Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur pour l'Environnement (LaSIE) - UMR CNRS 7356

Design of high-end Ni-base single crystal superalloy for turbine blade applications

Marie Landeiro Dos Reis — 2026-04-21T15:31:31Z

Date : 12 Mai à 14h

Lieu : Salle Barthélémy

Résumé :
Ni-base single crystal superalloys for turbine blade application are key material for thermal efficiency of gas turbine systems. NIMS has been working on the new superalloy development since 1980s, and continuing efforts have achieved the development of sixth generation single crystal superalloy TMS-238 with superior creep properties [1,2]. The key factor determining high-temperature creep performance of TMS-238 is the combination of solid-solution strengthening by Re addition, γ/γ′ interfacial strengthening by large lattice misfit, and γ/γ′ phase stabilization by Ru addition. Recent development has shown the potential for further improvement by addition of Ir as an alloying element, achieving world's best creep life of over 4000 h at 1100 ℃ and 137 MPa condition [3]. Effect of Ir addition on the high temperature properties of the material will be discussed in the presentation.

[1] H. Harada, M. Yamazaki, Y. Koizumi, N. Sakuma, N. Furuya, H. Kamiya, Alloy Design for Nickel-Base Superalloys BT - High Temperature Alloys for Gas Turbines 1982, in : R. Brunetaud, D. Coutsouradis, T.B. Gibbons, Y. Lindblom, D.B. Meadowcroft, R. Stickler (Eds.), Springer Netherlands, Dordrecht, 1982 : pp. 721–735.
[2] K. Kawagishi, A. Yeh, T. Yokokawa, T. Kobayashi, Y. Koizumi, H. Harada, Development of an Oxidation-resistant High-Strength Sixth-Generation Single-Crystal Superalloy TMS-238, in : Superalloys 2012, 2012 : pp. 189–195. https://doi.org/10.1002/9781118516430.ch21.
[3] S. Utada, T. Yokokawa, T. Kobayashi, M. Yuyama, H. Harada, T. Osada, K. Kawagishi, Challenging the Limit of Strengthening by γ/γ′ Lattice Misfit on the High Temperature Creep Properties of Ni-Base Single Crystal Superalloy, Metall. Mater. Trans. A 57 (2026) 1794–1812. https://doi.org/10.1007/s11661-025-08089-5.

Effect of impurity S and its suppression method on oxidation resistance of Ni-base single crystal superalloys

Marie Landeiro Dos Reis — 2026-04-21T14:45:27Z

Date : 12 Mai 14h

Lieu : Salle Barthélémy

Résumé :
Ni-base single-crystal superalloys, used as turbine blades for the hottest regions of the jet engines and gas turbines, exhibit excellent mechanical and environmental properties at high temperatures. These alloys contain several rare metals, and with the increase in the manufacturing cost, recycling of these alloys is crucial. However, impurities, especially sulfur (S), enter the alloy during usage, drastically decreasing its oxidation resistance. Therefore, methods to remove these impurities while recycling are needed. One method is to use CaO crucibles during the melting process before casting. Compared to the conventional melting method using Al2O3 crucibles, the oxidation resistance of molten alloys melted using the CaO crucible was higher, even when the impurity S contents of the samples were about the same. However, its mechanism was unclear. In this study, we clarified how the impurity S contents, as well as the different types of crucibles used during melting, can affect the oxidation resistance of Ni-base superalloys at 800 ℃ and 1100 ℃.

