Axes de recherche

Les matériaux sont à la base de toutes les mutations technologiques que nous connaissons. En effet, tous les équipements modernes (bâtiments, machines, ordinateurs, véhicules, avions, équipements électroniques,…) ne seraient pas possibles sans la maîtrise et le développement de matériaux nouveaux. Les besoins humains ont nécessité une mise au point continue de nouvelles nuances ce qui a engendré, ces dernières années «la fonctionnalisation des matériaux».

En général, les matériaux sont subdivisés en trois grandes familles: Les métaux, les céramiques et les polymères. Pour optimiser les performances de ces matériaux, une quatrième famille (composites) découle de la combinaison de deux matériaux ou plus.

Avant d’être un produit fini, prêt à l’utilisation, un matériau suit les étapes suivantes : Synthèse- élaboration- caractérisation. La science et le génie des matériaux est un carrefour ou se rencontre plusieurs spécialités.

Dans notre unité de recherche, nous abordons les matériaux selon :

Les différents aspects (pulvérulents, massifs, couches minces),
Les différentes étapes de leurs cycle de fabrication (élaboration, analyses, traitements, …..),
A différents niveaux (microstructure, nanostructure, structure atomique, …….)
Les différentes nuances (polymères, métaux, verres, céramiques et composites).

L’unité matériaux émergents (URME) a pour vocation de fédérer des acteurs scientifiques, de différents domaines tels que: la science des matériaux, le génie des procédés, la caractérisation physico-chimique, autour d’un objectif commun qui est le développement de nouveaux matériaux ayant des performances pouvant les destiner à des applications nouvelles.

Nous visons une synergie forte entre la recherche technologique et l’industrie. Les enjeux scientifiques et technologiques et la possibilité d’ouverture de perspectives de développement de cette branche sont des objectifs de grande importance.

Nous nous intéressons aux fonctionnalités des matériaux, aux caractères innovants des procédés d’élaboration et de mise en forme et la promotion de sujets émergents.

Notre unité a une triple mission:

Appui aux formations (masters et doctorants)
Recherche appliquée (innovation et développement)
Etudes et expertises (Elaboration, analyse et caractérisation des matériaux, procédés technologiques, …..).

Les thèmes de recherche développés par les différentes équipes de recherche sont comme suit :

Equipe 1 : MATERIAUX POLYMERES MULTIPHASIQUES

Les activités de l’équipe est la recherche de nouveaux matériaux composites et nano composites. Ces derniers sont basés sur des matrices thermoplastiques (PP, PE…) et des renforts à l’échelle micro et nanométrique aussi bien inorganiques et issu de ressources végétales. L’intérêt de ces études est la réalisation de structures imposées avec des propriétés contrôlées en utilisant des méthodes conventionnelles et développé par Pr. BOUHELAL qui est RXR. Au cours des travaux une modification de l’interface s’impose en utilisant des agents de modifications et des traitements de surfaces de telles sorte à corriger les défauts des matériaux élaborés, perfectionner les propriétés ou ajouter de nouvelles. En effet ceci se concrétise par l’évaluation des diverses propriétés des matériaux suivant les applications. En plus de ça, l’équipe s’intéresse à l’étude de la durabilité de ces matériaux qui présentent de meilleures propriétés dans différents environnements en particulier vis-à-vis du vieillissement naturel et accéléré. Un nouvel axe est lancé qui s’intéresse à l’étude de la durabilité de Géo-membranes commerciales à base de matrice PE. Le vieillissement s’effectuera dans des milieux différents suivant leur réel environnement d’utilisation. L’effet de l’épaisseur, Température, PH, etc., seront étudiées. Les relations entre les propriétés et la structure ainsi que l’état de dégradation vont être développé pour pouvoir modéliser les comportements de ces matériaux et envisagé des solutions pour les cas réels.

Equipe 2 : VALORISATION DES POLYMERES

L’activité scientifique principale de l’équipe de recherche consiste à améliorer des propriétés d’usage et plus particulièrement les propriétés physico-chimiques des mélanges vierges, d’élastomères thermoplastiques ou de polymères recyclés. La compatibilisation des mélanges de polymères ou encore l’élaboration des composites ou nanocomposites sont potentiellement les solutions choisies dans le cadre de nos travaux en vues de mettre en œuvre de nouveaux matériaux aux propriétés très spécifiques.
Le groupe de valorisation des polymères a pour objectif de développer de nouveaux procédés de synthèse des agents compatibilisants et de traitement de surface des charges destinées à être incorporer dans différents milieux polymériques. L’orientation du groupe consiste en plus à développer des modifications de surfaces des poudres nanométriques incluant aussi bien les formes sphériques que les formes plaquettaires. Le groupe est très impliqué aussi dans le développement de nouvelles formulations pour des applications nanotechnologiques. Il est actuellement primordial de considérer non seulement les défis scientifiques et techniques mais aussi les bénéfices potentiels de ces nouveaux matériaux sur les plans économiques, environnemental (recyclage) et social…
Notre groupe de recherche est aussi impliqué dans le développement de nouveaux compatibilisants polymériques et ainsi de nouveaux matériaux de performances améliorées. Nos travaux sont axés aussi sur la transformation et la mise en œuvre de ces nouveaux matériaux. L’axe numéro 1 de l’équipe se concentre sur l’élaboration des polymères polyphasés et leurs compatibilisation. Il est clair que les polymères pris individuellement ne suffisent pas pour répondre aux exigences des demandeurs. Pour répondre aux besoins de matériaux à propriétés multidisciplinaire, il est important de penser à combiner ou à modifier les polymères déjà existants. En effet, es mélanges peuvent constituer aussi une voie profitable pour le recyclage des polymères. Ce thème peut répondre aux besoins croissants de la société en matériaux pourront remplir certaines exigences fonctionnelles, mais surtout entretenir l’environnement en réduisant les déchets.
L’axe numéro 2 de l’équipe se concentre sur les matériaux composites et nanocomposites. Ce thème peut répondre aux besoins de la société en matériaux performants pour des applications spécifiques, mais surtout économique.

