mécanique et mécanismes des changements de phases

Volume 97 - Hors Série - 2009ISSN 0032-6895

MATÉRIAUXTECHNIQUES

&

Mécanique et mécanismesdes changements de phases

MATÉRIAUX & TECHNIQUESwww.mattech-journal.org

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ISSN : 0032-6895e-ISSN : 1778-3771ISBN : 978-2-7598-0544-0

Revue éditée par EDP Sciences S.A.17 av. du Hoggar, BP 112,91944 Les Ulis Cedex A, France

Directeur de la publication : Jean-Marc QuilbéRédacteur en chef : René GrasResponsable de la production : Agnès HenriRédacteur en chef adjoint et actualités : Ariana [email protected]étaire de rédaction : Florence AnglézioMise en page : Xavier de AraujoBureau éditorial : Véronique Condé

Publicités, publi-reportages, annoncesJessica EkonE-mail : [email protected]él. : +33 1 69 18 92 40 • Fax : +33 1 69 18 18 15

Imprimée en France par Louis-Jean,05003 Gap, France

Dépôt légal : avril 2010

L A R E V U E D E S M AT É R I A U X I N D U S T R I E L S E T D E L E U R S T E C H N I Q U E S D E M I S E E N Œ U V R E

ACTUALITÉS TECHNIQUES ET INDUSTRIELLES

Illustration de couverture : Champ de déformation plastique dans une microstructure biphasée γ/γ d'unsuperalliage base nickel en cours de fluage, simulé par un modèle de champ de phase.(Cette image nous a été fournie gracieusement par A. Gaubert, Y. Le Bouar, A. Finel, Onera/CNRS).

ÉTUDES SCIENTIFIQUESET TECHNIQUESÉditorialB. APPOLAIRE, S.A. CHIRANI, S. CALLOCH ET S. DENIS 21

Transformations et contraintes de cohérence dans les superalliageset les intermétalliques de base TiAlA. HAZOTTE 23–31

Effet des contraintes de mise en oeuvre sur la cristallisation des polymèresR. FULCHIRON 33–39

Effets des transformations de phase sur la tenue mécanique à hautetempérature des céramiques réfractairesN. SCHMITT ET J. POIRIER 41–49

Application de la diffraction des électrons rétrodiffusés (EBSD) à l’étudedes transformations de phaseA.F. GOURGUES-LORENZON 51–60

Apport de la diffraction synchrotron à l’étude de la transformationmartensitique dans les aciersM. DEHMAS, F. BRUNESEAUX, G. GEANDIER, E. GAUTIER,B. APPOLAIRE, S. DENIS, B. DENAND, A. SETTEFRATI,A. MAURO, M. PEEL, G. GONZALES AVILES ET T. BUSLAPS 61–69

Méthodes atomiques et élasticitéM. FÈVRE, A. FINEL, Y. LE BOUAR ET C. VARVENNE 71–79

Étude mécanique d’un changement de phase allotropique à l’échelle mésoscopiqueM. CORET, S. VALANCE, R. LANIEL ET J. RÉTHORÉ 81–87

Effets des transformations de phases sur le comportement mécanique d’alliagesbase zirconium, pendant et après incursion à haute température en ambianceoxydante (vapeur)J.-C. BRACHET, V. VANDENBERGHE, L. PORTIER, A. STERN, D. GILBON,J.-P.MARDON, B. HAFIDI ET A. PINEAU 89–98

Optimisation des traitements thermiques dans les alliages de titaneet de nickel pour pièces structurales de turboréacteurs aéronautiquesJ.-Y. GUEDOU 99–108

1MATÉRIAUX & TECHNIQUES HORS SÉRIE 2009

2 Actualités5 Formations7 Prix /Récompenses

11 Publications

12 Nouveaux produits14 Agenda : Congrès,salons, conférences, colloques

mailto:[email protected]



2 MATÉRIAUX & TECHNIQUES HORS SÉRIE 2009

Leterme «propriétés psychosensorielles des matériaux» dé-signe la part des propriétés physiques, physico-chimiques,mécaniques des matériaux accessible à la perception hu-

maine. Le développement d’approches matériaux pilotées parl’obtention d’effets psychosensoriels repose sur une descriptionprécise des effets, sur une métrologie adaptée et sur la compré-hension des mécanismes de perception.C'est dans le but de faire un état de l’art et d’échanger des ex-

périences et des éléments de prospective sur ce sujet qu'a été or-ganisée par le groupe Sensomines, la journée industrielle «Ingé-nierie des matériaux et sensations ».Des chercheurs et des industriels ont exposé leurs travaux au-

tour de quatre thèmes.

L'aspect perçu desmatériaux :propriété d'usage ou symptôme ?

