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UMR 7563
Fabrice Lemoine
Professeur à l’Université de Lorraine
Directeur du LEMTA
Laboratoire d’Energétique et de Mécanique
Théorique et Appliquée
Enseignants-Chercheurs; 66
Chercheurs CNRS; 7
ITA/BIATSS; 29
Doctorants; 60
Post-doctorants; 10
Total : 172 + environs 30 stagiaires et invités/an
PERSONNELS
(au 1er janvier 2018)
BUDGET
Total : 2,7 M€
Dotations de base17%
Projets des tutelles9%
Coollectivités territoriales
6%
ANR - ADEME35%
Industrie+EPICs28%
Europe2%
Autres3%
(dont infrastructure)
(Carnot, CNRS, CS UL)
Exercice 2015
QUATRE IMPLANTATIONS GÉOGRAPHIQUES
Site ESSTINVandoeuvre-lès-Nancy
Site ENSEMVandoeuvre-lès-Nancy
Site ENSGVandoeuvre-lès-Nancy
Site Fac des SciencesCampus Victor Grignard
Vandoeuvre-lès-Nancy
TROIS GROUPES DE RECHERCHE
MILIEUX FLUIDES,
RHEOPHYSIQUE
HYDRODYNAMIQUE
MÉCANIQUE DES FLUIDES COMPLEXES
GOUTTELETTES ET SPRAYS EN MILIEU CHAUD
OU RÉACTIF RHEOLOGIE DES POLYMÈRES
THERMIQUE AUX PETITES ECHELLES, INGENIERIE DES
PHONONS
MILIEUX POREUX, MECANIQUE DES SOLS, GEOTECHNIQUE
INCENDIES
HYDROGÈNE, PILES A COMBUSTIBLE, SYSTÈME
ELECTROCHIMIQUES
ENERGIE ELECTRIQUE, MICRO-RESEAUX MULTI-VECTEURS,
ELECTRONIQUE DE PUISSANCE
CHALEUR, THERMIQUE DES MATERIAUX AUX GRANDS
SYSTEMES
ÉNERGIE
& TRANSFERTS
VECTEURS
ENERGETIQUES
"Caractérisation de matériaux solides anisotropes et de verres liquides de 20°C à 1400°C (Atm) et 1600°C (Vide)"
Laser CO2(Interrupteur électro-optique)
Caméra infrarouge matricielle
Four Tubulaire Haute Température (Max 1800 °C)
Pompe à vide
Support en céramique et hublots en ZnSe (transparent [0.6-22 µm])
rele
ce
r1l1
c1 DC/AC PMSM
r2l2
c2 DC/DC
DC/DC
Reversible Load
DC/DC + Super-Capacitor
DC/DC + Resistive Load
Mecanical load
Inverter+PMSM
Ve
Dsc
D2
D1rele
ce
r1l1
c1 DC/AC PMSM
r2l2
c2
DC/DC
Reversible Load
DC/DC + Super-Capacitor
Mecanical load
Inverter+PMSM
Ve
Dsc
D2
D1
r3l3
c3
DC/AC PMSM
Mecanical load
Inverter+PMSM
CINQ SERVICES COMMUNS
Administration
& finances
Informatique
& calcul
Électronique
& instrumentation
Conception
& mécaniqueLogistique
& gestion de projets
PLATE-FORMES TECHNOLOGIQUES
Caractérisation thermique des matériaux
Caractérisation mécanique
Métrologie fluide
IRM pour l’ingénierie
Pile à combustible
Rhéométrie – Fluides complexes
PROMETHEI, ATHENAI - Incendies
Mécanique des sols
Micro-réseaux
Méso-centre EXPLORE
FUEL CELL PLATFORM
Design and construction of MEA – Characterization of materials and components
Instrument : NMR - MRI
Instrumented cells (transitory operation) Inovative architectures
~500 µm
~125 µm = 1 membrane
- Transport properties
of membranes
- Coupling chemistry,
mechanics and electricity
Lifetime of
Fuels cells
Thermal management
Functionalised carbon
Supercap hybridation
FIRE TESTING PLATFORM PROMETHEI*
350 m2 of testing platform
Tiltable burning tables
Fire windtunnel with high flowrate
FLAME FRONT PROPAGATION : STEREOSCOPIC VIZUALIZATION
VELOCITY FIELD MEASUREMENT (CONVECTIVE TRANSFER) : LARGE FIELD PIV
COUPLING WITH RADIATIVE TRANSFERS : MULTISPECTRAL THERMOGRAPHY
COOPERATIONS
PROJECTS
IUSTI - M2P2 (MARSEILLE) - SPE (CORTE) - SDIS LORRAINE - P’ (POITIERS) - CORIA (ROUEN) > GDR « FEUX »
UNIVERSITÉ DE COIMBRA
* Plate-forme de Recherche Opérationnelle et de MÉtrologie THermique dédiée aux Essais Incendies
FUNDING
THERMAL CHARACTERIZATION (INSULATION)
Caracterization of radiative properties from IR to UV, from 4 K to 2000 K
of fibrous and diffusing media
