Recherche

Chappuis Thierry

Professeur HES associé

Compétences principales

Process monitoring and control

Professeur HES associé

Téléphone: +41 26 429 67 14

Bureau: HEIA_H10.17

Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg
Boulevard de Pérolles 80, 1700 Fribourg, CH

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Terminés

Moulage par injection de poudres métalliques à l'aide de liants biosourcés

AGP

Rôle: Co-requérant(s)

Requérant(e)s: VS - Institut Systèmes industriels, Carreno-Morelli Efrain, VS - Institut Systèmes industriels

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : Le but de ce projet est de développer un nouveau procédé pour produire des pièces par moulage par injection de poudres métalliques, à l'aide de liants polymères biosourcés. Les domaines d'application sont l'horlogerie et l'industrie biomédicale. L'originalité du projet réside dans l'utilisation de liants écologiques pour le transport des poudres lors du moulage et pour conférer de la résistance aux corps verts. Ces liants sont retirés par la suite et ne sont donc pas présents dans les pièces frittées, qui sont faites de matériaux conventionnels. Donc, le projet ne concerne pas le développement de nouveaux matériaux mais un nouveau procédé de fabrication. Un avantage du moulage et du micromoulage des pièces net-shape est la quantité réduite de matière qui est nécessaire. Le caractère biodégradable des polymères naturels permet en plus de réduire l'impact sur l'environnement. Haute résistance à la corrosion et absence de ferromagnétisme sont d'une importance majeure dans les domaines d'application visés, Des poudres d'alliages de titane et d'acier inoxydable sans nickel seront utilisées. Les liants seront sélectionnés parmi des polymères générés par fermentation bactérienne, des gélatines d'origine végétale ou animale, de la cellulose, de l'amidon et d'autres polymères naturels. Leur capacité à conférer de la résistance aux corps verts et remplacer des liants conventionnels dérivés du pétrole sera établie. Des pièces de test seront produites et caractérisées. Des procédés récemment développés à la HES-SO Valais seront notamment utilisés: d'une part le moulage par injection d'alliages de titane à partir d'hydrures métalliques, d'autre part la biosynthèse de polyhydroxyalcanoates (PHAs) par fermentation bactérienne. La HEIA-FR contribuera dans la caractérisation, la sélection et la réutilisation des liants, plastifiants, surfactants et solvants. Le contrôle dimensionnel des pièces, l'analyse des défauts par tomographie, le bilan énergétique et l'évaluation des impacts environnementaux du procédé seront réalisés à l'HEPIA. En collaboration avec la Société Soprod SA, on produira pièce complexe des dimensions réduites pour mouvement de montre en quartz, qui permettra d'évaluer le potentiel et les limites des nouveaux feedstocks.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Girard Hervé , Dabros Michal , Micaux Fabrice , Zinn Manfred , Carreno-Morelli Efrain , Grand Pascal , Sthioul Hervé , Richard Jacques , Chappuis Thierry , Hanik Nils , Rodriguez Arbaizar Mikel

Partenaires académiques: VS - Institut Systèmes industriels; VS - Institut Technologies du vivant; hepia inSTI; FR - EIA - Institut ChemTech; Carreno-Morelli Efrain, VS - Institut Systèmes industriels

Durée du projet: 01.10.2015 - 30.11.2017

Montant global du projet: 237'500 CHF

Statut: Terminé

Production d'hydrogène par energie solaire directe en utilisant des couches minces d'Hematite

AGP

Rôle: Collaborateur/trice

Requérant(e)s: VS - Institut Systèmes industriels, Ellert Christoph, VS - Institut Systèmes industriels

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : L'objectif est de mettre au point un procédé de production d'hydrogène par voie photoélectrochimique en fabricant des couches minces nanostructurés. L'énergie pour la dissociation d'eau sera fournie par le rayonnement solaire directe sans passant par l'electrolyse. Le centre de compétence en photoélectrochimie de l'EPFL (PEChouse) possède une expertise dans ce domaine et il a déjà mis au point une méthode de production de ces couches minces par voie CVD (Chemical Vapor Deposition) à pression atmosphérique (APCVD). Toutefois, les recherches n'ont pour l'instant abouti qu'à un procédé de laboratoire et les surfaces produites ne sont encore qu'à l'échelle de l'échantillon de largeur et longueur de quelques centimètres. La HES-SO Valais souhaite investiguer une nouvelle voie permettant la déposition de ces couches minces de manière stable et reproductible et se propose de développer un procédé PECVD (plasma enhanced chemical vapor déposition). Sur le conseil du PEChouse, le choix du matériau de base s'est porté sur l'hématite (Fe2O3). Dans un premier temps et avec l'aide de la HES Arc à la Chaux-de-Fonds, il s'agira d'adapter une enceinte à plasma permettant le dépôt du matériau par PECVD. Les équipements périphériques seront étudiés conjointement avec le Plasma Physics Research Center de l'EPFL. On analysera ensuite la structure micro et nanoscopique des échantillons obtenus. Dans un second temps, on déterminera les paramètres clefs du procédé afin d'améliorer le rendement de conversion eau-hydrogène, le taux de dépôt et d'agrandir le substrat. Les mesures de rendement peuvent être effectuées à l'EPFL.

, , , , , , , , , , , , , , , , , , Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Girard Hervé Ellert Christoph Amoos Serge Plomb Benoît Grange David Farine Brunner Sophie Cachelin Christian Pierre Fischer Fabian Cséfalvay Catherine Prieur Claudio Ramseyer Stephan Berthouzoz David Martinet David Clément Eric Vorlet Olivier Audriaz Michel Chappuis Thierry Laux Edith Mabillard Eric

Partenaires académiques: VS - Institut Systèmes industriels; FR - EIA - Institut ChemTech; Micro et nano systèmes; Ellert Christoph, VS - Institut Systèmes industriels

Durée du projet: 01.01.2014 - 30.09.2015

Montant global du projet: 250'000 CHF

Statut: Terminé

Call 2011 Production d'énergie propre en milieu urbain basé sur la transformation du CO2 en méthanol offrant un biocarburant neutre en CO2 utilisé dans le cadre de la mobilité urbaine et d'une autonomisation énergétique des bâtiments.

AGP

Rôle: Collaborateur/trice

Requérant(e)s: FR - EIA - Institut ChemTech

Financement: HES-SO Rectorat

Description du projet : La transformation du CO2 en méthanol représente une énergie propre renouvelable et facile à stocker, permettant à la Suisse de relever les défis environnementaux et économiques en lien avec la problématique de l'énergie. La solution proposée offre une production de carburant neutre en CO2 pour des applications en milieu urbain (voitures et pompes à chaleur utilisant une pile au méthanol) se basant sur une vision de bâtiments et de familles autonomes du point de vue énergique.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Dabros Michal , Grèzes Vincent , Favre-Perrod Patrick , Sanglard Pauline , Perruchoud Antoine , Bourrier Hervé , Vorlet Olivier , Naef Olivier , Richard Jacques , Chappuis Thierry , Marti Roger , Amrein Daniel , Mamula Steiner Olimpia , Bourgeois Jean-Pascal , Ropp Julien

Partenaires académiques: IGT; VS - Institut Entrepreneuriat & MANAGEMENT; hepia inSTI; FR - EIA - Institut ChemTech; FR - EIA - Institut ENERGY

Durée du projet: 01.03.2012 - 31.12.2014

Montant global du projet: 780'000 CHF

Statut: Terminé

Formulierung einer Silberdruckpaste für Zigarettenpapier

AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Description du projet : Eindicken einer Druckpaste auf der Basis von Aluminiumbronze für Zigarettenpapier. Der Auftraggeber erhält für die Dauer von einigen Tagen Zugang und Benützungsrecht zu Räumlichkeiten und Anlagen der Laboratorien für Industrielle Chemie der HTA-FR. Die Arbeit wird unter Beisein von mindestens je einem Vertreter des Auftragsgebers und des Auftragnehmers durchgeführt.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Chappuis Thierry

Partenaires académiques: FR - EIA - Institut ChemTech

Durée du projet: 01.05.2014 - 31.05.2014

Statut: Terminé

Extraction de produits naturels à l'aide de solvants alternatifs

AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Description du projet : Extraction de produits naturels à l'aide de solvants alternatifs, comme par exemple les liquides ioniques.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Chappuis Thierry

Partenaires académiques: FR - EIA - Institut ChemTech

Durée du projet: 01.05.2014 - 31.05.2014

Statut: Terminé

Scaling of the hydrolysis of cotton based cellulose nanowhiskers

AGP

Rôle: Requérant(e) principal(e)

Financement: Réseau Nanotechnologie

Description du projet : Significant efforts are currently devoted to the development and investigation of polymer nano-composites.The industrial interest in such materials is largely driven by the fact that the in-corporation of mechanically robust, high-aspect-ratio, nanoscale fillers can enhance the mechanical properties in comparison to those of the neat polymer.In this context, cellulose nanofibers are attracting much interest, due to their outstanding mechanical properties and the abundance and renewable nature of cellulose. The Adophe Merckle Institute produce actually 5 g per batch of cellulose nanowhiskers from filter paper and is interesting in increasing its production capacity. Hence the goal of the present project is to scale-up the process up to 1 kg of cellulose nanowhiskes per batch.