Fluid-driven fracture propagation under seismic loadings

Marie Landeiro Dos Reis — 2026-04-21T14:27:24Z

Date : 21 Mai, 14h

Lieu : MSI, Amphi 100

Résumé :
Quasi-brittle materials, such as concrete, rocks, ceramics and some composites, exhibit complex non-
linear behaviors that lie between brittle and ductile failure. Fluid-driven fracture propagation is a
multiscale, multiphysics phenomenon that involves crack initiation and propagation, fluid diffusion
into the fractured medium and hydraulic fracture interactions with natural fractures etc. This physical
process is encountered in many practical situations (hydraulic fracturing of dams [1], Enhanced
geothermal systems, petroleum engineering etc.). Under seismic excitations, the cyclic nature of
loadings complicates this interaction due to transient pressure variations and the phenomenon of crack
opening/closing.
This talk is about computational modelling of fluid-driven fracture propagation under seismic
loadings. The fracture process is described within the framework of the Finite Element Method using
a continuum regularized approach [2]. The fluid-fracture interactions are described within the
framework of a poromechanical approach [1]. Finally, The mathematical tools and the numerical
strategy are exposed.

[1] Bessaid MI, Matallah M, Rouissat B. A poromechanical-damage-based-model for water-driven
fracture modeling of concrete gravity dams. Int J Numer Anal Methods Geomech. 2022 ; 46 : 469–
485. https://doi.org/10.1002/nag.3308
[2]Matallah, M., La Borderie, C. and Maurel, O. (2010), A practical method to estimate crack
openings in concrete structures. Int. J. Numer. Anal. Meth. Geomech., 34 : 1615-1633.
https://doi.org/10.1002/nag.876

Fonctions propres de l'oscillateur harmonique et phénomènes aléatoires

Marie Landeiro Dos Reis — 2026-04-21T14:19:49Z

Date : 7 Mai, 14h

Lieu : Pascal 000

Résumé :
On propose de présenter l'analyse harmonique d'un opérateur classique en mécanique quantique : l'oscillateur harmonique -Delta+|x|^2. On comparera cette analyse à celle des séries de Fourier. Dans un second temps, j'expliquerai des problématiques qui ont été étudiées (de façon déterministe par d'autres auteurs puis de façon probabiliste par l'orateur et ses collaborateurs). L'exposé sera dans la mesure du possible auto-contenu et aucune connaissance préalable du sujet ne sera nécessaire.

2025-2028 NANOFIL

Marc Abadie — 2026-03-11T09:46:23Z

Financement : ADEME par le Programme de recherche AQACIA (Amélioration de la Qualité de l'Air : Comprendre, Innover, Agir)

Partenaires : LaSIE/La Rochelle Université (coordination) et ATMO Nouvelle Aquitaine

Participants LaSIE : Patrice Blondeau, Marc Abadie, Laurent Servant, Eol Geffre
Participante ATMO Nouvelle Aquitaine : Agnès Hulin

Contexte :
Les normes internationales traitant de la filtration mécanique de l'air reposent sur les efficacités mesurées pour des particules de taille supérieure à 0,3 µm. Le projet NANOFIL vise à caractériser l'efficacité de ces filtres pour des particules de plus petite taille, en particulier les particules ultrafines (PUF, taille < 0,1 µm), que les autorités sanitaires ciblent comme un déterminant de santé publique majeur. Ces données sont indispensables pour identifier des solutions de traitement d'air qui permettent de réduire l'exposition des populations dans l'air intérieur, tout en satisfaisant aux obligations de sobriété énergique, de réduction des émissions de gaz à effet de serre, et de coût de maintenance pour les maîtres d'ouvrage.

Objectifs :
Différentes études se sont intéressées à la capacité de filtration des nanoparticules par les filtres positionnés dans les réseaux de ventilation et/ou de conditionnement d'air des bâtiments. Toutes ont pris comme référence la classification des filtres mécaniques suivant les normes nord-américaines. Le projet NANOFIL s'inscrit dans le prolongement de ces recherches, avec cependant comme éléments originaux et différenciants : 1/ L'utilisation des normes internationales ou européennes comme référence pour la classification des filtres ; 2/ La prise en compte de l'évolution dans le temps de l'efficacité de filtration, ainsi que de critères énergétiques, économiques et environnementaux dans la construction d'une méthodologie originale de sélection des filtres à mettre en place dans une installation de ventilation / conditionnement d'air ; et 3/ L'extension de la notion de qualité de l'air insufflé dans les locaux à celle d'exposition aux particules ultrafines à l'intérieur des bâtiments, par une approche fine de modélisation.