�L'ingénierie des sensations au CMDGJ.M. Lopez-Cuesta et O. Eterradossi (CMDG, Mines d'Alès) ontabordé cette thématique en donnant l’exemple du travail métho-dologique effectué sur cet aspect au Centre des Matériaux deGrande Diffusion (CMDG). Deux approches sont utilisées selonque les matériaux sont perçus comme continus (leurs constituantssont plus petits que le pouvoir séparateur des capteurs humains)ou texturés (constituants ou domaines de taille détectable parl’observateur), la texture pouvant être planaire (dans ce cas, on arecours à des techniques d’analyse d’image spécifiques), tridi-mensionnelle ou temporelle.

Comment fait-on de l'ingénierie des sensations ?L'approche choisie considère le matériau alors qu’il n'est pas en-core un objet : ce n’est encore que de la matière et des procédés

(après le travail d’un designer, l’objet révèlera les propriétés de lamatière à travers sa forme et son emploi). On peut agir sur le ma-tériau en l’accordant pour lui conférer la capacité à générer unesensation. Les propriétés sensorielles dumatériau (vision, toucher,etc.) sont dans ce cas traitées comme des propriétés d'usage, et for-mulées : on essaye d’atteindre une propriété finale en agissant surun certain nombre de propriétés individuelles des constituants etsur les réglages des procédés demélange et demise en forme. Ellessont aussi traitées comme un symptôme (dans ce cas on les utilisecomme desmarqueurs aisément accessibles d’un état dumatériau,et on utilise des modèles physiques pour inférer cet état).Pour mettre en place cette ingénierie, le centre a une double ap-

proche, une approche méthodologique (parce que les effets sen-soriels des matériaux ont évolué plus vite que les méthodes et lesinstruments de caractérisation...) et une approche applicative.Selon cette approche, pour faire de l’ingénierie de sensations

complexes comme «la douceur», «la transparence», «le confortthermique», «l’effet soft focus» ou «l’aspect métallique», il faut tra-duire en grandeurs utilisables par les ingénieurs la structure del’espace «conceptuel» dans lequel la propriété est représentéedans l’esprit de l’observateur : on cherche donc à réorganiser l'es-pace physique des grandeurs mesurables en s’appuyant sur lastructure de l’espace sémantique. On détermine ensuite deséchelles et des intervalles d’application. Il faut pouvoir faire desmesures, donc si nécessaire développer des appareils de mesurequi miment les actions des opérateurs ou utiliser les appareils demesure existants avec des méthodes nouvelles.

�L'aspect perçu dans l'industrie du papierLa complexité et les difficultés de fabrication, liées à l’aspect perçudecematériau complexe ont été illustrées par P. Caulet (Arjowiggins In-dustrial Solutions) dans le cas de la fabrication des papiers spéciaux(graphiques, etc. et à destination de l’industrie). Les propriétés

ACTUALITÉS TECHNIQUESET INDUSTRIELLES

Matériaux et propriétés psychosensoriellesL'intérêt porté aux propriétés psychosensorielles des matériaux s'étend désormais à l'ensemble des produitsde grande consommation et leur maîtrise constitue actuellement un sujet industriel à fort impact sociétal.Le groupe Sensomines de l'Institut Carnot M.I.N.E.S a organisé, le 4 février 2010, la journée industrielle «Ingé-nierie des matériaux et sensations», réunissant des industriels et des chercheurs qui ont échangé leurs pointsde vue et leurs besoins en matière d’interactions entre sciences des matériaux et approches sensorielles.

Événement


recherchées dépendent des applications et les caractéristiquesd'usage du papier vont être de l'ordre dumm, cmoum (voire plus).L'aspect du papier est à la fois une propriété d'usage et un symp-

tôme. Dans certains cas, on recherche dans des papiers à usage gra-phique, des caractéristiques d'aspect qui vont concerner la couleur, letoucher, des reflets, de la transparence, du scintillement... D'autrepart, on est obligé de suivre par contrôle qualité des caractéristiquessensorielles comme la couleur et la blancheur, l'opacité.Onpeut aussichercher pour les papiers grainés si l'aspect dugrain ou le toucher estbon, oupour lepapier hospitalier, douceur et drapé.On s'intéresse auxaspects de surface pour les papiers qui doivent être transformés parla suite (mesuresde lissé,mesuresde rugosité et d'état de surfacedansle sens large). Le contrôledumatériaudansune successiond’états tran-sitoires en cours de fabrication et l’inférence de ses propriétés senso-rielles dans l’état final sont un objectif difficile et ambitieux.

