Les matériaux innovants et la fabrication avancée
Nos équipes de recherche analysent, conçoivent, transforment, produisent et testent des technologies composées de matériaux optimisant leur performance, leur durabilité, leur rentabilité et leur capacité de revalorisation, et ce, de façon qu’elles aient une incidence positive sur l’environnement.
Utilisés pour les outils de transformation ou pour la production de produits finis, ces matériaux sont plus robustes, résistants, légers, propres et recyclables. Plusieurs secteurs industriels peuvent bénéficier de ces matériaux qui s’intègrent dans une perspective de développement durable, notamment ceux du transport et de la santé. Nos équipes de recherche s’efforcent constamment de rendre les matériaux intelligents en recourant à des technologies émergentes.
Les axes de recherche en matériaux et fabrication
À l’ÉTS, plus de 50 chercheurs spécialisés en génie physique, génie chimique, génie des matériaux, génie mécanique, génie électrique et génie de la construction mènent des activités de recherche dans le domaine des matériaux.
Les principaux axes stratégiques portent sur :
- la conception intelligente de matériaux traditionnels en se basant sur des concepts fondamentaux et en utilisant des outils comme la modélisation et la simulation;
- le développement de nouvelles classes de matériaux comme le graphène, les matériaux quantiques et nanocomposites;
- le développement de matériaux pour le secteur biomédical;
- l’optimisation des procédés traditionnels de fabrication en vue de leur efficacité et du respect de l’environnement;
- le développement de nouveaux procédés de fabrication tels que la fabrication additive et l’électrofilage;
- la miniaturisation des procédés de fabrication (micro-fabrication);
- la fabrication virtuelle;
- l’impression 3D;
- l’intégration des étapes de développement de matériaux et de procédés de fabrication dans la démarche générale de développement de produit.
Les équipements et les infrastructures de pointe
Reposant sur un concept de laboratoires ouvert destiné à des usagers internes et externes, l’infrastructure de recherche sur les matériaux composites, les technologies avancées de mise en forme, de moulage des poudres et d’assemblage des alliages à haute résistance mécanique, sert à fabriquer des matériaux qui contribueront au virage vert de l’aéronautique, de l’énergie et de l’industrie biomédicale. Cette infrastructure intègre toute la chaîne de fabrication et les équipements avancés de caractérisation, dont des microscopes électroniques à effet de champ pourvus de caractéristiques uniques et un appareil de cartographie tomographique en 3D de la structure des matériaux.
Le secteur des matériaux et de la fabrication au Québec
Au Québec, l’écosystème des matériaux avancés et de la fabrication est relativement jeune et regroupe majoritairement des PME. Cependant, peu d’entre elles se consacrent à la R-D, et ce, même si les applications découlant des matériaux et de la fabrication couvrent plusieurs domaines dont l’énergie, l’aérospatiale et la santé. La stratégie consiste donc à travailler sur l’ensemble de la chaîne de valeur, c’est-à-dire les matières premières, la transformation et les applications, pour réaliser des projets à forte valeur ajoutée.
Bien que le Québec soit dynamique dans l’offre de service en fabrication additive, il est peu actif en ce qui concerne la production des équipements et du développement des logiciels qui peuvent la soutenir. De plus, le secteur de l’aéronautique a notamment incité les PME à innover pour offrir des pièces à haute valeur ajoutée. Il en va de même dans le secteur des transports.
Enfin, parmi les entreprises québécoises qui produisent des composantes nanotechnologiques, plusieurs éprouvent des difficultés à trouver des applications pouvant répondre aux besoins immédiats du marché. Des projets ayant une plus grande maturité technologique gagneraient à être commercialisés.
Chaires et unités de recherche liées aux matériaux innovants et à la fabrication avancée
- Chaire de recherche du Canada en cryptage spatiotemporel de la lumière térahertz assisté par une méthode computationnelle
- Chaire de recherche du Canada sur les matériaux et composants optoélectroniques hybrides imprimables
- Chaire de recherche du Canada sur les matériaux de construction multifonctionnels durables
- Chaire de recherche ArianeGroup sur les matériaux émergents dans le domaine de l'aéronautique et du spatial
- Chaire de recherche Finkl Steel en technologies de mise en forme des alliages à haute résistance mécanique
- Chaire de recherche en génie Marcelle-Gauvreau sur les matériaux composites respectueux de l’environnement
- CERIEC – Centre d'études et de recherches intersectorielles en économie circulaire
- CoRo – Laboratoire de commande et de robotique
- DRSR – Équipe de développement et recherche en structures et réhabilitation
- DYNAMO – Équipe de recherche en dynamique des machines, des structures et des procédés
- GRAM – Groupe de recherche en acoustique à Montréal
- LACIME – Laboratoire de communications et d'intégration de la microélectronique
- LAMSI – Laboratoire sur les alliages à mémoire et les systèmes intelligents
- LaRTIC – Laboratoire de recherche sur les technologies de l’information dans la construction
- LCMB – Laboratoire sur les chaussées et matériaux bitumineux
- LIPEC – Laboratoire d'ingénierie des polymères et composites
- LIPPS – Laboratoire d'ingénierie des produits, procédés et systèmes
- LOFPA – Laboratoire d’optimisation des procédés de fabrication avancés
- POLYMERETS – Laboratoire de rhéologie et physique des polymères
- PULÉTS – Laboratoire de la piézoélectricité et des technologies ultrasonores
- NUMÉRIX – Laboratoire de recherche sur l’ingénierie des organisations dans un contexte d’entreprise numérique
Avec notre niveau de consommation, les impératifs économiques et environnementaux et les possibilités technologiques désormais offertes, la demande en nouveaux matériaux ne fait que croître. Nicole Demarquette, professeure au Département de génie mécanique, en invente.
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À l’heure où la corrosion des pipelines inquiète tant sur le plan environnemental que sur celui de la sécurité, les ondes ultrasonores guidées et leurs applications dans le domaine industriel s'avèrent précieuses. Leur faible empreinte écologique et leur faible coût en font une technologie très intéressante. Toutefois, leur utilisation est complexe et la modélisation est nécessaire : le professeur Bélanger et ses équipes tentent de résoudre cette problématique.
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