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PROJETS FINANCES PAR DES ORGANISMES NATIONAUX

EQUIPEX - PROJET PHARE

Plateforme macHines tournantes pour la mAîtrise des Risques Environnementaux (production d’énergie simulation)

Porteur et partenaires du projet : Université de Lyon / Ecole Centrale de Lyon, INSA-Lyon, ENS-Lyon, EDF R&D, SNECMA, Laboratoire national des champs magnétiques intenses
(LNCMI - CNRS), Université Claude Bernard de Lyon 1 (UBCL)
Contact : Fabrice Thouverez
Dotation : 3 000 000 euros

Les recherches menées sur la plateforme PHARE permettront de concevoir la machine tournante du futur pour la maîtrise des risques environnementaux. La plateforme sera dotée d'une architecture innovante, équipée de paliers non polluants de systèmes intelligents embarqués, permettant de répondre aux critères d'ultra-compacité, au fonctionnement dans une gamme étendue de vitesse, tout en offrant une robustesse aux épreuves sous sollicitations extrêmes.

Présentation globale du projet

implantation

CHAIRE  INDUSTRIELLE ARENA

Aéroacoustique des nouvelles architectures de moteur en aéronautique

Le projet de chaire industrielle ARENA porté par Christophe Bailly, professeur à l’École Centrale de Lyon, a été sélectionné par l’Agence Nationale de la Recherche (ANR - édition 2018). La chaire ARENA est consacrée au bruit des futures architectures de moteur en aéronautique, avec un budget de 2M€ financé pour moitié par Safran Aircraft Engine et pour moitié par l’ANR.

Le Conseil consultatif européen de la recherche aéronautique (ACARE) a récemment confirmé par le biais de son programme stratégique de recherche et d’innovation, la vision européenne du bruit dans l’aviation en 2050. Cette perspective peut être traduite en objectifs opérationnels : le bruit perçu devra réduit de 50% d’ici 2020 et de 65% d’ici 2050 (-15 dB/opération) par rapport à l’an 2000. Des objectifs similaires sont également soutenus par le Conseil pour la Recherche Aéronautique Civile (CORAC). Dans ce contexte, le présent projet porte sur les émissions sonores des nouvelles architectures de moteurs et d’avions prévues au-delà de 2025.

Pour atteindre ces objectifs, les nouvelles conceptions d’aéronefs du futur font apparaître des couplages plus importants entre l’avion lui-même et les moteurs. La chaire industrielle ARENA a pour objectif de comprendre et de modéliser l’impact de ces nouvelles conditions d’installation des moteurs sur la génération, la propagation et le rayonnement du bruit. Un accent particulier est mis sur le fan (appelé aussi soufflante, grande roue visible à l’entrée d’un moteur d’avion), qui est la principale source de bruit au décollage et à l’atterrissage.

L’École Centrale de Lyon et Safran Aircraft Engines collaborent depuis longtemps sur les problématiques du bruit des moteurs d’avion. Ces collaborations s'appuient sur le Laboratoire de Mécanique des Fluides et d’Acoustique (LMFA) disposant de moyens expérimentaux exceptionnels à l’échelle internationale, et sur le LabEx CeLyA qui fédère depuis 2011 toutes les activités en acoustique des laboratoires de Lyon et Saint-Étienne. ARENA va également contribuer à consolider le leadership technique et scientifique en aéroacoustique de Centrale Lyon et du LMFA pour la recherche et l’enseignement, avec le Master international d'Acoustique labellisé par l’Université de Lyon.

Poster Safran

Pour en savoir plus : http://acoustique.ec-lyon.fr/

Photo : LP3 facility of the LMFA. This facility is used for fan noise studies, performed at a good scale to develop research work, e.g. advanced in-duct modal detection using a large number of pressure probes.

PROJET MENISCARE


 Le projet MenisCare (2018/2021) rassemble les laboratoires Liphy (Université Grenoble-Alpes) et Creatis (Université Lyon 1), le CIC-IT (Centre d’Investigation Clinique- Innovation Technologique) du CHU Grenoble Alpes et deux PME, Cartimage Medical (La Tronche) et ACS Biotech (Lyon).
Ce projet vise à proposer une nouvelle approche de la chirurgie du ménisque du genou, en favorisant la réparation des lésions méniscales plutôt que l'ablation (méniscectomie).
Ce travail de recherche est financé par le FRI (Fond régional Innovation) de la région Rhône Alpes Auvergne
L’objectif est de réaliser un système d’imagerie photoacoustique endoscopique permettant de mesurer la densité de vascularisation d’un ménisque in vivo sur animal. En effet, à l'heure actuelle, la littérature montre un taux d'échec de la réparation méniscale entre 5% et 43%. Un des critères majeurs pour l'établissement d'un pronostic de succès de la réparation du ménisque est la présence de capillaires sanguins (micro-vascularisation) dans la zone lésée à suturer. Or cette micro- vascularisation est à l'heure actuelle détectable uniquement par des techniques invasives comme l’immuno-histologie. Il est donc essentiel d’apporter une technique non invasive de mesure qui permette de déterminer, avec un niveau de certitude suffisant, si une suture peut être réalisée avec succès sur un ménisque.