Olfaction etmatériaux odorants

�Les substances odorantes des revêtements intérieursLesmatériauxutilisés dans les aménagementsdenos intérieurs émet-tent des composés organiques volatils dont certains vont être odorantset cette charge odorante va définir l'odeur de fond d'une pièce.O. Ramalho (Centre Scientifique et Technique Bâtiment) a expli-

qué l’évaluation des matériaux par rapport à l’odeur. Cette évalua-tion est faite surtout sur des critères sanitaires (évaluation sur lacomposition chimique : la charge en composés volatils), mais il estpossible d’effectuer aussi un test d'odeur.Unavantagedu test d'odeurpar rapport à l'analyse chimique est que la réponse est globale, c'estcelle dumélange, qui est complémentaire de l'analyse chimique.Pour pouvoir améliorer l'acceptabilité de l'odeur des maté-

riaux des revêtements intérieurs, il faut d'abord identifier les subs-tances odorantes. Ici, comme dans d’autres exposés, revient ladifficulté liée à l’évaluation psychosensorielle. Plusieurs facteurspeuvent influencer l'identification des substances odorantes :l'adaptation olfactive du sujet, la superposition d'autres composés ;le rythme de respiration du sujet ; le degré d'attention ; la sensi-bilité du système analytique (celle-ci n'est pas évidente par rap-port à la performance du nez humain).

�Métrologie des odeurs et des composés volatils organiquesL’exemple de cette métrologie et son application aux matériaux, aété développéparV.Désauziers (laboratoire LGEI,Mines d’Alès). Lescompétences de ce laboratoire en analyse physico-chimique et sen-sorielle, en génie des procédés et enmicrobiologie leur permettent defaire du développement de métrologie, des méthodes analytiques,d'étudier dans des cas particuliers la relation chimie-odeur, aborderles aspects émission-dispersion des composés odorants et traiter lesmauvaises odeurs-désodoriser via des procédés biologiques.La méthodologie utilisée pour aborder un problème d’odeurs

et de composés organiques volatils, consiste à détecter dessources et pouvoir agir au niveau des sources de mauvaisesodeurs pour limiter les émissions et mettre en place des procé-dés de traitement selon une approche physico-chimique et sen-sorielle. On ne peut dissocier l'approche sensorielle et celle phy-sico-chimique qui sont complémentaires.

Des équipements différents sont utilisés/développés dans le ca-dre de l’analyse sensorielle (détectabilité) et physico-chimique.Ainsi, l’équipe a développé un outil métrologique : l’échantillon-neur passif, pour caractériser les composés organiques volatilsémis par les matériaux.

�Propriété de surface et parfumsLa perception sensorielle desmatériaux est la perception de la qua-lité intrinsèque d'un produit : l'aspect, le toucher, le son (automo-bile, construction). L'odeur (et le goût), à la différence des autres,aide à qualifier un produit mais a une fin en soi.Dans le cas particulier des parfums d’ambiance, G. Stalet

(Mane) montre l’importance des matériaux (mèches, céramiques-diffuseurs nanoporeux, membranes, matrices en silice, bois...) etdes caractéristiques de leur surface dans les mécanismes et la ci-nétique de diffusion. Les besoins de l’industrie définissent des ca-ractéristiques dumatériau qui va diffuser le parfum. On recherchedonc des matériaux faciles à mouiller par les produits de parfu-merie, faciles à transformer, ayant une porosité ou perméabilité,inertes chimiquement, de faible impact environnemental...

L’aspectmétallique et l’aspect desmétaux

�Liens entre la rugosité des produits sidérurgiques etl'aspect visuel après peinture automobileL’aspect visuel de métaux peints est présenté dans le cas d’uneétude de J.J. Piezanowski (Arcelor ResearchMittal), D. Jeulin et B.Figliuzzi (CMM, Mines Paristech). L'étude porte sur des liens en-tre la rugosité des produits sidérurgiques et leur aspect visuelaprès peinture automobile.Cet aspect étant important, il faut caractériser l’influence de la

topographie des tôles rugueuses sur cet aspect visuel. Pour pou-voir faire cette caractérisation, il faut décrire la surface (approchesmorphologique et fréquentielle), connaître le nivellement de lapeinture et les mécanismes d’écoulement et les propriétés op-tiques et perception visuelle des surfaces peintes.B. Figliuzzi a présenté un travail demodélisation complète du phé-nomène de réflexion de la lumière sur la surface peinte ayantpour objectif d’obtenir le profil optique de la surface peinte, perçupar l’observateur, en partant du profil mécanique de la tôle.

Actualités techniques et industrielles

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Il a aussi décrit uneméthodequidonne lieu àdesdescripteursmul-tiéchelles des surfaces rugueuses. Cet outil scientifique, développédansun cadreprécis du traitement du signal, peut être appliqué àuneproblématique purement industrielle de caractérisation d’aspect.

