DUNE [FR]
Pour soutenir le développement et la stabilisation de l’économie circulaire et obtenir les impacts économiques, sociaux, sanitaires et environnementaux associés, il est crucial de pouvoir s’appuyer sur des outils d’aide à la décision efficaces permettant d’éclairer les choix de conception des nouveaux matériaux en fonction de leurs impacts potentiels. En particulier, il faut pouvoir identifier les arbitrages sensibles qu’il faudra éventuellement réaliser entre des objectifs divergents. Alors que les bases disciplinaires de ce type d’outil ont été jetées avec, notamment, les ACV (Analyse du Cycle de Vie) et LCC (Life Cycle Cost, le coût du cycle de vie), la sélection rationnelle des matériaux et l’analyse d’impacts en économie, il manque encore un socle scientifique multidisciplinaire unifié et solide et un outil opérationnel permettant de guider les choix dans la recherche et l’innovation pour de nouveaux matériaux éco-responsables. Il y a deux raisons à cela. Premièrement, il faut opérer un décloisonnement entre différentes disciplines et opter résolument pour une approche multi- ou interdisciplinaire. Deuxièmement, ces connaissances, méthodes et outils sont à élaborer sur base d’une analyse précise des chaînes de valeur visées et de leurs spécificités et d’une bonne connaissance du fonctionnement de l’économie circulaire. Partant de ce constat, le projet développera un cadre conceptuel scientifique et méthodologique multidisciplinaire original permettant de guider le choix et l’optimisation de matériaux éco-responsables à base de sables naturels et recyclés dans le tissu socio-économique wallon et l’appliquera pour des applications innovantes.
Cette recherche orientée vers l'aide à la décision de politique publique s'inscrit parfaitement dans les objectifs poursuivis par le Fond pour la Transition Juste (FTJ).
COGENEF – CRUCIAL [FR]
Les actions décrites dans le cadre de cette grappe de projets visent la capture de CO2 de fumées industrielles et de l’air ambiant, sa conversion en carburants dé-fossilisés de type e-fuel et leur utilisation dans des unités de combustion. Le présent projet concerne plus particulièrement l'utilisation des e-carburants dans des systèmes énergétiques décentralisés pour la production combinée de chaleur et d'électricité, également connue sous le nom de cogénération. En complément à l’utilisation dans de grandes centrales conventionnelles, nous soutenons qu'il est nécessaire d’avoir une production plus diffuse à l’instar des énergies renouvelables.
Dans ce projet, nous nous concentrons plus particulièrement sur les moteurs à piston. Ceux-ci sont actuellement largement utilisés avec des carburants traditionnels dans les systèmes décentralisés en raison de leurs meilleures performances électriques. Cependant, la transition vers la combustion des e-carburants pose encore certains défis, notamment en ce qui concerne la combustion de l'ammoniac.
Les objectifs spécifiques du projet CRUCIAL_COGENEF sont les suivants : étudier l'utilisation d'un co-produit de la production d'e-fuels, c'est-à-dire l'oxygène (provenant soit de l'électrolyse lors de la production d'hydrogène, soit de la séparation de l'azote de l'air pour la production d'ammoniac). Cet oxygène est généralement rejeté dans l'atmosphère, ce qui représente une perte. Il pourrait être utilisé dans les moteurs pour faciliter la capture de CO2.
Deux types de moteurs sont envisagés dans le projet : les moteurs à allumage commandé traditionnels et les moteurs à combustion à basse température (HCCI). Ce dernier, sous forme d'allumage par compression de charge homogène (HCCI), commence à sortir des laboratoires et à trouver des applications commerciales. Pour les deux modes, de nombreux défis subsistent. Le moteur à allumage commandé, bien qu'il soit la référence pour les combustibles gazeux, présente encore des difficultés liées à la production de polluants et pourrait voir son rendement évoluer. Le moteur HCCI pose des défis en termes de contrôle.