Déroulement :

Le projet se compose de 5 lots techniques décrivant une progression dans la recherche.

Articulation entre les différents lots du projet NANOFIL (les logos mentionnent le coordinateur du lot / des tâches ; Le LaSIE est partenaire du lot 1, ATMO Nouvelle Aquitaine du lot 6)

LASIE / La Rochelle Université

Le lot 1 consistera à définir des typologies de pollution de l'air extérieur par les particules ultrafines (PUF), à savoir des concentrations et des distributions en taille des PUF pour différents types d'environnements, tenant compte de la saisonnalité. Les données de mesures collectées alimenteront un modèle de machine learning destiné à la reconstitution des concentrations de PUF à l'échelle horaire. Des mesures in situ seront réalisées pour valider ce modèle. Les travaux du lot 2 viseront à mesurer l'efficacité spectrale de filtration des PUF par les filtres à air de ventilation générale à l'état neuf, et à différents stades de colmatage. Les mesures seront réalisées sur un banc d'essai dédié du LaSIE. Un échantillon de filtres représentatif du marché sera testé. Les résultats obtenus permettront de déterminer à quelle efficacité globale de filtration des PUF correspondent les efficacités globales de filtration des PM1, PM2.5 et PM10 définies dans les recommandations de la norme NF EN 16798-3 (lot 3). Ils serviront également à mettre au point un outil d'aide au choix des filtres en fonction des caractéristiques environnementales des bâtiments (lot 4). Les simulations numériques de concentrations intérieures, utilisant comme données d'entrée les résultats des lots précédents, permettront quant à elles de caractériser la réduction de l'exposition intérieure des occupants suivant les filtres mis en place dans l'installation de ventilation (lot 5).

Banc d'essai du LaSIE pour la mesure de l'efficacité spectrale et de la perte de charge des filtres.

LaSIE / La Rochelle Université

Résultats attendus : Innovation, économique, sociaux et environnement :

Le projet NANOFIL contribuera à développer des connaissances, des outils et des solutions utiles pour faire progresser les pratiques professionnelles, les normes et les règlementations vers une meilleure prise en compte de la qualité de l'air intérieur dans les projets de construction et de réhabilitation de bâtiments. En l'absence de valeurs guides ou de gestion relatives aux particules ultrafines, le projet fournira de précieuses données sur les niveaux d'exposition rencontrés dans l'air extérieur et intérieur. Il donnera de surcroît des indications sur les proportions dans lesquelles les concentrations intérieures peuvent être réduites par des stratégies de filtration volontaristes.

Application et valorisation :

Les résultats du projet seront présentés dans les cursus de formation spécialisée où interviennent les membres du consortium. Ils seront également diffusés dans des revues scientifiques et techniques, ou à l'occasion de manifestations sur la qualité de l'air. La manière la plus efficace de faire percoler la connaissance et progresser les pratiques reste néanmoins l'évolution des normes et des règlementations. Le projet NANOFIL a ainsi été conçu dans l'optique d'intégrer la problématique spécifique des PUF dans les normes internationales qui traitent de la filtration de l'air. Le CETIAT, expert du domaine, a été associé à l'étude pour faciliter ce transfert.