�Perception de l’aspect métalliqueLe travail sur la caractérisation de la perception métallique a étéprésenté par N. Sabiri (CMDG, École desMines d'Alès). Le but estl’élaboration d’une chaîne pour le passage des stimuli à la per-ception partant des explorations des représentations mentales dela perception métallique et construisant des mesures tenantcompte de ces représentations sur la base de mesures physiques.Le recueil des données se fait dans un espace de produits consti-tués de matériaux différents (métaux, plastiques traités pour imi-ter le métal...) par des approches sémantiques, sensorielles et psy-cho-physiques. Pour interpréter ces données, on définit desmesures basées sur la notion de similarité : plus les produits ontde caractéristiques communes exprimées à des niveaux équiva-lents, plus ils sont proches voisins dans les espaces ainsi construits.

�Analyse morphologique de structuresUn exemple de prédiction de l’aspect visuel des tôles métalliquespeintes, en utilisant l’analyse morphologique des textures, est pré-senté par P.Dokladal (CMM,Mines Paristech). Dans le cas de l’étudede la rugosité, en connaissant les propriétés de la surface nue et en sa-chant mesurer, évaluer et modéliser, on applique des couches depeinture en connaissant les caractéristiques dumatériau. On obtientles propriétés sensorielles de la surface peinte. En effectuant desme-sures, on obtient une surface simulée. Des mesures statistiques per-mettent d’établir des modèles de la morphologie de la surface.

�Surfaces métalliques structurées et sensationsDans l’approche présentée par J. Faucheu (SMS, Mines de St-Étienne), on décrit des propriétés objectives des surfaces et on dé-finit des descripteurs mesurables qui pourront caractériser unepartie du stimulus sensoriel qu’on reçoit quand on observe ou ontouche cette matière (microstructure, brillance...). Le but est de pro-poser des descripteurs mesurables pour optimiser le cycle decréation ou de production. Dans le cas où on considère différentessurfaces d’aspect métallique, la démarche est de faire l’évaluationsensorielle sur les échantillons qui auront un aspect semblable(perception de l’aspect métallique), de réaliser l’élaboration et lacaractérisation physico-chimique et, enfin, la modélisation nu-mérique pour permettre de représenter en 2D le matériau réel.

Optique et sensation visuelle

�Simulation de l’aspect visuel desmatériaux et sa perceptionJ. Delacour (OPTIS) a décrit la prise en compte dans les pro-grammes de simulation d'images d'objets, de la perception vi-suelle. On regarde un objet par la lumière qu’il a reçue di-rectement ou indirectement d’une source. L'œil est sensibleà la totalité du flux, de la luminescence qui l’impacte, et aussiaux éblouissements qui fait qu’on ne perçoit pas l’objet de lamême manière selon l'environnement. Tous ces effets sontpris en compte dans les algorithmes (la source et ses effets surla vision).Après avoir simulé une image qui prend en compte correcte-

ment les sources et l'interaction rayonnement-lumière, il faut dé-velopper un modèle qui, partant de luminescence et du spectre,soit capable de représenter le plus fidèlement possible dans un en-vironnement et sur un écran donné, la perception qu’on aura dumatériau. Ceci est réalisé en modélisant l'œil. Le modèle qui a étédéveloppé prend en compte une sensibilité au niveau des couleurset de la lumière, l’acuité visuelle, la mise au point, le champ de vi-sion, la résolution, l'âge...

Échanges sur un sujet interdisciplinaire –formation des ingénieurs

La journée «Ingénierie des matériaux et sensations» a permisde montrer un certain nombre d’avancées et de besoins en ma-tière d’interactions entre sciences des matériaux et approchessensorielles. Au-delà, deux présentations ont montré l’impor-tance de l’intégration de ces démarches dans la formation desingénieurs : P. Renaud (ENSAD) a mis l’accent sur la nécessitéde prendre en compte les propriétés psychosensorielles dans ledesign de matériaux multifonctionnels, dans le cadre de for-mations en Design, et D. Delafosse (Centre SMS, Mines de St-Étienne) a montré comment le groupe Sensomines travaille surles moyens d'introduire l’ingénierie des propriétés sensoriellesdans l’enseignement des matériaux.La conclusion de la journée a été réservée à un échange-bilan

avec la salle.

A. Fuga

Les journées industrielles de l’Institut Carnot M.I.N.E.SRéunissant des industriels et des chercheurs, les journées indus-trielles de l’Institut Carnot M.I.N.E.S ont pour objectif, à traversdes travaux concrets, de faire un état de l’art et d’échanger desexpériences et des éléments de prospective sur un sujet indus-triel à fort impact sociétal.

