HORIZONS STIM : Cet étudiant de Concordia pourrait révolutionner l’impression 3D
Keroles Riad espère que l’impression 3D au dioxyde de titane permettra d’obtenir des pièces robustes et résistantes à la lumière.
La technologie d’impression 3D a considérablement évolué ces dix dernières années. Elle est désormais si spécialisée qu’elle sert à la production de pièces d’avion ou de moteur-fusée.
Keroles Riad, doctorant du programme d’études individualisées de l’Université Concordia, travaille à l’élaboration de nouveaux matériaux plus robustes aux fins de l’impression 3D. Ces matériaux pourraient contribuer à repousser les limites de la conception et de la fabrication additive.
Son choix de matière première? Le dioxyde de titane (ou blanc de titane), une substance qui absorbe les rayons ultraviolets et constitue un ingrédient clé des écrans solaires.
« Le rêve de libérer la conception des contraintes de fabrication »
Quel est le rapport entre l’image ci-dessus et vos travaux à Concordia?
Keroles Riad : L’image montre des nanoparticules de blanc de titane vues au microscope électronique à effet tunnel. J’ai créé ces nanoparticules par pyrolyse par projection à la flamme dans le cadre d’un stage de recherche que j’ai effectué à l’ETH Zurich.
Le microscope montre l’espacement entre les différentes structures cristallines. Nous avons décelé un espacement que l’on ne trouve pas dans le blanc de titane normal. Cela nous a permis de découvrir dans les particules produites à la flamme une structure cristalline monoclinique jamais observée jusqu’alors.
À Concordia, je mets au point de nouveaux matériaux destinés à l’impression 3D par stéréolithographie. Pour ce faire, j’utilise un nouveau mécanisme de durcissement par effet photochimique qui fait appel à des nanoparticules semi-conductrices comme le blanc de titane. Le blanc de titane obtenu à la flamme que l’on voit ici est de deux à trois fois plus efficace que celui du commerce.
Quels résultats attendez-vous de votre projet, et quels pourraient en être les effets concrets dans la vie des gens?
Keroles Riad : L’impression 3D par stéréolithographie n’est jamais utilisée pour fabriquer des pièces, car les matériaux sont instables et trop sensibles à la lumière du soleil. Les pièces casseraient en l’espace de quelques mois.
Mon objectif est de créer de nouveaux catalyseurs qui ne sont pas sensibles à la lumière du soleil, ce qui permettra d’utiliser l’impression 3D par stéréolithographie pour fabriquer des pièces. Grâce à cette technique, on peut fabriquer des pièces d’une grande complexité, qu’il est impossible d’obtenir selon les procédés habituels. C’est le rêve de tout ingénieur de libérer la conception des contraintes de fabrication.
Quels sont les principaux obstacles auxquels vous vous heurtez dans vos travaux?
Keroles Riad : Le principal obstacle est le caractère interdisciplinaire de la recherche sur les matériaux. En effet, non seulement je dois posséder des connaissances techniques sur le processus de fabrication par impression 3D, mais il faut aussi que j’aie une meilleure compréhension de la chimie organique et de la chimie des polymères que l’étudiant type en génie.
En outre, comme j’utilise des nanoparticules qui interagissent avec la lumière, je dois également bien connaître la physique quantique. Or, le génie est déjà en soi un domaine pluridisciplinaire. Ma formation, par exemple, est axée sur le génie mécanique, mais le stage que j’ai fait à l’ETH portait plutôt sur le génie des processus de production des nanoparticules.
Quelle personne, quelle expérience ou quel événement particulier vous a donné l’idée de votre sujet de recherche et incité à vous intéresser à ce domaine?
Keroles Riad : Gavin Kenneally (B. Ing. 2012) a été mon modèle. Il a fait ses études de premier cycle à Concordia, ainsi que des stages dans le cadre de bourses de recherche de 1er cycle avec Paula Wood-Adams, professeure et doyenne des études supérieures. J’ai rencontré Mme Wood-Adams parce que Gavin Kenneally m’avait invité à assister à un séminaire sur ses travaux relatifs à l’impression 3D, organisé dans le laboratoire de la professeure.
Je suis ensuite devenu son étudiant : au baccalauréat, à la maîtrise et, maintenant, au doctorat.
Comment les étudiants en STIM que cela intéresse peuvent-ils se lancer dans ce type de recherche?
Keroles Riad : Il ne faut pas trop y penser ni trop essayer de planifier. Il faut se jeter à l’eau.
Qu’est-ce qui vous plaît le plus à Concordia?
Keroles Riad : La culture et la communauté. La passion des étudiants de Concordia ne ressemble en rien à ce que j’ai vu ailleurs. J’ai pu saisir toutes sortes d’occasions, et j’espère pouvoir aider d’autres étudiants à faire de même.
Cette recherche a bénéficié d’une subvention du Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada. Apprenez-en davantage sur le Programme d’études individualisées de Concordia.