Characterization of the thermophysical properties of insulating and super-
insulating materials: thermal conductivity, thermal capacity
Porous media characterization, permeability (effect of humidity)
Applications : fibrous insulating materials (wood fibers), silicon aerogels,
organic aerogels
2,5 µm 250 µm
Wood fibers
l=0,028 W/m/K
Radiative properties Porosity Thermophysical properties
THERMAL CHARACTERIZATION (HT)
Applications :
- Metallurgy
(Lorraine project)
- Aeronautics
- Glass industry
- Nuclear
- Nuclear fusion
- Concentrated solar power
Characterization of the 3D thermophysical properties 3D using multipsectral thermography
(high temperatures)
- Non-isotropic materials
- Multimaterials
- Composites
- Thin films(carbon-graphite – Tungsten – Nickel – Copper – Silicon carbide)
"Caractérisation de matériaux solides anisotropes et de verres liquides de 20°C à 1400°C (Atm) et 1600°C (Vide)"
Laser CO2(Interrupteur électro-optique)
Caméra infrarouge matricielle
Four Tubulaire Haute Température (Max 1800 °C)
Pompe à vide
Support en céramique et hublots en ZnSe (transparent [0.6-22 µm])
MRI for engineering
NMR/MRI to serve engineering
RHEOLOGY
POROUS MEDIA
MIXING
MEMBRANES FOR ENERGY
APPLICATIONS
OBJECTIVES
Mini fuel cell under operation
Biospec IRM
100 MHz
2,3 T
Minispec
RMN à 20 MHz
0,47 T
Micro-imaging device
Wide bore
600 MHz
14 T
Eau
Huile
Coupled velocity + temperature
Source de chaleur fatale ou ambiante
Production thermique
Gaz
Biomasse
H2
Réseau de chaleur
Production électrique
Pompe à chaleur
Micro-réseaux électrique
Electrolyseur
Réseau de gaz
Cogénération
Stockage thermique
CHALEUR
ÉLECTRICITÉ GAZ
CH4C02
Gaz
Biomasse
Pile à combustible
H2
H2
• Conception• Pilotage• Optimisation
MICRO-RESEAUX MULTI-VECTEURS
Hydrogène
ChaleurElectricité
Micro-réseaux multi-sources multi-vecteurs
Fluorescence induite par laser
RMN/IRM
Grands instruments
Rhéo-optique
Thermographie infrarouge
PIV
Mesures de champsMesures structurales(milieux transparents
et opaques)
DES METROLOGIES INNOVANTES
L’ÉNERGIE : UNE THÉMATIQUE MAJEURE
Domaine Problématiques adressés Thématiques LEMTA
CONVERSION DEL’ÉNERGIE
Système thermiques, thermodynamiques Evaporation de gouttes de combustible
Thermique Thermodynamique Transferts couplés Mécanique des fluides
RECUPERATION, GESTION DE LACHALEUR, EFFICACITE
Dissipation de hauts flux thermiques par sprays Thermoélectricité, ingénierie des phonons Absorbeurs de chaleur haute température Caractérisation thermique des matériaux (super)-isolants Thermique et optique des matériaux pour les procédés
• Thermique (tr. conductifs & radiatifs)• Transferts couplés• Thermique aux petites échelles• Mécanique des fluides• Mécanique des matériaux
USAGE DU SOUS SOL Géothermie basse énergie Stockage de gaz et exploitation: gaz de houille, hydrocarbures, hydrogène
Milieux poreux Transferts couplés Mécanique des fluides
SURETE NUCLEAIRE Accident par perte de réfrigérant Interaction corium-eau Biofilms Confinement des déchets nucléaire (argiles)
Mécanique des fluides Transferts couplés
HYDROGENE ENERGIE Piles à combustible Électrolyseurs Systèmes électrochimiques Filière hydrogène
Milieux poreux Transferts couplés Electrochimie
Le LEMTA est un acteur majeur du projet LUE « Lorraine Université Excellence »
Initiative : Science , Innovation, Territoire et Economie, I-SITE
L’un des dispositifs de l’initiative d’excellence française visant à identifier 10 campus de rang mondial.