Dans le cadre de l’Institut Carnot M.I.N.E.S (Méthodes Innovantespour l’Entreprise et la Société), le groupe Sensomines fédèreles compétences complémentaires de 4 écoles des Mines (Alès,Douai, Paris et Saint-Étienne) en direction d’une meilleure connais-sance des liens entre matériaux et sensations.

Pour en savoir plus sur la journée « Ingénierie des matériauxet sensations » : www.carnotmines.eu


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http://www.carnotmines.eu


Actualités techniques et industriellesFormations

Le dégazage et sontraitement - Technolo-gies de l'ultravide

Objectifs

Ce cours définit les phénomènes ren-contrés en «vide poussé et en ultravide».Une meilleure compréhension du déga-zage (ou désorption) par la mesure et l’in-terprétation de l’évolution de la pressiondans les enceintes à vide conduira à amé-liorer les montages existants et à conce-voir de nouvelles installations dans la re-cherche du meilleur rapport qualité-prix.Onmontrera comment il estpossiblededi-

minuer le dégazage et obtenir des pressionslargement inférieures à 10‒6 Pa (10‒8 mbar),même sur de très grandes installations. Lestechniquesmises enœuvre pour l’ultravidepeuvent être avantageusement appliquéesdans des vides nettement moins poussésdans un souci d’économie pour l’investis-sement et la maintenance.

Programme

• phénomènes rencontrés en vide poussé ;• lematériel utilisé : pompes, joints, brides… ;• libre parcours moyen;• les bâtis ultravide ;• temps de séjour ;• technologie des enceintes : traitement etconditionnement (nettoyage, étuvage, dé-charge luminescente) ;

• désorption ;• la mesure ;• pollution… ;• discussions sur quelques cas classiques ;• notion d’interface gaz-métal, absorptionet diffusion de l’hydrogène.

Durée : 2 jours / 14 heuresDates : 6‒7 mai 2010, SFV ParisPrix : Adhérent : 700 eurosNon adhérent : 800 eurosAnimateur :Nelly Rouvière, Ingénieur de [email protected]

Initiation pratique àl'utilisation et à laconception d'une

installation sous vide

Objectifs

Ce stage s’adresse aux personnes quisont confrontées pour la première fois auxproblèmes de vide, d’utilisation, deconception et de maintenance d’une ins-tallation sous vide. Il vise à leur donnerdes connaissances pratiques sur la phy-sique des basses pressions, la technolo-gie de la production du vide (moyens depompage, installation) et les moyens demesure du vide.

Programme

Cours : 1 jour

Notions de base sur la physique desbasses pressions :Définitions - Différents domaines de

vide - Domaines d’application - Flux ga-zeux - Lois des gaz parfaits - Libre par-coursmoyen - Chocs sur les parois - Tempsde formation d’une monocouche - Écoule-ment des gaz - Conductance - Phénomènesde surface (adsorption, désorption) - Per-méation - Fuites.

Production du vide :Panorama de l’ensemble des pompes -

Caractéristiques générales des pompes (ca-pacité d’aspiration, pression limite…) -Technologie de quelques pompes (pompeà palettes, dépresseur Roots, pompe àmembrane, pompe turbomoléculaire,pompe à diffusion, pompe ionique).

Mesure du vide :Panorama de l’ensemble des jauges -

Principe de fonctionnement.

Travaux dirigés : 1/2 journéeCalculs de descente en pression (vide

primaire, vide secondaire). Conceptiond’une installation (choix de pompes) enfonction d’un cahier des charges. Com-mande de matériels : établir une liste dematériels en fonction des besoins à partirdes catalogues des fournisseurs.

Travaux pratiques : 2 h par TP, saufTP 5 une demi-journéeTP1 vide primaire : utilisation d’une

pompe à palettes, mesure du temps de des-cente, calculs et associationde conductances.TP2 vide primaire avec une installation

de type industriel (pompe à palettes + dé-presseur Roots) : mesure de la descente enpression dans une enceinte, pompage envolume, pompage en surface, mesure detaux de compression.TP3 mesure du vide :mesure du vide pri-

maire et secondaire, mesure de pressionspartielles (spectromètre de masse), utilisa-tion d’une pompe à palettes et d’unepompe turbomoléculaire.TP4 dépôt sous vide :métallisation d’une

plaque de verre, utilisation d’une pompe àmembrane, d’une pompe turbomolécu-laire et d’une pompe ionique.

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Formations


TP5 : Démontage et remontage d’unepompe à palettes, liste des pièces déta-chées, maintenance.