Equipe 3: CERAMIQUES AVANCEES

Les céramiques techniques sont des matériaux à hautes performances. Grâce à leurs propriétés très attirantes, elles sont devenues indispensables dans de nombreuses applications industrielles et en technologie de pointe. Notre équipe de recherche : céramiques avancées, s’intéresse à cette famille de matériaux. Nous nous intéressons à la synthèse et la caractérisation de céramiques techniques thermomécaniques (Spinelle, alumine, Mullite, zircon, zircone…), à l’étude et le développement de liants minéraux à partir de matières premières locales, pour certaines applications spécifiques (plâtres médicaux, ciments réfractaires…)
Nous nous intéressons, aussi, au développement de céramiques nano-structurées pour des applications optiques (céramiques transparentes frittées SPS : spinelle, alumine…).
L’étude des propriétés thermomécaniques des matériaux telles que le comportement mécanique à chaud, le fluage à haute température, le choc thermique, … et la simulation ainsi que la modélisation des résultats expérimentaux font aussi l’objet des recherches menées dans notre équipe.

Equipe 4: VERRES FONCTIONNELS

1)Verres et Vitrocéramiques
Cette thématique de recherche sera consacrée principalement à l’élaboration et à la caractérisation de verres et de vitrocéramiques transparents dans le visible et l’infrarouge. Cette thématique sera développée avec des collaborations nationales et/ou internationales et des partenaires académiques et/ou industriels.
2) Revêtements fonctionnels et ingénierie des surfaces
La stratégie est de comprendre le fonctionnement en termes des mécanismes physico-chimiques afin de définir des cibles pour la conception des nouveaux revêtements et traitements de surfaces. La recherche sera orientée sur deux grands axes :
a) Le contrôle de la croissance des couches minces, d’oxydes, de polymères, des nanoparticules et des nanostructures, ainsi que sur l’analyse de leurs propriétés physiques.
b) L'ingénierie de surface et d'interface, ainsi que sur la métrologie des propriétés des revêtements pour leurs applications dans des domaines (optique, photonique, optoélectronique, …).
3) Couches minces pour le photovoltaïque
Cette thématique sera réservée aux axes suivants :
- mis en œuvre pour la conception des cellules photovoltaïques organiques à base de polymères.
- conception et réalisation de cellules : à base de silicium amorphe (a-SI) et autres.
- Caractérisation des couches minces réalisées (AFM, STM, Raman, XPS...)
- Cette thématique sera développée avec des collaborations internationales.

Equipe 5 : MODELISATION ET SIMULATION DES MATERIAUX SOLIDES

Pour une compréhension fondamentale des propriétés physico-chimiques des matériaux solides, les théoriciens ont développé des méthodes de calcul très rigoureuses et plus sophistiquées dites ab-initio, basées sur la théorie quantique fondamentale, et qui ne partent que des constantes physiques fondamentales. Ces méthodes sont requises à l’heure actuelle en vue de deux objectifs principaux : premièrement, la possibilité de savoir à quel point la théorie décrit-elle fidèlement les faits expérimentaux bien établis et deuxièmement, le calcul des propriétés des matériaux et de certains effets difficiles ou impossibles de déterminer par voie expérimentale.
Notre équipe va utiliser des méthodes de simulation, de modélisation et de calcul ab initio pour l’étude :
- des propriétés structurales ;
- des propriétés électroniques ;
- des propriétés magnétiques ;
- des propriétés optiques ;
- des propriétés mécaniques
- des propriétés thermodynamiques des matériaux solides.

