Instituts de recherche technologique / Instituts pour la transition énergétique

L’écosystème « aéronautique, espace et systèmes embarqués », en Aquitaine, bénéficie des expertises d’un acteur de premier plan : l’Institut de recherche technologique Antoine de Saint-Exupéry, associant 38 partenaires académiques et plus de 80 industriels. Sur deux sites, Toulouse Aerospace et le campus de Bordeaux-Talence d’Arts et Métiers, les équipes s’attachent à développer des technologies de rupture dans trois domaines : les matériaux multifonctionnels à haute performance, l’aéronef plus électrique et les systèmes embarqués.

Impactant à la fois les coûts et les moyens de production, les matériaux représentent un levier d’innovation majeur. Les enjeux de recherche portent sur de nombreux sujets : la performance, les fonctionnalités, la conception, la modélisation et les contraintes environnementales, pour concevoir des matériaux optimisés.

Un espace de 8 400 m2 sur le campus de Bordeaux-Talence

Dans le domaine de l’aéronef plus électrique, le défi consiste à réduire le poids, la taille et le coût des systèmes électriques, tout en garantissant leur robustesse et leur fiabilité et en limitant les risques. Enfin, en ce qui concerne les systèmes embarqués, l’objectif est de développer des technologies améliorant leur autonomie, leur performance, et leurs capacités de communication.

Ces trois champs de recherche sont aujourd’hui explorés par plus de 200 chercheurs, qui s’appuient sur des infrastructures nécessaires à leurs investigations. Depuis 2016, le campus Arts et Métiers de Bordeaux-Talence dispose d’un bâtiment de 8 400 m2 dédié aux travaux de l’IRT Antoine de Saint-Exupéry : il s’agit d’un espace de formation et d’innovation technologique multi-partenarial, dont les premières thématiques de recherche portent sur les matériaux composites à matrice céramique et les assemblages innovants.

L’Institut de recherche technologique Jules Verne, créé en 2012, est dédié au manufacturing, et notamment aux ruptures technologiques dans les procédés de fabrication. Il associe 42 partenaires industriels – groupes internationaux et PME – et 14 partenaires académiques, dont Arts et Métiers.

Les recherches sont conduites dans trois directions : la conception intégrée produit/procédé, les systèmes flexibles et intelligents, et les procédés innovants. Concernant ce dernier point, l’objectif de l’IRT est de mettre au point des technologies de mise en œuvre et d’assemblage de matériaux composites, métalliques et multi-matériaux, ainsi que des éléments connexes (optimisation des outillages, monitoring procédé, contrôle non destructif, recyclage et valorisation).

Transfert de technologie dans le domaine des procédés de fabrication

Si ces travaux sont au cœur de l’activité de l’IRT, ses ambitions vont plus loin. Il s’agit notamment d’exploiter les résultats de recherche par une stratégie de valorisation et de transfert de technologie. L’IRT Jules Verne déploie également une offre de services en direction des entreprises, en lien avec le pôle de compétitivité EMC2. L’Institut se donne aussi pour mission de renforcer l’attractivité des métiers industriels, via son projet de formation Manufacturing Académie.

Les équipes de recherche impliquées dans L’IRT Jules Verne sont principalement concentrées dans les technocampus, des plateformes de recherche technologiques mutualisées : la première, Technocampus Composites, est dédiée à la mise en œuvre de matériaux composites hautes performances ; la seconde, Technocampus Ocean, s’occupe des procédés métalliques et des structures en mer. L’IRT est également implanté sur le campus d’Angers d’Arts et Métiers, qui dispose d’un équipement structurant : un banc d’essai multiaxial, utilisé pour la réalisation d’essais mécaniques de caractérisation sur des structures de grande dimension.

Depuis 2013, l’Institut de recherche technologique M2P (Matériaux, Métallurgie et Procédés) se consacre à l’ensemble de la chaîne de production des matériaux, principalement métalliques. Situé sur le campus de Metz d’Arts et Métiers, il décline ses travaux dans plusieurs directions.

La première concerne l’amélioration des propriétés mécaniques des produits, par la conception et le contrôle des microstructures. Les chercheurs travaillent ainsi sur des sujets variés, depuis l’élaboration de métaux et poudres métalliques jusqu’au recyclage des matériaux de grande diffusion. L’IRT s’attache aussi à améliorer les propriétés des surfaces, sur les plans mécanique et chimique, et à renforcer leur durabilité. Un autre objectif de l’Institut est de concevoir des procédés d’assemblage multi-matériaux, notamment sur les assemblages mécaniques (clouage, vissage, clinchage, rivetage, etc.)

Trois laboratoires d’Arts et Métiers au cœur de l’IRT

Les travaux des équipes s’appuient sur les 11 plateformes technologiques dont s’est doté l’IRT. Développées en collaboration avec ses partenaires industriels, elles répondent à une grande diversité de besoins : l’élaboration de matériaux métalliques, les traitements thermique et thermochimique, la préparation de pièces, la modélisation, ou encore l’analyse du cycle de vie et le recyclage.

L’implication des partenaires, à la fois industriels – plus d’une cinquantaine, de la PME au grand groupe – et académiques – 11 établissements de premier plan –, contribue au dynamisme de l’IRT. Arts et Métiers joue un rôle majeur avec la participation de trois laboratoires : MSMP (Laboratoire Mécanique, Surface, Matériaux et Procédés), LEM3 (Laboratoire d’Étude des Microstructures et de Mécanique des Matériaux) et LCFC (Laboratoire de Conception Fabrication Commande).

La filière bâtiment reste une source importante d’émissions de CO2, et de consommation d’énergies et de déchets. Les défis de la transition énergétique la concernent donc en premier lieu. C’est pour y répondre que l’ITE INEF4 a été lancé en 2014. Cette plateforme interdisciplinaire, associant centres de recherche publics et privés et entreprises, consacre ses activités au secteur de la construction et de la réhabilitation durables.

Plus de 80 entreprises s’y impliquent aujourd’hui, ainsi que plusieurs universités et écoles, dont Arts et Métiers et le laboratoire I2M (Institut de Mécanique et d’Ingénierie), sur le campus de Bordeaux. L’ensemble de ces acteurs travaillent au développement de solutions technologiques, dédiées à la réalisation d’ouvrages durables et performants.

L’innovation au service de la construction durable

Trois objectifs principaux sont privilégiés. Le premier est l’innovation technologique pour des bâtiments bas carbone, en neuf et rénovation ; par exemple, l’intégration de systèmes de production et de récupération d’énergie dans les façades, ou le développement de systèmes constructifs en bois.

Les travaux portent aussi sur la conception numérique intégrée, du bâtiment au quartier ; ils visent notamment l’intégration de critères de performance énergétique, de confort, de qualité et de sécurité, dans les méthodes d’optimisation.

Le troisième axe de recherche concerne les bâtiments et réseaux intelligents. Comment intégrer les aspects humains et sociaux, de confort et de santé dans la conception des systèmes technologiques, des bâtiments et des quartiers ? Quelles solutions innovantes peuvent être proposées pour piloter des bâtiments et réseaux d’énergie à haute performance d’usage ? Autant d’enjeux essentiels auxquels l’ITE INEF4 ambitionne de répondre.