Durée : 3 jours / 21 heuresDates : 1‒3 juin 2010, IUT de BloisPrix : Adhérent : 1250 eurosNon adhérent : 1350 eurosAnimateur :Franck Estay, Professeur Agrégé[email protected]

Physique et pratiquedu vide poussé

Objectifs

Comprendre les exigences de la pra-tique du vide poussé pour assurer unemise en œuvre correcte dans les procédésde fabrication ou dans la conception deséquipements. Une connaissance élémen-taire des techniques du vide est souhaita-ble préalablement à ce stage.

Programme

Les principes fondamentaux indispen-sables sont exposés simplement, ainsi quele fonctionnement et le rôle des matérielsen précisant leurs compatibilités et leursdomaines d’utilisation.

CoursLes gaz permanents - les vapeurs

condensables, la pression, la pression devapeur - le libre parcours moyen, les fré-quences de collisions, la transition «étatvisqueux ‒ état moléculaire», le nombrede KNUDSEN. Le rôle des parois, le tauxd’incidence, le temps de séjour, le taux derecouvrement, le volume fictif.Les différents moyens de pompage, le

pompage sec, les accessoires, le flux ga-zeux, le débit massique, la vitesse de pom-page, la conductance.Le groupe de pompage, la pression li-

mite, le dégazage des matériaux, les fuites,l’évaporation, la rétrodiffusion, la per-méation. Mesures de pressions, manomè-tres absolus, manomètres relatifs, mesuresde pressions partielles.

Conception des enceintes à vide, fabri-cation, nettoyage, mesure d’étanchéité,stockage, exploitation. Analyse des gaz.Rappel physico-chimique sur les maté-riaux et leurs interactions avec les gaz.

Travaux pratiques3 séances de travaux pratiques sur l’ob-

tention et la mesure du vide concrétisentles informations apportées :• influence des conductances ;• rôle des parois : le dégazage ;•mesures des pressions partielles.Conception des enceintes à vide, fabri-

cation, nettoyage, mesure d’étanchéité,stockage, exploitation. Analyse des gaz.Rappel physico-chimique sur les maté-riaux et leurs interactions avec les gaz.

Durée : 4 jours / 27 heuresDates : 1‒4 juin 2010, IUT d'OrsayPrix : Adhérent : 1500 eurosNon adhérent : 1600 eurosAnimateur :Lionel Bresson, Chercheurlionel.bresson@onera

Contrôle d'étanchéitépar traceur hélium

Objectifs

Le contrôle d'étanchéité par traceur hé-lium est une technique performante, maisqui demande un minimum de connais-sance du vide et des conseils pratiques.Cemodule s'adresse à toute personnede-

vantmaintenir des installations fonctionnantsous vide ou réaliser le contrôle de tout pro-duit présentant une contrainte d'étanchéité.Ce module apporte les connaissances

essentielles pour :• effectuer rapidement un test de fuite ;•mettre en place un poste de contrôled'étanchéité ;

• préparer des pièces pour le contrôle ;• savoir si le contrôle par traceur hélium estune méthode optimale ;

•connaître les paramètres qui influent sur le ré-sultat, sur la rapidité, sur la faisabilitéd'un test ;

• comprendre le fonctionnement d'un dé-tecteur de fuite. Le choisir, le maintenir.

Programme

Les principes fondamentaux indispen-sables sont exposés simplement, ainsi quele fonctionnement et le rôle des matérielsen précisant leurs compatibilités et les do-maines d’utilisation.

Cours

Le contrôle d'étanchéité hélium :applications, marché.Principes et méthode selon les pièces à

tester. Évaluation de l'importance d'une fis-sure, les unités. Principes de base des tech-niques duvide, écoulement laminaire etmo-léculaire, conductance, pression partielle,concentration. Influencede la position surungroupe de pompage... Temps de réaction,bruit de fond, affaiblissement du signal.Critères de choix d'un détecteur hélium,

ses composants. Vitesse de pompage hé-lium, sensibilité.

Cas concrets définis par les stagiaires.

Travaux pratiques

3 TP encadrés par 2 intervenants per-mettent au stagiaire de se réapproprier lesnotions qui ont été vues en cours, de poserles questions qui le concernent.

Durée : 3 jours / 20 heuresDates : 8‒10 juin 2010, IUT d'OrsayPrix : Adhérent : 1300 eurosNon adhérent : 1400 eurosAnimateur :Frédéric Rouveyre, Ingé[email protected]

Source : Société Française duVide (www.vide.org)

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mailto:lionel.bresson@onera



Actualités techniques et industriellesPrix/Récompenses


Environnement et Recyclage

Matériaux écologiquesintelligentsLauréat : 3XN architects (Danemark)Partenaire principal : StageOne FreeformComposite (UK); COWI A/S (Danemark)Autres partenaires : Ashland Inc. (USA) ;Amorim Cork Composites (Portugal) ; BASF(Allemagne) ; Libeco-Lagae (Belgique) ; FlexCell (Suisse); Phillips (Danemark) ; Scenetek(Danemark) ; 3M A/S (Danemark) ; NoliacMotion (Danemark) ; Optima Projects Limited(UK) ; NetComposites Ldt (UK) ; Danish Tech-nological Institute (Danemark) ; Risø NationalLaboratory DTU (Danemark) ; NANO-XGmbH (Allemagne).

