Description :
Contexte de l’étude :
Ce projet s’attache à l’étude expérimentale multi-échelle de la réponse mécanique de matériaux
multicouches polymères architecturés à façon. En effet, par un procédé de coextrusion couplé à des
multiplicateurs de (re)pliage (cf. Figure 1a), un matériau multi-couches composé de deux polymères
(initialement immiscibles) peut être obtenu avec un contrôle très fin de la taille de couches allant du millimètre (bicouche macroscopique) au nanomètre (millefeuille hautement structuré).
L’objectif ultime est de caractériser et mettre en évidence les effets locaux de confinement mécanique ainsi que l’influence des (nombreuses) interfaces/interphases sur l’amélioration du comportement mécanique macroscopique de l’assemblage multi-(nano)-couches de deux polymères amorphes (ex : PC/PMMA). A travers des outils de caractérisation mécanique et nanomécanique (traction, délamination,
nano-griffe, AFM), de la spectroscopie diélectrique et de la nano-tomographie, on cherchera à décrire au mieux la morphologie, la mobilité moléculaire et le comportement mécanique confiné à cette échelle.
En effet, ce changement d’échelle confère, à même composition, au produit final des propriétés
macroscopiques anisotropes, différentes (mécaniques, barrières, conductivité…) et fortement améliorées par rapport aux systèmes multiphasés équivalents de type mélange. De tels matériaux fonctionnels sont de plus en plus en vogue dans l’industrie (énergie, matériaux intelligents, biomédical, emballage alimentaires,
…) car ils permettent à partir de composants simples (polymère de commodité) de fournir une réponse exacerbée/magnifiée, tout en intégrant une démarche d’éco-conception (utilisation de structures à deux constituants en vue de leur recyclage).
Ce travail sera mené en collaboration avec une équipe du LamCos (UMR 5259) qui se chargera de développer une plateforme de modélisation permettant de reproduire le comportement mécanique multi-échelle et permettra de finaliser la transition d’échelle aux échelles nanoscopiques difficilement caractérisables expérimentalement. La modélisation multi-échelle de ces stratifiés nano-couches permettraient non seulement
de comprendre et valider la contribution des mécanismes locaux identifiés sur la réponse globale mais aussi à l’avenir d’envisager le design « virtuel » top-down de matériaux sur mesure.
[1] Yang Xu, Jingxian Qin, Jiabin Shen, Shaoyun Guo, Khalid Lamnawar, « Scratch behavior and mechanical properties of
alternating multi-layered PMMA/PC materials », Wear (2021), vol. 486-487, 204069.
https://doi.org/10.1016/j.wear.2021...

Profil recherché
Un/e étudiant/e Master 2 ou en dernière année d’école d’ingénieur (bac+5) ayant une formation en science
des matériaux. En particulier, ce/cette dernier/e doit posséder de bonnes bases en mise en oeuvre et
caractérisation mécanique de polymères avec un profil de type « expérimentateur/trice » avec un intérêt
pour les relations structure-propriétés.
Contacts
Xavier MORELLE Khalid LANMAWAR Sébastien Pruvost Abderrahim MAZZOUZ
Mails : xavier.morelle@insa-lyon.fr Téls : +33 (0) 4 72 43 89 40
khalid.lanmawar@insa-lyon.fr +33 (0) 4 72 43 82 25

Reference : Stage Master 2

Date de démarrage : 01 mars 2022

Durée : 6

Contacter :
INSA Lyon-
Prof. Khalid LAMNAWAR
IMP-UMR 5223 INSA Lyon INSA Lyon 17 Avenue J. Capelle 69 621 Villeurbanne Cedex
email : Khalid.lamnawar@insa-lyon.fr
Téléphone : 06 73 80 56 98

Page web : http://www.imp-umr5223.fr/