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Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne

bandeau kit ICB

VUILLEMIN Bruno

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 03-80-39-61-08
 Bureau :C321
 Département INTERFACES / ASTER
  PR UB

Carrière

Mon domaine d'expertise relève principalement de l'électrochimie expérimentale (méthodes analytiques locales) et théorique appliquée à des microsystèmes dans les domaines de la corrosion humide et des microbatteries. Depuis mon arrivée au Laboratoire ICB (1993) mon activité de recherche s'est plus particulièrement axée sur :

  • le développement de méthodes analytiques locales in situ (microélectrodes spécifiques, mesures de distributions de courants, microcellules électrochimiques) afin de caractériser la réactivité électrochimique à l’échelle de quelques µm dans le cas de processus de corrosion localisée,
  • la simulation numérique (Méthode par Eléments Finis) de processus de corrosion localisée ou généralisée, afin de valider des modèles de comportement établis à partir des réponses obtenues au moyen des techniques in situ citées précédemment, mais aussi de développer des modèles prédictifs sur le long terme,
  • la mise au point et l'optimisation de dépôts par électrophorèse de matériaux d'électrode à insertion destinés à la fabrication de microbatteries Li-ion tout solide.

Les activités relevant de la corrosion sont réalisées quasi-exclusivement dans le cadre de partenariats avec des organismes de recherches publiques (ANDRA, IFP Energies nouvelles), ou avec des laboratoires de recherches appartenant aux principaux groupes métallurgiques européens (Arcelor Mittal, Constellium). Ils s’inscrivent dans une thématique générale d’optimisation de la durabilité des matériaux métalliques, et dans des préoccupations de développement durable telles que :

  • la problématique du stockage en couche géologique profonde des déchets HAVL (ANDRA),
  • le développement et l’optimisation de nouvelles générations de traitements de surfaces à faible impact environnemental pour aciers non alliés et alliages d'aluminium (Arcelor Mittal, Constellium).

Dans le cadre de ces travaux, je me suis plus particulièrement investi dans le développement et la mise au point de nouveaux outils de caractérisation de la réactivité des surfaces métalliques in situ, c'est-à-dire au sein d’électrolytes aqueux, à des fins d’investigation des mécanismes réactionnels (et de leur cinétique) mis en jeu lors de processus de corrosion localisée, ou lors de la fonctionnalisation d’une surface métallique dans un milieu humide (traitement de surface).

Progressivement j’ai cherché à coupler ces mesures in situ (distribution de densités de courants, de pH, de conductivité) à des modèles mécanistes en faisant appel à la simulation numérique par éléments finis. Cette approche me permet non seulement de valider ces modèles, mais aussi de développer des approches prédictives du comportement du matériau dans des conditions difficilement réalisables en laboratoire (corrosion à l’intérieur de zones occluses, corrosion atmosphérique, en milieu poreux, …), voire non réalisables car susceptibles de se dérouler sur des durées pluriséculaires.

Compte tenu de mes compétences dans le domaine des matériaux d’insertion (thèse de doctorat et post-doctorat essentiellement) ainsi qu’en électrochimie expérimentale et simulation numérique, j’ai été sollicité en 2011 par un ingénieur senior expert dans le domaine des batteries Li-ion pour participer au développement de sa startup (I-TEN) en vue de fabriquer une nouvelle génération de microbatteries Li-ion tout solide. Mon activité dans cette thématique englobe les dépôts par électrophorèse de matériaux d’électrode et électrolyte, leur caractérisation électrochimique, et doit conduire à terme au développement de modèles numériques de comportement de microbatteries au cours des cycles charge/décharge. Cette contribution a déjà donné lieu au dépôt de six brevets internationaux, permettant ainsi de convaincre différents fonds d'investissement du bien-fondé du projet (Capitalisation de la Société I-TEN à hauteur de 3,2 millions d'euros début 2014). Cette activité est menée en collaboration avec l’équipe Matériaux Nanostructurés et Phénomènes aux Interfaces (MaNaPI) du laboratoire ICB, ainsi qu’avec le laboratoire de Chimie de l’Ecole Nationale Supérieure de Lyon (UMR 5182).

Projets

en cours
terminés

Enseignements

  •  Licence 2 Sciences et Techniques : Chimie inorganique
  • Master 1 "Métiers de l'Enseignement en Physique-Chimie" : Préparation à l'écrit de chimie pour l'épreuve du CAPES
  • Ecole d'Ingénieurs en Matériaux et Infotronique (ESIREM) : Electrochimie et Corrosion

Administration

Directeur du Département de Chimie de l'UFR Sciences et Techniques. (http://sciences-techniques.u-bourgogne.fr/departements/chimie.html)

 

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