STOCC [FR]
Le projet STOCC a pour objectif général le développement de technologies pour le stockage de chaleur. Le secteur applicatif prioritaire est le secteur du bâtiment. Deux axes technologiques sont envisagés: le stockage par chaleur sensible et latente, et le stockage sous forme thermochimique. Dans le premier axe (stockage par chaleur sensible et chaleur latente), il s’agit de développer une paroi composite intégrée permettant le stockage puis la réutilisation d’apports d’énergie gratuits (apports internes, apports solaires) dans les bâtiments du secteur tertiaire en vue de limiter les surchauffes, d’éviter le recours éventuel à des équipements de production de froid et de réduire la puissance installée du système de chauffage. Outre le développement de la paroi, les gains énergétiques à l’échelle du bâtiment seront modélisés et évalués. Dans le second axe (stockage thermochimique), il s’agit de développer des solides réactionnels pouvant être utilisés pour le stockage actif d’énergie thermique et les technologies de réacteurs adaptés. Le projet intègre toutes les étapes qui permettront une fabrication et une commercialisation des concepts développés sous forme de plusieurs prototypes.
CeraMAX [FR]
Le volet 3 du portefeuille IMAWA, intitulé CeraMAX, vise le développement de phases MAX. Le terme phases MAX englobe une nouvelle classe de céramiques carbures et nitrures ternaires présentant une combinaison tout à fait inhabituelle de propriétés et des caractéristiques intermédiaires entre celles des métaux et des céramiques. Ces matériaux suscitent un intérêt grandissant ces dernières années en raison de leurs caractéristiques particulières qui ouvrent des possibilités non encore exploitées de design de la microstructure et des propriétés pour répondre aux exigences d'applications émergentes. Les phases MAX se positionnent aussi comme un substitut très attractif pour des matières premières de plus en plus difficiles à approvisionner telles que le WC, indispensable pour un large secteur d'activités (secteur de l'usure).
Les phases MAX tirent leurs propriétés non seulement de leur structure cristallographique intrinsèque et des combinaisons entre plusieurs types de liaisons, mais également, à l'échelle microscopique, de morphologies particulières « en feuillets ».
L'objectif du volet CeraMAX est de mettre au point des matériaux de type phases MAX optimisés pour des applications particulières d'intérêt pour les industriels wallons de différents secteurs. Ceci repose sur le développement d'une compréhension approfondie des relations entre conditions de synthèse, microstructure et résultantes.
Flow4Syn
The research on separation and purification of reaction products using pervaporation within the project “Flow4Syn” is carried out at UCL (IMAP and MOST). Membrane separation technologies have been considered as an alternative solution for liquid-liquid separation due to its low energy consumption and without any additional solvents required for organic-organic separation. Pervaporation has been one of the most interesting research areas in membrane separation technology during the last years. It has been applied for organic-organic separations, waste water treatment, water separation for esterification reactions and alcohol dehydration. For equilibrium limited reactions, pervaporation membranes can be applied for the selective removal of a by-product in the reaction resulting in shifting the reaction to a higher production yield. In this project the production of glycerol carbonate is taken as a reference reaction:
Glycerol + Dimethyl carbonate (DMC) à Glycerol carbonate (GC) + Methanol
This transesterification reaction is one of the simplest ways to produce glycerol carbonate, but dimethyl carbonate and methanol constitute an azeotropic mixture in a composition ratio of 30:70 (weight ratio). Therefore, a simple distillation column is not able to achieve the separation and pervaporation is considered in this project as the main separation technology. In this work, commercial membranes, ceramic membrane, self-made polymeric and blend membranes, supported ioic liquid membrane are studied to perform the separation.
