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Applications, Recherches et Caractérisations à l’Echelle Nanométrique (ARCEN)

Le développement des nanosciences et nanotechnologies à l’uB est le fruit d’une stratégie continue d’investissements soutenue par le Conseil Régional de Bourgogne et le CPER. Un jalon majeur de cette stratégie est le bâtiment de la plate-forme technologique ARCEN inauguré en 2009. Implémenté au sein du laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne, UMR CNRS 6303, appuyé par le CNRS et le CEA, le projet ARCEN a doté le campus de l’uB à Dijon d’une part de moyens très performants de caractérisation de la matière condensée et d’autre part de capacités autonomes de micro/nano-fabrication.

Des microscopes électroniques à transmission à très hautes performances forment le cœur du dispositif de caractérisation de la matière à très haute résolution (ARCEN/CARAC). ARCEN est également équipé des autres technologies de caractérisation de la matières indissociables des méthodes de nanofabrication : microscopes électroniques à balayage, microscopes à force atomique, microscope électronique à effet tunnel, microscopes optiques à hautes ouvertures numériques et microscopes optiques de champ proche à balayage.

ARCEN se divise en 4 centres :

Plateforme d’Innovation et de Conception pour l’Analyse et la Simulation des Systèmes Optiques (PICASSO)

PICASSO est une plateforme d’étude sur les communications optiques ultra-rapides. Elle est localisée au sein du laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne. Elle permet notamment d’étudier de nouveaux dispositifs optiques afin accroître le débit dans les fibres optiques (traitement du signal tout-optique, nouveau format de modulation, test de composants, etc…) mais également de caractériser des fibres optiques spéciales de nouvelle génération, ainsi que des guides d’onde ou encore l’analyse de signaux électriques de grande bande passante.

La plateforme PICASSO a avant tout un rôle stimulant avec un objectif de recherche collaborative (publications) mais est également ouverte aux industriels avec une possibilité de prestations de services externes et de valorisation de son savoir-faire.

  • Tests de composants et équipements opto-électroniques (grande bande passante des équipements : 500 GHz en optique, 50 GHz en électrique).
  • Élaboration de fibres optiques spéciales : fibres en verres infrarouges non linéaires (chalcogénures et tellurites, microstructurées ou classiques)
  • Caractérisations de fibres optiques.
  • Soudure de fibres optiques spéciales : microstructurées, verres non-linéaires. Réalisation de fibres et microfibres étirée ; Assemblage d’extrémités de fibres composites, fonctionnalisées. Épissures de fibres large diamètre : lasers à fibres de puissance, transport de faisceaux intenses.
  • Caractérisation de lasers et impulsions optiques.
  • Tests environnement systèmes avec taux d’erreur 10/40 Gbit/s.
  • Simulations numériques et modélisation de systèmes optiques.

Frittage et Laser : Applications, Innovation et Recherche (FLAIR)

Cette plateforme est issue de la fusion de deux plate-formes existantes : la plate-forme Lasers au Creusot et la plateforme de Frittage à Dijon qui mettent en œuvre des procédés impliquant une source de chaleur intense (laser et courant électrique) dont les phénomènes physiques impliqués sont très proches. Cette plate-forme permettra par une mise en commun des compétences et des outils (expérimentaux, simulations) de répondre par l’innovation à des travaux de recherche, de R&D et de transfert dans le domaine de la métallurgie incluant la métallurgie des poudres, les applications des lasers de puissance et la science des matériaux. Les principaux secteurs d’activités sont le nucléaire (PNB), la défense (DGA), l’aéronautique, les transports…

Les équipements de Frittage-Flash à Dijon sont dédiés aux travaux de R&D incluant la modélisation et la simulation des procédés, la production de prototypes, de pièces de petites et moyennes séries en vue de promouvoir les procédés Frittage et Lasers mais, plus généralement, la métallurgie et les simulations numériques associées. Le laboratoire ICB met à disposition de l’industrie et de la recherche les technologies pour d’une part produire et mettre en forme des poudres le plus souvent nanostructurées (Synthèses solvothermales en continu étendues au domaine de l’eau supercritique, broyage mécanique à haute énergie) et, d’autre part, pour réaliser des frittages et des assemblages de tout type de matériaux (mise en œuvre de deux presses SPS dont une de capacité industrielle). Simulations de procédés, en vue d’en maîtriser les étapes déterminantes :

  1. pour modéliser des écoulements dans des réacteurs chimiques
  2. pour concevoir des outillages de frittage permettant de maitriser les gradients thermiques et mécaniques générés lors d’un frittage sous charge

Le hall laser de l’ICB au Creusot mettant en œuvre des procédés lasers et/ou conventionnels de moyenne et haute énergie, fait partie des plus importants de France. Il est organisé en deux axes : assemblage et fonctionnalisation des surfaces. Le savoir-faire développé depuis 25 ans a permis de développer une approche pluridisciplinaire (thermique, hydrodynamique, mécanique, métallurgie, physico-chimique) et multi-échelle, permettant d’appréhender les phénomènes qui interviennent lors de l’interaction du faisceau énergétique avec la matière et les effets induits par cette interaction.

L’activité couple les aspects expérimentaux : optimisation des procédés (plans d’expériences), instrumentation du procédé (imagerie rapide, thermométrie, thermographie, caractérisations physico-chimiques et mécaniques) avec la simulation numérique multi-physique (thermo-hydraulique, mécanique) afin de comprendre les phénomènes et de maîtriser leurs conséquences pour répondre aux interrogations scientifiques, mais aussi aux problématiques industrielles. L’articulation avec le monde socio-économique se fait via Welience/SATT Grand Est.

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