Grand établissement public d'enseignement supérieur, pôle de recherche reconnu, élément fondateur de l'écosystème grenoblois : Grenoble INP, l'institut d'ingénierie et de management de l’Université Grenoble Alpes (UGA), occupe une place de premier plan dans la communauté scientifique et industrielle.
Grenoble INP - UGA est membre de réseaux internationaux de formation et recherche en ingénierie et management.
Il est reconnu dans les classements nationaux et internationaux.
Le LGP2 (Laboratoire de Génie des Procédés pour la Bioraffinerie, les Matériaux Bio-sourcés et l'Impression Fonctionnelle) est une Unité Mixte de Recherche associant Grenoble INP - UGA, l'Université Grenoble Alpes et le CNRS, certifiée Qualité Sécurité Environnement.
Les travaux de recherche du LGP2 portent sur les opérations de transformation et de valorisation de la biomasse végétale comme la bioraffinerie et l'élaboration de matériaux biosourcés (papiers, cartons, composites, films, non-tissés) ainsi que sur les procédés d’impression pour la fonctionnalisation des surfaces.
Site internet : https://lgp2.grenoble-inp.fr/
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https://euraxess.ec.europa.eu/jobs/455743
Contexte:
La réduction de l’empreinte environnementale des matériaux constitue aujourd’hui un enjeu majeur pour l’industrie. Dans le secteur papetier, les efforts portent principalement sur la diminution de la consommation de ressources naturelles (notamment les fibres lignocellulosiques et l’eau) ainsi que sur la réduction de l’énergie nécessaire à la fabrication et à la transformation des produits. Cette dynamique conduit au développement de matériaux plus légers et plus performants, visant une utilisation plus efficace de la matière tout en intégrant une part croissante de fibres recyclées.
Les matériaux sandwichs à base de papier occupent une place stratégique dans ce contexte, en particulier dans les secteurs de l’emballage, du transport, de l’ameublement ou bien encore des structures légères utilisées dans la construction. Leur principe repose sur la séparation de deux feuilles minces constituées d'un centre extrêmement léger, ce qui permet d’obtenir un excellent rapport rigidité/masse tout en limitant la quantité de matière utilisée. Aujourd’hui, le carton ondulé constitue la structure sandwich papier la plus produite au monde, avec une production mondiale supérieure à 190 millions de tonnes par an. Sa structure est constituée d’une feuille de papier cannelée formée par thermoformage dans des cylindres chauffants et prise entre deux couvertures planes en papier. Ce procédé, très robuste et largement industrialisé, impose cependant une géométrie essentiellement sinusoïdale unidirectionnelle et nécessite une consommation énergétique importante. En raison de cette géométrie, les propriétés mécaniques du carton ondulé sont fortement anisotropes.
Des architectures plus isotropes permettraient de réduire très significativement le grammage des papiers utilisés pour former la structure (de l’ordre de 20% à 30%) et d’utiliser des papiers 100% issus de pâtes recyclées. Les structures pliées périodiques de type Miura-ori seraient d’excellentes candidates. Toutefois, leur diffusion industrielle reste limitée par les procédés actuels de mise en forme du papier, peu compatibles pour la réalisation de motifs de plis complexes.
Le projet CELFOLD vise à lever cette limitation en développant une approche innovante fondée sur l’impression 4D de motifs architecturés de gels de nanocelluloses qui en séchant, plient le papier sur lequel ils ont été déposés et le transforment en une âme de structure sandwich.
Objectif: développement d’un procédé de production transposable à l’échelle industrielle de matériaux sandwichs 100% cellulosiques à hautes performances mécaniques.
Activités principales:
Sélection des matériaux :
3 papiers (fibres recyclées)
3 gels biosourcés (CNC, CNF, protéines)
Optimisation des procédés :
Impression (sérigraphie)
Séchage et mise en forme
Assemblage
Caractérisation et optimisation des structures :
Caractérisation du comportement mécanique des structures
Optimisation pour différents contextes d’utilisation
Analyse technico-économique et environnementale
ACV, gains vs carton ondulé / composites
Niveau minimum requis Bac + 8: Doctorat en mécanique, science des matériaux ou dans une discipline connexe.
Compétences:
solides compétences expérimentales
fort intérêt pour les matériaux biosourcés, les procédés de mise en forme et le comportement mécanique des structures
connaissances en procédés d'impression, rhéologie des gels ou en conception et caractérisation de structures sandwich
autonomie, rigueur scientifique et aptitude à conduire des travaux de recherche dans un environnement interdisciplinaire en lien avec des partenaires académiques et industriels