Plateforme IRMat

François Godet — 2026-03-05T15:56:08Z

- Expertises

2024-2028 RISK'Adapt [ANR PIA]

Emmanuel Bozonnet — 2026-03-03T15:04:16Z

– Projet RISKadapt
– Durée 2024-2028
– Financement ANR (PIA)

OBJECTIFS

FR
L'objectif du projet RISK'adapt est le développement d'une méthode d'évaluation du risque sanitaire et de précarité énergétique estival des populations urbaines pendant les vagues de chaleur. Les résultats serviront à évaluer la part de population confrontée à un risque élevé dans les années à venir, ainsi que les capacités d'atténuation des villes et des bâtiments. Le risque est à la fois sanitaire (seuil et durée d'exposition) et économique (situations de précarité), l'un ne pouvant pas être décorrélé de l'autre. Différentes solutions de résiliences (individuelles et collectives) seront également comparées.

EN
The objective of the RISK'Adapt project is to develop a methodology for assessing health risks and summer energy poverty among urban populations during heatwaves. The findings will be used to evaluate the proportion of the population facing high risk in the coming years, as well as the mitigation capacities of cities and buildings. The risk is twofold—incorporating both health (exposure thresholds and duration) and economic factors (energy poverty)—as the two are inextricably linked. Additionally, various resilience solutions, at both individual and collective levels, will be compared.

Participants

Nicolas PARADZA (PhD)
Emilio BASTIDAS-ARTEAGA
Jérôme LE DREAU
Marie DUQUESNE
Emmanuel BOZONNET

La chromatographie pour la caractérisation des matériaux (éléments minéraux et composés organiques)

Marie Landeiro Dos Reis — 2026-01-13T13:18:54Z

Date : 12 Février, 14h

Lieu : Salle Barthélémy

Résumé :
La chromatographie est une technique d'analyse séparative. Grâce à un éluant entraîné par une pompe et une colonne qui retient différemment chaque composé d'un mélange, il est possible de les séparer puis de les qualifier et/ou quantifier avec le détecteur approprié, selon l'objectif. A l'occasion de la réorganisation en plateforme, le Laboratoire des Sciences de l'Ingénieur pour l'Environnement réuni six équipements (analyse d'ions inorganiques et de composés organiques) dont trois sont actuellement fonctionnels. Le séminaire présentera les capacités analytiques et les conditions d'accès à la plateforme pour vos projets scientifiques. Il décrira les principes de fonctionnement et des applications potentielles, en s'appuyant sur des résultats qui ont alimentés des publications, des thèses, ... depuis leur acquisition. L'objectif est de faire connaître la plateforme et les technologies analytiques accessibles qui pourraient servir aux sujets scientifiques actuels et à venir.

In-situ TEM nanomechanical testing : Plasticity under the (electron) spotlight

Marie Landeiro Dos Reis — 2026-01-08T08:32:48Z

Date : 26 mars 14h
Lieu : Salle Barthélémy

Abstract :

Recently, the development of a new generation of advanced instruments for in-situ nanomechanical testing inside the transmission electron microscope (TEM) has allowed establishing a one-to-one relationship between load-displacement characteristics and stress-induced microstructure evolution in the transmission electron microscope. In the present work, it will be demonstrated that a step forward in the investigation of the small-scale plasticity mechanisms in crystalline and amorphous materials can be made by combining commercial and in-house developed lab-on-chip micro/nanomechanical testing techniques with advanced TEM techniques including high resolution aberration corrected (S)TEM and spectroscopy, Angstrom-beam-electron-diffraction as well as automated crystallographic orientation, phase and nanostrain mapping in TEM. These techniques have been used to reveal the fundamental plasticity mechanisms activated in freestanding nanocrystalline and metallic glass thin films and, more recently, advanced hybrid nanolaminated materials combining metallic and amorphous oxide layers as well as the minerals of the upper mantle.

