Analyses Thermiques

La Plateforme Lyonnaise d’Analyse Thermique (PLAT) est une plateforme dont le parc d’équipements, le fonctionnement, les orientations scientifiques et techniques sont entièrement sous la responsabilité du LMI. Elle réunit un ensemble très complet d’appareillages de calorimétrie, d’analyses thermogravimétriques, thermo-mécaniques et thermo-microscopiques, ainsi que de couplages entre la thermogravimétrie et la chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse. Il y a peu de plateformes et de compétences similaires accessibles au niveau national. La plateforme auto-finance son fonctionnement (hors-salaires des permanents), ainsi que la maintenance, le renouvellement et l’extension de son parc d’équipement. Elle fonctionne de manière ouverte, à la fois dans le cadre de projets de recherche des équipes du LMI, de projets de recherche partenariale avec des entités publiques ou industrielles, et aussi en régime de prestation vis-à-vis de clients académiques ou industriels.

Responsable de la plateforme: Dr. Ing. Rodica CHIRIAC, IR CNRS

Fonctionnement : prestations d’analyses / contrats de collaboration / activités de recherche (partenaires industriels & universitaires)

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Equipement

• 2 Thermobalances Mettler-Toledo TGA/DSC3+ (photo 1) : 25 - 1600°C et 25 - 1100°C ; N₂, Ar, He, Air, O₂, CO₂, Ar+H₂
• 1 Thermobalance Setaram TGA Setsys Evo (photo 2): 25 - 2400°C (four carbon vitreux, alumine, quartz) ; canne TGA/DSC & TGA/DTA
• 1 couplage ATG/Interface de stockage à 16 boucles/GC-MS (photo 3) (GC 7890B - MSD 5977A Agilent Technologies avec colonne HP-5MS, longueur 60 m $\Rightarrow$ COV)
• 1 µGC/MSD (photo 4) SRA Instruments (3 colonnes : OV1, Tamis, PPU) $\Rightarrow$ COV, O₂, N₂, CO, CO₂, CH₄, H₂O, H₂, Ar, NH3, SO₂ etc.
• 1 µGC Fusion (CHEMLYS) avec 2 modules Tamis BF 10 m & RT-Q 12m
• 1 appareil d’Analyse Calorimétrique Différentielle Mettler Toledo DSC1 (photo 5) : de -170 à 700°C ; Ar, N₂, Air
• 1 appareil d’Analyse Calorimétrique Différentielle Setaram DSC Sensys Evo (photo 6): de 25 à 830°C ; Ar, N₂, Air
• 1 appareil de DSC sous pression Mettler Toledo HP DSC 827 (photo 7) : 25 - 700°C, P < 10MPa ; O₂, N₂, Air ; avec contrôleur de débit et de pression
• 1 Calorimètre CALVET Setaram C80 (photo 8) : avec cellules de retournement, cellules à membrane et cellules sous pression 100 & 350 bars ; 25 - 300°C
• 1 Appareil d’analyse thermomécanique Mettler Toledo TMA/SDTA 840 (photo 9) : 25 - 1100 °C ; 0-2 N ; N₂, Air ; modules de traction (films, fibres) et compression
• 1 Appareil d’analyse thermomécanique vertical NETZSCH 402 F1 Hyperion (photo 11) : 25 - 1550 °C ; 0-4 N ; N₂, Air, Ar ; fonctionnement sous vide 10^-3 – 10^-4, modes de mesure expansion, pénétration, flexion 3 points, traction ; Logiciel avec fonctions spéciales (RCS, c-DTA, Densité)
• 1 Microscope thermo-optique Zeiss avec platine chauffante/refroidissante LTS 350 Linkam (photo 10) : de -70 à 300°C

Domaines d’application

Énergie – Environnement – Géologie/Planétologie – Polymères – Métallurgie – Industrie pétrolière – Matériaux de construction – Produits cosmétiques – Industrie pharmaceutique – Nucléaire – Industrie agro-alimentaire

Paramètres physico-chimiques et autres déterminations

• températures et enthalpies de fusion et cristallisation
• capacité calorifique ; transition vitreuse ; cristallinité
• chaleur de réaction, mélange, dilution ou dissolution
• chaleur sensible/latente par DSC à modulation de température
• dégradation thermique avec identification des composés (analyse des gaz émis par couplage ATG/GC-MS)
• domaines de stabilité thermique
• transitions polymorphiques ; pureté ; etc…

Exemples d’études

• Identification et suivi des gaz émis lors de la dégradation thermique des matériaux (polymères, silicones, bitumes…)
• Transformations de phase dans les alliages métalliques
• Etude de la décomposition thermique des nanocomposites (polymères/sels métalliques, polymères/silices mesoporeuses, revêtements à base de nitrures déposés sur acier..)
• Compréhension des mécanismes de formation des nanofilaments et nanotubes d’oxyde métallique obtenus obtenus par électrofilage
• Thermolyse des boranes et borohydrures pour le stockage de l’hydrogène
• Compréhension des phénomènes de thermo-réactivité liés à la présence d’eau dans les météorites
• Etude des minéraux pour la capture du CO₂
• Détermination du comportement à basse température et de la répartition des paraffines pour des échantillons de gazoles, fuels domestiques, huiles de chauffe, bitumes, biodiesel
• Stabilité à l’oxydation des lubrifiants, huiles moteur ou huiles végétales (température d’oxydation-OOT, temps d’induction-OIT)
• Étude du cyclage thermique des revêtements nanocomposites
• Détermination du coefficient de dilatation thermique/linéaire
• Conversion thermique de la biomasse. Détermination de la capacité calorifique

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