LORRAINE UNIVERSITE D’EXCELLENCE
Présence du LEMTA dans deux projets Impact ULHyS : University of Lorraine Hydrogen Sciences and Technologies – Coordination. N4S : Nanomaterials for smart sensors – Participation.
Nanomaterials for smart sensors
Partenaires
Elabora on Characteriza ons Valoriza on Transfer
Opto-electronic
andphotonic
Magne smand
Spintronic
Piezo-electricandacous c
LowdimensionElectronic
nano-materialsFabrica on
Nano-structura ons
StructuralCharacteriza ons
surfaces–interfacesCharacteriza ons
Opto-electronicsCharacteriza ons
Magne cCharacteriza ons
nano-materialsmodeling
TechnologicalTransfer
Educa on
Nano-materials&Society
Objectives: Create a network to• Promote academic excellence at the very best international level in the field of Nanomaterials• Build Industrial Partnership in the field of Sensors• Promote education of the next generation of scientists, engineers and technicians in nanoscience and nanotechnologies.
4 thèmes de recherches
10 centres de compétence
Piles
Micro-réseau
Electrolyseur
SMR sur site
Photolyse
Bio-H2
Biomasse
Utilisateur
Economie
Territoire
Génie des procédés
Génie électrique
Automatique
Matériaux
Economie
Ergonomie
Génie industriel
Electrochimie
Transferts
Stockage
Production Utilisation
Domaines scientifiques
« Approche systémique de la filière hydrogène en connectant les savoirs »
Plus de 30 permanents, 10 laboratoires UL
Création d’un Institut de Recherche et de Formation sur l’Hydrogène, développement de partenariats forts avec l’industrie
Formation Master : management des vecteurs énergétiques
ULHyS
• 14 coopérations internationales pérennes (co-publications ou séjours) • Accords formalisés : PICS Tunisie, PHC Polonium, COFECUB Brésil, AI franco-turque• Mobilité entrante : 6 séjours scientifiques au LEMTA > 1 mois• Mobilité sortante : 10 séjours scientifiques dans un laboratoire étranger > 2 mois• 30 % des publications co-signées avec une institution européenne ou internationale
USA-Los AlamosPiles à combustible5 co-publications
Canada(Saskatchewan, BC)
Mécanique des tissus mous
5 co-publications, séjours
Brésil, LNCCMilieux poreux, argiles
4 co-publications, séjours
UK, U. BrightonGouttes et sprays4 co-publications
RoumaniePolytechnique BucarestSystèmes énergétiques,
10 co-publications, séjours
Japon, U. KyotoCalcul des phonons6 co-publications,
séjours
POSITION INTERNATIONALE
GrèceDemokritos (TEI), Athènes3 co-publications séjours,
ERASMUS
20
PRINCIPAUX PARTENAIRES INDUSTRIELS
Grands groupes
PME/ETI Etablissements nationaux