CENTRE DE COMPETENCES
matériaux métalliques et procédés
Les activités de notre centre de compétences s’articulent autour du développement et de la qualification des matériaux et procédés destinés à la fabrication de structures et de systèmes critiques d’avions, de satellites, de lanceurs et de turbomachines.
Objectifs
Notre centre de compétences regroupe des savoir-faire scientifiques et technologiques pluridisciplinaires et complémentaires, permettant de transférer plus rapidement les résultats des projets de recherche vers l'industrie. L'éventail des compétences comprend des experts en métallurgie physique, en simulation de procédés, en modélisation thermomécanique, en procédés spéciaux et en caractérisations physico-chimiques.
La stratégie de recherche est axée sur l'écoconception, la sobriété et la durabilité des matériaux, des structures et des systèmes métalliques. Le développement de matériaux sur mesure présentant des propriétés spécifiques, comme les matériaux architecturés ou les matériaux à gradient fonctionnel, sont au cœur de cette stratégie, de même que l’utilisation élargie d’alliages issus de la filière recyclage ou le déploiement de procédés de réparation pour des composants à haute valeur ajoutée.
Domaines R&T
PROCEDES DE TRANSFORMATION A CHAUD DES ALLIAGES METALLIQUES (PROCEDES SPECIAUX)
- Fabrication additive métallique
- Fusion sur lit de poudre (LaserBeamMelting, ElectronBeamMelting) et dépôt de matière sous énergie concentrée (LMD-p et LMD-w) ;
- Règles de conception et de fabrication ;
- Stratégies de construction ;
- Définition des domaines opératoires des procédés (alliages conventionnels et en cours de développement) ;
- Réparation et fonctionnalisation ;
- Solutions technologiques pour les matériaux à gradient de fonction (FGM) ;
- Forgeage/matriçage
- Définition de nouvelles voies thermomécaniques pour des composants à très haute valeur ajoutée ;
- Cycles thermomécaniques optimisés ;
- Utilisation de sources de matières premières recyclées ;
- Hybridation des procédés (couplage, forgeage et fabrication additive) ;
- Traitements thermiques et compaction isostatique à chaud
- Définition de cycles optimisés (dimensions techniques et économiques).
METALLURGIE PHYSIQUE
- Métallurgie des alliages transformés par des procédés spéciaux : impact des paramètres du procédé et des géométries (effet d'échelle) sur les propriétés physiques des matériaux ;
- Transformations de phases induites par des procédés thermomécaniques : analyse et quantification des phases en présence, textures morphologiques et cristallographiques, etc. ;
- Métallurgie des surfaces et interfaces (réparation, fonctionnalisation et matériaux à gradient).
DURABILITE DES MATERIAUX ET DES STRUCTURES, VIEILLISSEMENT
- Propriétés mécaniques des matériaux et structures
- essais quasi-statiques
- résistance à la fatigue et à la propagation de fissures
- ténacité
- résistance à l'impact
- amortissement des vibrations ;
- Relation entre les micro/macro structures et les propriétés mécaniques ;
- Lois de comportement mécanique des matériaux et des structures ;
- Bases de données des défauts associés aux paramètres des procédés ;
- Effet des défauts sur les propriétés mécaniques et les modes de défaillance
- définition de critères d'acceptabilité (abaques et modèles numériques) ;
- Vieillissement
- stabilité des microstructures et des propriétés dans le temps, sous l'effet de contraintes thermomécaniques
- évaluation des propriétés mécaniques résiduelles.
MODELISATION DU COMPORTEMENT THERMOMECANIQUE DES MATERIAUX & STRUCTURES, SIMULATION DES PROCEDES
- Utilisation et développement d'outils de simulation pour les procédés spéciaux : traitement des données héritées des systèmes de surveillance des procédés ;
- Modèles thermomécaniques de matériaux et de structures : modélisation multi-échelle ;
- Modélisation des matériaux architecturés.
Notre offre
- Développement de paramètres de procédés spéciaux (fabrication additive, forgeage, matriçage, compaction isostatique à chaud, traitements thermiques) : définition de domaines opératoires et de cycles thermomécaniques pour les alliages d'aluminium, de titane, de nickel et aciers
- Solutions de réparation pour les composants fonctionnels et les outillages
- Développement de systèmes de contrôle in-situ du procédé
- Règles de conception et de fabrication liées
- Conception, fabrication et caractérisation de matériaux architecturés (e.g. des structures en treillis)
- Conception, fabrication et caractérisation de matériaux à gradient de fonction
- Démonstrateurs à l'échelle 1:1 ou réduite, preuves de concept
- Expertise en métallurgie physique : analyse de microstructures multi-échelles, études des transformations de phases
- Expertise en mécanique des matériaux : lois de comportement des matériaux, études de résistance à la fatigue et à la propagation des fissures, détermination du/des mode(s) de rupture
- Support à la définition de critères d'acceptation des défauts de fabrication
- Caractérisation mécanique multi-échelle des matériaux et des structures
- Modèles thermomécaniques de matériaux et de structures (modèles 3D complets et réduits)
- Bancs d'essais thermomécaniques instrumentés
- Bases de données sur les propriétés des matériaux et des structures intégrant les paramètres de fabrication et les post-traitements
- Apprentissage automatique pour l'analyse d'images et le post-traitement des données de fabrication
- Formations, ateliers thématiques scientifiques et technologiques
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