Cette structure de démonstration a étéréalisée pour une exposition organiséedans le cadre de la conférence sur le climatde Copenhague. L’objectif du projet étaitde créer une architecture en biomatériauxautosuffisante en énergie, capable de sedécomposer en fin de vie pour réintégrer lecycle biologique.Le résultat illustre la forte progression

des biocomposites au travers d’une appli-cation architecturale qui utilise des maté-riaux et composants disponibles sur le

marché. Le composite est un stratifié sand-wich constitué de matériaux biologiquesréutilisables. La coque externe fait appel àun biocomposite constitué de fibres de lincoulées dans une résine à base d’huile desoja et d’amidon de maïs. L’âme interneest composée de feuilles de liège. Le gel-coat est recouvert d’un nanoproduit quiutilise le rayonnement solaire pour dé-grader les particules de pollution pré-sentes dans l’air et dans la pluie, conférantainsi à la surface des propriétés autonet-toyantes. Le pavillon intègre un systèmed’éclairage à DEL alimenté par des com-mandes piézoélectriques situées dans lesol et par des panneaux solaires souplesinstallés sur le toit.

Biomatériaux

Préimprégné à fibresde lin amortissantles vibrations pourle secteur du sportLauréat : Lineo (Belgique)Partenaires : Artengo / Décathlon (groupeOxylane) (France) ; Huntsman AdvancedMa-terials (Suisse) ; LRPMN d'Alençon (Labora-toire de Recherche sur les Propriétés des Maté-riaux Nouveaux) (France)

L’objectif technique de ce projet était decombiner les propriétés d’amortissementdu lin et les performances reconnues de lafibre de carbone. Lineo a mis au point unpréimprégné commercial à base de linainsi qu’un procédé exclusif de traitementet d’imprégnation du fil qui surmonte leslimites technologiques imposées par lespropriétés du lin.

Ce procédé permet de préparer les fi-bres de lin et de les imprégner de résineépoxy (compatibilisation) à l’échelle in-dustrielle. Il démontre qu’il est possibled’intégrer des matériaux renouvelables àdes pièces en composites sans perte depropriétés mécaniques. La fibre de lin estdésormais une fibre de renfort à part en-tière, utilisable seule ou en association avecdes fibres classiques (carbone, verre, ara-mide, basalte), qui apporte aux structuresen composites d’excellentes propriétésd’amortissement et de résistance au feu.

Aéronautique

Première structureprimaire de sérieen compositethermoplastique soudéLauréat : Fokker Aerostructures (Pays-Bas)Partenaires :Gulfstream (USA) ; KVE Com-posites Group (Pays-Bas) ; Ten Cate (Pays-Bas) et Ticona GmbH

Il s'agit de la première structure primaireen composite thermoplastique carbone/PPSsoudé par induction réalisée en série. Desti-née au nouvel avion d’affaires Gulfs-tream 650, cette structure se compose d’unegouverne de direction de 4 m de long et degouvernes de profondeur de 6 m de long.

JEC innovation awards 2010 : 11 entreprisesprimées pour leurs innovations compositesCette année, 11 entreprises et leurs partenaires seront récompensés à l'occasion du JEC Composites Show,qui se tiendra à Paris du 13 au 15 avril 2010. Ce programme a été créé en 1998 dans le but de promouvoirl'innovation. Un jury d'experts internationaux reconnus a choisi les innovations composites les plus remar-quables en fonction de leur intérêt technique, de leur potentiel commercial, de la qualité du partenariatmis en œuvre, de leur impact financier et de leur originalité.

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Les structures à plusieurs nervures impli-quenthabituellementdes coûtsd’assemblageélevés.Cen’est pas le casdans ceprojet, dontla principale technologie d’assemblage est lesoudage.Des nervures formées à la presse etdeux longerons sont soudés sur les peauxdegauche et de droite au moyen d’un procédéde soudage par induction robotisé. L’utilisa-tion d’outillages et de matériaux d’outillagespéciaux permet de limiter la zone de fusionà l’interface de soudure. Comparée au sou-dagepar résistance, laméthodepar inductionpermet de réaliser des pièces plus légères àmoindre coût.Cette innovationpossèdeunvaste poten-

tiel demarché car elle est utilisable dans desapplications telles que les gouvernes de di-rection etdeprofondeur, les ailerons et lesdé-flecteurs, surdenombreux typesd’appareils.

