Les activités de cet axe se concentrent sur les domaines des procédés d’élaboration, de mise en forme et de transformation des matériaux, en se focalisant sur l’étude des interactions/relations entre les procédés, les structures et les propriétés des matériaux.

L’approche de cet axe est intégrée allant de l’élaboration, en passant par l’étude des évolutions microstructurales (durant les étapes de mise en forme, de consolidation et/ou en service) jusqu’à la caractérisation des propriétés finales. Le matériau et ses propriétés étant indissociables des procédés qui ont servi à l’élaborer, à le mettre en forme, à le transformer et à l’assembler en la pièce qu’il constitue, il s’agit par conséquent de développer une nouvelle génération de matériaux à travers un travail en amont sur les procédés d’élaboration, conduisant en aval à une fiabilité des performances et/ou des durées de vie améliorées dans des conditions d’utilisation particulières (très hautes températures, contraintes mécaniques élevées, milieux alcalins, irradiation …).

La finalité d’ensemble des études est le gain de performances par la mise en œuvre, en association, de moyens multi-échelles expérimentaux et de calculs de nouvelle génération (voir axe transverse ‘modélisation et simulation, approches multi-échelles, prévision du comportement’). Les céramiques, verres, ciments et sels fondus en incluant les systèmes hors équilibre occupent une large place des matériaux concernés. L’ensemble est abordé dans une démarche pluridisciplinaire dans laquelle tous les phénomènes et leurs couplages sont étudiés en lien avec les 2 axes transverses.

Objectifs principaux

– Développer, étudier, mettre au point et optimiser des procédés d’élaboration et de transformation de matériaux  (généralement massifs (par opposition aux films & couches minces)) à caractéristiques physico-chimiques maîtrisées (composition, texture, structure, …)

– Maitriser les procédés de mise en forme (e.g., impression 3D) et de frittage (e.g., SPS, GPS, …)

– Comprendre les mécanismes, les phénomènes physico-chimiques et l’évolution des caractéristiques structurales (e.g., transition de phase, structure locale, ordre-désordre, métastabilité, …) mis en œuvre lors de la préparation des matériaux

– Contrôler les paramètres opératoires associés aux procédés d’élaboration et de transformation

– Mettre en œuvre des techniques de caractérisation expérimentales multi-échelles et des analyses in situ voire operando

– Évaluation des dommages d’irradiation des matériaux: Interactions de particules chargées (électrons, ions), …

– Ingénierie des biomatériaux: interaction avec le vivant, expérimentation reproduisant des phénomènes in-vivo, …

– Etude du couplage procédés-structure/microstructure-propriétés pour l’amélioration de la performance des matériaux