Bio :
Pr. Hosni IDRISSI is the head of the materials and process engineering (IMAP) division of the Institute of Mechanics, Materials, and Civil Engineering (iMMC) at UCLouvain in Belgium. IMAP is composed of 7 faculty members and about 100 researchers. He obtained his PhD in materials science at UMarseille Aix-III (France) in 2006. Following 2 years of postdoctoral research at INSA de Lyon and ULille in France and 8 years as senior researcher at UAntwerp and UCLouvain, he joined the iMMC Institute at UCLouvain as FNRS research associate and Professor in 2016, where he established a new activity focusing on the investigation of the elementary mechanisms controlling the processing and deformation of inorganic materials using electron microscopy. This activity involves a strong long-term collaboration between UCLouvain and the EMAT laboratory in UAntwerp. The focus is put on crystalline materials with micro-nanostructures dominated by internal interfaces such as nanocrystalline metallic thin films and advanced steels and alloys exhibiting twins, phase and antiphase boundaries, nanoprecipitates and nanocracks. Recently, the attention has been partly shifted towards amorphous oxides and metallic glass materials, the minerals of the Earth's mantle as well as the impact of mechanical strain on different solid-state physics phenomena including chemical, electrical, thermal and irradiation couplings.

Plateforme Chromatographie

Antony Gelicus — 2025-12-15T13:33:48Z

La chromatographie est une technique d'analyse séparative. Grâce à un éluant entraîné par une pompe et une colonne qui retient différemment chaque composé d'un mélange, il est possible de les séparer puis de les qualifier et/ou quantifier avec le détecteur approprié, selon l'objectif. Au LaSIE, la plateforme permet l'analyse d'inorganiques solubles dans l'eau et de composés organiques. Pour ces derniers, il est nécessaire de prévoir un temps de recherche et de mise au point pour chaque application.

Equipements :

Chromatographie Ionique

IC Metrohm

Chromatographie Ionique Metrohm 883 Basic IC+

IC (« Ion Chromatography ») permet de doser les cations et les anions d'un échantillon liquide par détection conductimétrique. Le volume minimum nécessaire pour effectuer une analyse est de 10mL. Ce volume permet d'analyser une concentration comprise entre 1mg/L et 40mg/L de chaque ion. Lorsque que l'échantillon est trop concentré, il est dilué.
Elle permet aussi de doser la présence totale des halogènes et du soufre d'un échantillon solide. Grâce à l'association à un four à combustion, l'échantillon (poudre) est chauffé pour faire dégager des gaz qui sont ensuite dissous dans l'eau. L'extrait aqueux est ensuite injecté en chromatographie ionique pour y doser les divers halogènes présents et le soufre.

HPIC Thermo

HPIC ICS-6000 Thermo

HPIC (High-Performance Ion Chromatography) permet de doser les cations et les anions d'un échantillon liquide par détection conductimétrique. Le volume minimum nécessaire pour effectuer plusieurs analyses est de 1mL. La concentration de chaque ion doit être supérieure à 0.01mg/L. Lorsque que l'échantillon est trop concentré, il est dilué.

Il peut aussi doser les sucres et édulcorants par détection électrochimique (électrodes or et argent) par HPAE-PAD (« High-Performance Anion-Exchange » with « Pulsed Amperometric Detection »).

Chromatographie Liquide

UPLC Waters

UPLC Waters Acquity HClass

UPLC (« Ultra Performance Liquid Chromatography »), équipée d'un ELSD (Evaporative Light Scattering Detector) et d'un PDA (Photodiode Array Detector).

L'ELSD, sur le principe de la réfraction d'un spray, est un détecteur relativement universel qui peut théoriquement mesurer toutes les molécules. Cependant, il a une sensibilité limitée.

Le PDA, sur le principe de l'absorbance d'un fluide, est un détecteur très courant qui permet de mesurer de nombreuses molécules qui absorbent en UV et/ou visible. Il permet également d'effectuer des spectres de longueurs d'onde.

Ses applications sont très nombreuses et diverses. Au LaSIE, les composés déjà analysés sont issus d'extraits végétaux comme les feuilles d'olivier, les feuilles de stévia, les microalgues, les huiles végétales, les tubercules de rhubarbe, ... ou de prélèvements atmosphériques (dosage des aldéhydes polluants de l'air)..