Nous proposons de développer un instrument pour détecter in vivo la densité de vascularisation d’un ménisque Pour cela, l’objectif sera de réaliser un système d’imagerie photoacoustique dans les contraintes d’un dispositif médical endoscopique. L’imagerie photoacoustique permet de réaliser des images de contraste optique avec un signal de détection ayant les propriétés de propagation et de diffusion des ondes acoustiques. Son principe repose sur la génération d’une onde acoustique par effet thermoélastique suite à une variation thermique engendrée par absorption optique de l’objet à imager. Cette onde acoustique est ensuite détectée à l’aide d’un transducteur piézoélectrique. L’utilisation d’une longueur d’onde optique centrée sur l’absorption de l’hémoglobine permet alors d’obtenir une image à résolution acoustique (100μm) de la vascularisation avec un très fort contraste. Sur la base d’une sonde échographique intra-articulaire utilisée lors d’opérations sous-arthroscopie, il s’agit donc de développer un imageur photoacoustique endoscopique avec les mêmes contraintes de dimensions. Cet imageur sera testé et calibré sur des fantômes de ménisque. Il s’agit de circuits microfluidiques réalisés en PDMS qui doivent permettre de simuler le réseau micro vasculaire proche de celui du ménisque de façon être le plus réaliste possible (taille de canaux, densité, diffusion optique).

En parallèle de ce travail, des travaux d’immuno-histologie devront être réalisés dans le cadre de la collaboration MenisCare pour mieux comprendre le réseau vasculaire humain du ménisque et trouver le modèle animal le plus approprié. A partir des échantillons d’intérêt (humain et animaux), les paramètres optiques de l’imageur pourront être optimisés de façon à ne pas endommager le tissu méniscal.

L’objectif final est de pouvoir réaliser avec cet imageur une mesure sur animal in vivo en chirurgie ouverte.

PROJET CARIBBBOU

Contrôle de cavitation in-vivo : application à l'ouverture de la barrière hémato-encéphalique (ANR 2015-2019)

Il a été reconnu que la barrière hématoencéphalique (BHE) constitue un obstacle majeur à l'entrée des molécules thérapeutiques dans le système nerveux central (SNC). Il a été démontré que l'utilisation d'ultrasons avec la présence de microbulles pour améliorer localement la cavitation acoustique dans les capillaires du SNC permet d'augmenter significativement la perméabilité sanguine du SNC grâce à l'ouverture temporelle de la BHE, ce qui constitue une stratégie prometteuse pour augmenter la libération des agents thérapeutiques dans les tumeurs cérébrales. La compréhension des mécanismes qui sous-tendent la stimulation de l'absorption moléculaire et la modification cellulaire par ultrasons dans les tissus cérébraux est cruciale, avec l'exigence clé d'un meilleur contrôle des divers aspects du phénomène de cavitation.

Le projet CARIBBBOU est un consortium international dont l'objectif est de se concentrer sur le contrôle in-vitro et in-vivo de tout type d'activité de cavitation ultrasonore, avec application à l'amélioration de l'ouverture de la BHE et à la délivrance des gènes du cerveau pour les maladies neurodégénératives du SNC. Ce projet est financé par l'Agence Nationale de la Recherche (ANR) en collaboration avec le Ministère de la Science et de la Technologie (MOST) à Taiwan, pour un montant de 750 k€. L'IP français est Claude Inserra (LabTAU) et l'IP taiwanais est le Dr When-Shiang Chen (NTUH, Taiwan).

CHAIRE INDUSTRIELLE ADOPSYS

Le projet de chaire industrielle ADOPSYS (pour Aeroacoustics of Ducted and Open-rotor Propulsion SYStems) est dédié à des recherches sur le bruit d’origine aérodynamique des propulseurs aéronautiques modernes. Ceci recouvre les turboréacteurs à très grands taux de dilution, pour lesquelles les sources principales sont l’étage de soufflante et le jet, et les doublets d’hélices contrarotatives ou les hélices libres. Le but est d’approfondir la compréhension des phénomènes physiques sous-jacents aux mécanismes d’émission sonore, pour toutes les sources concernées, de façon à proposer des règles de conception à moindre bruit. Les avancées pourront s’appliquer aussi bien à d’autres technologies de turbomachines, comme les compresseurs centrifuges ou les systèmes de conditionnement d’air. Le projet vise à faire une part équilibrée entre la recherche fondamentale et le transfert de connaissances vers le milieu industriel. La chaire sera hébergée par le LMFA (Laboratoire de Mécanique des Fluides et Acoustique) de l’ECL (Ecole Centrale de Lyon) et le partenaire industriel est le constructeur de propulseurs Snecma (groupe SAFRAN). Le LMFA apporte son savoir-faire en modélisation aéroacoustique par des méthodes analytiques et/ou numériques, et met à disposition ses installations (souffleries anéchoïdes et banc d’essai de ventilateur) pour des études expérimentales à caractère fondamental. Le titulaire de la chaire est un professeur venant de l’étranger. Le programme scientifique comporte cinq thèmes, à savoir le bruit des turbomachines en conduit, le bruit des rotors libres, le bruit de jet, le développement de techniques de mesure avancées et la formation et le transfert de connaissances. La chaire interviendra en complément de l’EquipEx PHARE. L’objectif à long terme, en marge de l’approfondissement des connaissances fondamentales, est d’accroître la compétitivité du partenaire Snecma et de contribuer à réduire les nuisances sonores aéroportuaires en accord avec les objectifs de l’ACARE.