IAWATHA [FR]
L'objectif du portefeuille IAWATHA (InnovAtion en Wallonie par les TecHnologies Additives) est d'augmenter l'intégration des technologies additives (AM) dans le paysage industriel wallon. L’UCLouvain est impliquée dans différents volets du portefeuille IAWATHA via le projet AManUMater-recherche. Le volet VALID déterminera les capacités nécessaires à la certification et la qualification de pièces AM par rapport aux spécifications existantes avec ou sans traitement ultérieur. Le volet LATTICE vise à fournir aux industriels les outils numériques et des données expérimentales nécessaires à la conception de leurs pièces produites par fabrication additive en y intégrant des structures lattices. Ces structures permettent d'apporter des propriétés particulières d'allègement, de gestion de chaleur, d'absorption de chocs,... Le volet OPTIMAT développera une méthodologie générique d'optimisation de matériaux métalliques et céramiques spécifiquement développés pour leur utilisation en fabrication additive. Afin de conférer à la Wallonie un rôle moteur dans le recours aux technologies additives, un positionnement stratégique sera visé par la prise en compte des caractéristiques spécifiques des matériaux nécessaires à la fabrication additive afin d'atteindre des performances significativement accrues par rapport à la situation actuelle. Par ailleurs, le projet AManUMater-équipement a permis l’acquisition de deux équipements de tomographie à rayons X.
LOCOTED [FR]
Le projet Locoted_1 fait partie du portefeuille de projets: Films multifonctionnels, et plus précisément de la thématique Energie. La grappe de projets 'LOCOTED' vise à développer de nouveaux films thermoélectriques performants et à les intégrer au sein de générateurs à bas coût afin de convertir en électricité de l'énergie thermique dégradée rejetée à la source froide d'installations industrielles. En effet, une part importante des ressources énergétiques est consommée sous forme d'énergie thermique avec un rendement moyen de l'ordre de 30 à 35%. Après utilisation, l'énergie thermique résiduelle est rejetée dans l'environnement sous forme d'énergie dégradée, c'est-à-dire une énergie diluée au sein de grands débits de fumées à basse température (<400°C). Dans une optique d'utilisation efficiente de l'énergie par la récupération de chaleur de rejet, LOCOTED a pour objectif d'identifier de nouveaux composés thermoélectriques performants et de les intégrer sous forme de revêtement au sein d'un nouveau type de convertisseur thermoélectrique à faible coût permettant de convertir en électricité de l'énergie thermique dégradée ou diluée rejetée à la source froide d'installations industrielles. De cette manière, le rendement global d'installations industrielles sera accru permettant ainsi de participer à la réponse donnée aux défis sociétaux liés à l'énergie.
MACOBIO [FR]
Le projet MACOBIO s'inscrit dans une initiative transversale coordonnée au niveau de la Région Wallonne, visant à réunir les principales compétences dans le domaine de la réalisation de matériaux à faible empreinte carbone, organisé en deux axes de travail : matériaux réalisés à partir de biomasse et matériaux composites bio-sourcés. De manière concise, cette grappe de projets MACOBIO vise à étudier et développer des composites à matrice thermoplastique et thermodurcissable à partir de résines bio-sourcées et des fibres naturelles sous différentes formes. Le projet a pour but de contribuer à la mise au point de matériaux composites biosourcés et au développement des procédés de mise en oeuvre associés. Il a pour ambition d'aller jusqu'à la production de prototypes de pièces complètes, de caractériser ces produits et de les comparer à leurs équivalents pétrosourcés en termes de propriétés et d'empreinte carbone via une analyse de cycle de vie (ACV).
MICRO+ [FR]
Au sein de projet MICRO+, le socle de compétences vise à intégrer et consolider les compétences et infrastructures requises dans le domaine des microsystèmes, installant de nouveaux outils de pointe, les exploitant par des recherches de base et développant les aspects manquants de la chaîne de valeur. L'objectif est de proposer, pour des projets de recherche industrielle, une offre intégrée de services non commerciaux en R&D avancées, aux centres de recherches et PME wallonnes, avec les environnements, infrastructures, équipements de fabrication et de tests et savoir-faire associé.