Le Mot du Directeur

Vidéo de présentation
Vidéo PRésentation du LEMTA

Une vocation pluridisciplinaire au service des Sciences pour l'Ingénieur

Unité Mixte de Recherche de l'Université de Lorraine et du CNRS, le LEMTA (Laboratoire d'Energétique et de Mécanique Théorique et Appliquée, UMR 7563), concentre ses recherches autour de la Mécanique et de l'Energie et compte parmi les 5 laboratoires de la Fédération de Recherche Jacques Villermaux pour la Mécanique, l'Energie et les Procédés. Les activités de recherche s'articulent autour de la mécanique des fluides, de l'énergie, des transferts thermiques et de la mécanique du solide et des structures. Organisé en trois groupes de recherche (Milieux fluides, réactifs, multiphasiques ; Mécanique des matériaux et structures ; Energie et transferts) le Laboratoire contribue à créer des connaissances nouvelles dans le domaine des sciences pour l'ingénieur. Ces recherches sont mises en œuvre par près de 80 chercheurs et enseignants-chercheurs, 25 personnels administratifs et techniques répartis dans des services communs d'appui à la recherche (finances & administration, mécanique, électronique & instrumentation, informatique & calcul), 65 doctorants et post-doctorants.

Un équilibre entre recherche fondamentale et recherche finalisée au service des grands défis du 21ème siècle

Les activités du LEMTA sont assez équilibrées entre recherche fondamentale et recherche finalisée et ont vocation à répondre aux grandes préoccupations du 21ème siècle :

  • Consacrer un effort de recherche significatif afin de proposer une énergie propre et efficace pour assurer la transition énergétique

Créer et mobiliser les connaissances et concepts de base nécessaires aux systèmes de production et de transformation de l'énergie, tout en permettant son utilisation efficace, est l'un des objectifs majeurs du LEMTA. Le LEMTA s'investit ainsi dans les domaines suivants : la caractérisation thermique des matériaux (à haute température pour les procédés chauds et à température ambiante pour les matériaux isolants et super-isolants), la filière énergie-hydrogène (stockage souterrain, piles à combustible à membrane), la récupération assistée du pétrole et du gaz, les transferts thermiques aux nano-échelles appliqués à la conversion thermoélectrique, les systèmes thermodynamiques, le refroidissement efficace des surfaces par spray, l'évaporation des combustibles liquides, les milieux poreux pour le confinement des déchets nucléaires à longue vie, la géothermie de surface, l'amélioration des échanges thermiques, ...

  • Répondre à des préoccupations sociétales et environnementales majeures

Le LEMTA contribue également à la création des connaissances scientifiques indispensables pour répondre à de grands défis sociétaux ou environnementaux. Tout d'abord, l'ingénierie tissulaire a pour objectif le développement de bio substituts implantables du ligament ou encore du cartilage ou d'autres tissus du corps humain. Il s'agit là d'un domaine pluridisciplinaire par excellence, nécessitant une forte synergie entre plusieurs acteurs nancéens aux spécialités diverses (biologie cellulaire, polymères, culture cellulaire, modélisation et expérimentation biomécanique, recherche clinique). Sur un autre volet, l'étude de la propagation des incendies (dans les bâtiments, mais aussi en lien avec les problèmes de stockage de combustible) et plus particulièrement, des incendies de forêt, fait également partie des activités reconnues du LEMTA, combinant modélisation, simulation numérique et expérimentation sur une toute nouvelle plate-forme d'essais à une échelle intermédiaire.

  • Comprendre le comportement des matériaux complexes (solides ou fluides) dans les procédés et les systèmes

La compréhension du comportement (mécanique en particulier) des matériaux complexes dans les procédés industriels et les systèmes est également un enjeu majeur. En ce qui concerne les matériaux solides, le LEMTA développe des recherches dans le domaine  de la mécanique et la thermomécanique des polymères solides, de la mécanique des matériaux adaptatifs (alliages à mémoire de forme, ferroélectriques, piézoélectriques), avec notamment des applications à la récupération de l'énergie thermique à basse température, à des techniques de fabrication mécanique et de mise en forme des matériaux complexes. Pour les matériaux fluides, les recherches concernant la physique et la mécanique de fluides complexes sont très actives : structurés à la nano-échelle, ces fluides interviennent dans de nombreux procédés industriels, processus naturels et sont utilisés dans la vie quotidienne. Leur étude est donc de première importance avec des applications dans le domaine de la géophysique, des procédés de transformation des produits alimentaires, du génie pétrolier ou de la fabrication du papier. Les activités du LEMTA couvrent la recherche du lien entre la nanostructure et les propriétés mécaniques sous écoulement et/ou contraintes, la modélisation de la dynamique et simulation numérique de ces fluides en écoulement.

Des équipements de pointes au service de la recherche

L'ensemble de ces thématiques s'appuie sur des plates-formes technologiques de premier plan et le développement de techniques de mesure particulièrement innovantes. Par exemple, la plate-forme d'imagerie par résonnance magnétique nucléaire (IRM), technique traditionnellement utilisée dans le domaine médical, est exploitée pour l'analyse quantitative d'écoulements en milieux opaques, comme les milieux poreux ou les écoulements complexes en milieu confiné. L'utilisation de techniques non-intrusives sophistiquées commerciales (PIV, thermographie infrarouge, vélocimétrie laser) ou développées au Laboratoire (fluorescence induite par laser, rhéo-optique, diffusion de la lumière, thermographie multispectrale pour les hautes températures) constituent résolument un point fort du Laboratoire. Neuf plates-formes technologiques permettent de structurer les moyens expérimentaux de premier plan du Laboratoire (caractérisation thermique des matériaux, transferts radiatifs, rhéométrie, métrologie fluide, feux et incendies, RMN/IRM, mécanique des sols, caractérisation mécanique, pile à combustible). Par ailleurs, l'utilisation de clusters, partagés avec d'autres laboratoires lorrains, permet de conforter les moyens en calcul intensif.

Un laboratoire ouvert aux coopérations avec le monde industriel et à l'international

Le LEMTA collabore avec de nombreux partenaires institutionnels, centres de recherche et industriels. Parmi ses partenaires institutionnels privilégiés, on peut citer l'ONERA, le CEA, le CSTB, l'INRS (avec ce dernier établissement nous partageons deux thématiques mixtes de recherche). Le LEMTA participe ou coordonne de nombreux programmes de l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) et collabore avec de grands noms de l'industrie : ArcelorMittal, AIR LIQUIDE, AREVA-Hydrogène, EDF, AIRBUS, Schlumberger, TOTAL General Electric, Schneider Electric, SAINT-GOBAIN, Valeo, Vallourec ou encore DANTEC DYNAMICS, ...

Ouvert sur le plan international, le Laboratoire est impliqué dans de nombreuses coopérations avec des laboratoires européens ou mondiaux, Le LEMTA est actif dans deux programmes conjoints de l'Alliance Européenne sur la Recherche en Energie (EERA), l'un concernant les matériaux et procédés pour les applications à l'énergie (AMPEA), l'autre sur les piles à combustible et l'hydrogène. En outre, le Laboratoire a très fortement contribué à la fondation du Centre Franco-Kazakhstanais de Géo-énergies.

Fabrice Lemoine, Directeur du LEMTA