mécaniques.................................................................................................................. 101 III.4.G. Thème 7 : Interaction Fluides-Matériaux minéraux ............................................................ 107 Sujet 1 : Maîtrise du rejet de polluants et de la contamination des nappes....................................... 108 Caractérisation et cartographie des particules dans les milieux urbains. ...................................................108 Caractérisation et cartographie des particules dans les milieux urbains. ...................................................108 Evaluation de l'impact de la pollution par les métaux lourds sur les sols irrigués par les eaux usées dans la région de Meknès..........................................................................................................................................110 Evaluation de l'impact de la pollution par les métaux lourds sur les sols irrigués par les eaux usées dans la région de Meknès..........................................................................................................................................110 Déchets minéraux.........................................................................................................................................111 Déchets minéraux.........................................................................................................................................111 Poussière des cimentiers :........................................................................................................................111 Poussière des cimentiers :........................................................................................................................111 Déchets de mines.....................................................................................................................................112 Déchets de mines.....................................................................................................................................112 Déchets industriels .......................................................................................................................................113 Déchets industriels .......................................................................................................................................113 Stabilisation des boues d’hydroxydes métalliques is ues de l’industrie des traitements de surface........113 Stabilisation des boues d’hydroxydes métalliques iss sues de l’industrie des traitements de surface........113 Déchet de l’industrie des engrais chimiques............................................................................................114 Déchet de l’industrie des engrais chimiques............................................................................................114 Comportement des polluants dans les sols ...................................................................................................115 Comportement des polluants dans les sols ...................................................................................................115 Sujet 2 – Durabilité des matériaux. Dimensionnement des installations.......................................... 116 Impact de la pollution atmosphérique sur les matériaux du patrimoine bâti...............................................116 Impact de la pollution atmosphérique sur les matériaux du patrimoine bâti...............................................116 Sujet 3 - Transport réactif et expérimentation sur la séquestration du CO2...................................... 118 III.4.H. Thermohydraulique et sécurité industrielle ......................................................................... 123 Sujet 1 : Jets diphasiques liquide-vapeur et « rain-out » .................................................................. 123 Sujet 2 : Méthodes de dimensionnement d’évents de sécurité.......................................................... 126 III.5 Contrats de recherche traités du 1er janvier 2002 au 31 décembre 2005............................... 131 IV. Bilan financier de la période 2002-2005........................................................................................ 134 IV.1 Budget et ressources................................................................................................................... 134 IV.2 Principales acquisitions de matériel.......................................................................................... 135 V. Conclusion............................................................................................................................................ 136 I. Présentation générale du laboratoire I.1 Organisation et historique Le Centre SPIN (Sciences des Processus Industriels et Naturels) est un des six centres de formation et recherche de l’ENSM-SE, le second par sa taille (environ uploads/Industriel/ corrosion-de-materiaux-massifs-sujet-2-pdfdrive.pdf