Equipe 6: TRANSFORMATIONS DE PHASES ET SOUDAGE DES ALLIAGES METALLIQUES

Les matériaux en général et les métaux en particulier constituent un rôle important pour tout développement industriel ou progrès technologique. Les pays industrialisés considèrent le développement de matériaux nouveaux et meilleurs comme une technologie stratégique et porteuse ; de fait elle est susceptible de stimuler l’innovation dans les secteurs technologiques, en permettant de concevoir de structures des supports, des moteurs, des équipements de stockage de l’énergie, et bien d’autres nouvelles applications. Tout cela nécessite entre autre, une connaissance approfondie de la théorie des transformations de phases et des propriétés qui en découlent. On doit donc avoir une compréhension complète du caractère et du comportement des matériaux.
De plus, beaucoup d’aspects du comportement des matériaux restent encore hors du domaine de la théorie et ne peuvent être étudiés fructueusement que par des moyens expérimentaux. Toute étude du comportement des matériaux est donc incomplète sans un certain apport de la recherche expérimentale, grâce à laquelle on peut se familiariser avec les méthodes utilisées et arriver à une interprétation judicieuse des résultats obtenus.
La réaction de décomposition est un phénomène communément observé dans plus de 500 systèmes binaires et multi composants ; lors d’un vieillissement du matériau dans le domaine biphasé d’un diagramme d’équilibre.

Equipe 7: MATERIAUX DE SURFACE

Les travaux de l'équipe de recherche s’accentuent principalement sur deux axes communs basés essentiellement sur:
La caractérisation des matériaux de surfaces et l’élaboration ainsi que la caractérisation des propriétés des couches minces (micrométriques et nanométriques).
Pour plus de détails, il s’agit bien de la caractérisation des propriétés mécaniques, optiques et tribologiques des matériaux de surface d’une manière générale et plus précisément les revêtements obtenus par de nombreux procédés physiques ou chimiques, ou par plasma ou sputtering ou par voie électrolytique, de manière à conférer à certains matériaux des propriétés qui leur permettent d’élargir leur domaine d’utilisation. Les caractéristiques mécaniques concernent la détermination de la microdureté, le module de Young et le coefficient de dilatation, en ce qui concerne les propriétés optiques on s'intéresse à la transparence à la réflectivité et l'indice de réfraction. Quand aux propriétés tribologiques nous cherchons à déterminer le coefficient de frottement, les mécanismes d’usure « abrasion, adhésion, stress, déformation plastique ou écoulement, la résistance à l’usure, la vitesse et le taux d’usure ». Dans nos travaux on élabore aussi des échantillons revêtus. On s’intéresse enfin au transfert de matière dans les systèmes tribologiques par bipoinçonnement.

Equipe 8: MULTIMATERIAUX ET COMPOSITES

Les grands thèmes de recherche, proposés par l’équipe, peuvent être résumés comme suit :
- Valorisation des matériaux locaux dans la construction.
- Valorisation des déchets industriels dans la fabrication des bétons.
- Modélisation et comportement des matériaux.
- Comportement et réhabilitation des ouvrages en génie civil et bâtiments. Confortement des structures.
- Systèmes constructifs innovants à base de tensegrité (Grilles à double nappes)
- Valorisation des argiles abondante, du Kaolin Algérien et des déchets industriels dans l'élaboration de matériaux de constructions.

Equipe 9: GEOMATERIAUX ET METEORITES

Le programme de recherche de l'équipe s'articule sur plusieurs thématiques en relation avec les géomatériaux (minéraux, roches, structures) : étude pétrographique, géochimique et géochronologique des formations magmatiques de l'Algérie et leur relation avec les minéralisations, L'étude pétrographique et géochimique permettra de déterminer la nature pétrologique de ces roches, la géochronologie déterminera leur âge précis, et l'ensemble de ces résultats sera utilisé pour contraindre le contexte géodynamique de mise en place de ces roches et déterminer leur origine. Le magmatisme est un des principaux agents minéralisateurs, et l'étude des minéralisations associées à ces roches magmatiques contribuera à mettre à jour l'inventaire des ressources minérales de l'Algérie et la découverte de nouveaux indices et gisements. Les outils de la pétrographie et de la géochimie seront utilisés dans le cadre du programme scientifique de l'équipe pour étudier les météorites. Notre pays, notamment le Sahara, est connu pour être un gisement important de ces matériaux d'origine extraterrestre, L'étude des météorites permet d'étudier l'origine de la Terre et des planètes du Système solaire étant donné qu'elle constituent les matériaux de base à partir de lesquels les objets du Système solaire se sont formés. L'étude des météorites permet également de retracer l'origine de l'eau et de la vie sur Terre étant donné qu'on pense aujourd'hui que la matière organique et l'eau ont été apportées par ces matériaux juste après la formation de la Terre, Enfin, la valeur patrimoniale de ces météorites est immense, et leur étude contribuera à leur mise en valeur. Le deuxième axe de recherche de l'équipe concerne l'utilisation des outils de la télédétection et du SIG dans la cartographie géologique et la caractérisation de la surface terrestre. Ces méthodes novatrices sont d'actualité et permettent d'étudier les géomatériaux selon une approche différente de celle utilsée jusqu'à maintenant. Enfin, le troisième axe de recherche concerne l'étude des risques naturels et les glissements de terrain selont différentes approches.