Equipe de recherche au sein de la HES-SO: Chappuis Thierry

Partenaires académiques: FR - EIA - Institut ChemTech; Chappuis Thierry, FR - EIA - Institut ChemTech

Durée du projet: 01.02.2012 - 31.12.2012

Montant global du projet: 57'000 CHF

Statut: Terminé

2019

Microparticles as additives for increasing the mechanical stiffness of polypropylene

Article scientifique ArODES

Stefan Hengsberger, Geoffroy Leignel, Eléonore Véron du Breuil, Christophe Cotting, Renaud Meuwly, Jean-Marie Dutoit, Thierry Chappuis

Chimia, 2019, vol. 73, no. 12

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Résumé:

Composite materials of polypropylene and mineral microparticles have been generated by compounding and tested in terms of mechanical stiffness. In a first step silica, boehmite and functionalized clay microparticle powder have been mixed with the polymer in a twin-screw compounder. The elastic modulus was highest for mixtures with a microparticle concentration of 5 to 10%w/w. An increase of 25% of the elastic modulus was achieved by simple melt extrusion. In a second step, a maleic anhydride-grafted polypropylene (PP-g-MA) was used as a matrix. When measured by nanoindentation, the pure PP-g-MA matrix showed an elastic modulus twice as high as pure PP, probably because of a partial reticulation. During extrusion, amino-silane functionalized clay microparticles were added to the PP-g-MA matrix and reacted with it by building covalent amide group bonds. The resulting compound material showed an elastic modulus of more than four times the stiffness of pure PP.

2017

MIM of nickel-free nitrogen strengthened austenitic stainless steel from bipolymer based feedstock

Article scientifique ArODES

Efrain Carreno-Morelli, Manfred Zinn, Mikel Rodriguez Arbaizar, Hervé Girard, Monica Bassas-Galia, Thierry Chappuis, Jacques Richard

Powder Injection Moulding International, 2017, vol. 11, no. 4

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Résumé:

Nickel-free stainless steels are of high interest for medical and dental applications, as well as consumer goods where contact with the skin is a consideration. In this paper Prof Efraín Carreño-Morelli and colleagues from the University of Applied Sciences and Arts Western Switzerland evaluate the MIM processing of the high-nitrogen content austenitic stainless steel P558. This is processed using a novel environmentally friendly binder that incorporates a polymer produced by bacterial fermentation.

2015

Effect of experimental parameters on water splitting using a hematite photoanode

Article professionnel ArODES

Olivier Vorlet, Francisco Giordano, Thierry Chappuis, Christoph Ellert

CHIMIA, 2015, vol. 69, no. 12, pp. 807-808

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Résumé:

Many studies designate hematite as a promising material for direct water splitting into hydrogen and oxygen. For a real outdoor application, it is important to consider hourly and seasonal conditions like temperature and sunlight intensity. The performance of an undoped hematite thin-film photoanode was tested in a photoelectrochemical cell under varying conditions of temperature and light intensity. Both parameters show a positive effect on performance under outdoor conditions.

2010

Reaction screening using a microreactor

Article scientifique ArODES

Olivier Naef, Mathieu Roch, Thierry Chappuis

CHIMIA International Journal for Chemistry, 2010, vol. 64, no. 12, pp. 889-891

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Résumé:

This article discusses the screening of chemical reactions using a microreactor equipped with infrared spectroscopy as online analytics. An esterification reaction has been optimized in continuous mode with the proposed setup. The esterification did not work well due to the material of the microreactor (stainless-steel 316Ti) that catalyzed the decomposition of formic acid. However, despite the occurrence of decomposition, an optimization could be achieved with this system.

Continuous micro-production using enzymatic reaction and online monitoring

Article scientifique ArODES

Regula Moser, Thierry Chappuis, Ennio Vanoli, Simon Crelier, Olivier Naef

CHIMIA International Journal for Chemistry, 2010, vol. 64, no. 11, pp. 799-802

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Résumé:

A micro-reactor coupled to a microfluidic system and an online UV/VIS spectrometer is described. The enzymatic reaction studied is the hydrolysis of the N-benzoyl-L-tyrosine ethyl ester (BTEE) to N-benzoyl-L-tyrosine (BT) and ethanol, catalyzed by chymotrypsin. The production is online monitored with UV spectroscopy at 256 nm. Three different immobilization methods of the enzyme are discussed: Eupergit® C, controlled-pore glass (CPG), and Sepharose.

2016

MIM of nitrogen-strenghtened austenitic stainless steel using biopolymer-based binder

Conférence ArODES

Efrain Carreno-Morelli, Manfred Zinn, Mikel Rodriguez Arbaizar, Monica Bassas, Hervé Girard, Thierry Chappuis, Jacques Richard

Proceedings of Powder Metallurgy World Congress, World PM2016 - AM - Powder bed based technologies, 9-13 October 2016, Hamburg, Germany

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Résumé:

High-nitrogen content austenitic stainless steel parts have been processed by injection moulding of a novel feedstock composed of gas atomized P558 stainless steel powder and biopolymer-based binder. The binder formulation consists of polyhydroxyalkanoate backbone polymer produced by bacterial fermentation, filler wax and surfactant. The solids loading was 60 vol.%. Tensile test specimens were injection moulded, debinded and sintered at 1270°C under nitrogen. The microstructure was characterized by metallographic observation, X-ray diffraction and X-ray computer tomography. Yield stress of 600 MPa, ultimate tensile strength of 900 MPa were achieved, meeting the reference values of the wrought alloy.

Réalisations

Recherche

Chappuis Thierry

Professeur HES associé

Compétences principales

Ingénierie chimique

Simulation de procédés

Process monitoring and control

Machine Learning

Data Science

Programmation scientifique

Programmation python

Professeur HES associé