Construction

Revêtementmural« antisismique »intelligent en composite

Lauréat : D'Appolonia S.p.A. (Italie)Partenaires : Sächsisches Textilforschung-sinstitut e.V. (Allemagne) ; APC Composit AB(Suisse) ; Karl Mayer Malimo Textilmaschi-nenfabrik GmbH (Allemagne) et plusieurs as-sociations, laboratoires et utilisateurs finauxeuropéens (30 partenaires au total)

Ce revêtement mural « antisismique »intelligent en composite est destiné au ren-forcement, à la consolidation, à la surveil-lance et à la gestion des infrastructures ci-viles exposées aux tremblements de terre.Pour ce projet, de grosses machines tex-

tiles ont été modifiées afin de produire destissusmultiaxiaux constitués de câbles à fi-bres optiques tricotés. Le type, l’orientation

et la densité des fibres textiles ont été op-timisés de manière à supporter les forcesimportantes et les comportements com-plexes associés aux infrastructures civiles,à la maçonnerie et aux séismes. Les struc-tures textiles multiaxiales sont particuliè-rement adaptées à ce type d’applications.Un revêtement a été appliqué sur le textileafin de garantir sa durabilité et d’améliorerl’interface de liaison textile-mortier. Les re-vêtements en polymères à nanoparticulesdestinés à cette innovation ont été réaliséspar les membres de l’équipe. Les textilesont ensuite été appliqués sur une struc-ture à l’aide d’unmortier. Les propriétés dece mortier ont aussi été améliorées par desadditifs polymériques à nanoparticules.

Sport et Loisirs

Roue en carbone pour lemarché des vélos de routeLauréat : Corima S.A. (France)Partenaires : Hexcel Composites (France) ;Evonik (Allemagne)

La roue entièrement en carbone CO-RIMA AERO+ MCC est réalisée à l’aided’un procédé 100 % composite. La janteest constituée de fibre de carbone préim-prégnée (Hexcel) enroulée autour d’unemousse en Rohacell (Evonik). Les rayons etune partie du moyeu sont aussi réalisésen fibre de carbone préimprégnée. Cer-taines pièces sont surmoulées alors que

d’autres sont collées avec un adhésif époxystructural 3M. On obtient ainsi une roueextrêmement performante qui présente lesavantages suivants :• légèreté : 1 kg à peine pour la paire deroues. La faible densité de la fibre de car-bone constitue ici un avantage évident ;

• inertie : l’épaisseur du préimprégné car-bone garantit une répartition très précisedu poids et allège la jante, assurant ainsiune excellente inertie en rotation ;

• rigidité : la roue présente un excellentrapport rigidité/performances, la nappede carbone préimprégnée utilisée pourles rayons permet de limiter leur nombreà 12 ;

• aérodynamisme : la solution entièrementen composite mise au point pour la janteet les rayons possède un profil particulier(rayons coniques) qui confère à la roue debonnes propriétés aérodynamiques ;

• conception exclusive : la roue assembléeoffre une esthétique exceptionnelle et leprocessus permet d’obtenir des pièces per-formantes au fini de surface soigné. Laconception à 12 rayons, à l’avant comme àl’arrière, en fait une roue tout à fait unique.

Transport

Palette à hautesperformances en PPrenforcé de fibres longues

Lauréat : Lomold Pty Ltd. (Afrique du Sud)Partenaires : Chuan Lih Fa Machinery WorksCo. Ltd. (Taïwan) ; KHS Consulting cc (Afriquedu Sud) ; Addcomp Holland BV (Pays-Bas)

Lomold a développé un nouveau pro-cédé de fabrication de thermoplastiques àfibres longues (LFT). Cette innovation bre-vetée permet d’obtenir des fibres trèslongues dans un produit tridimensionnelcomplexe de très grande taille, moulé avec

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un seul point d’injection. La longueur desfibres est supérieure à 20 mm (jusqu’à50 mm), ce qui se traduit par d’excellentespropriétés mécaniques alliées à la possibi-lité de concevoir des produits à la fois lé-gers, fins et très résistants.Lapalette enPP/LFTdeLomoldprésente

un comportement à l’empilement tout à faitexceptionnel (aucun fluage sous charge).Le procédé garantit d’excellentes pro-

priétés mécaniques et autorise des concep-tions complexes en conservant la longueurdes fibres. Le système de fabrication enmoule fermé permet de réaliser desconceptions 3D très complexes et de met-tre en œuvre sans difficulté les polymèressensibles à l’humidité.

Énergie éolienne

Éolienne entièrement enmatériaux naturelsLauréat : LTP (France)Partenaires :Groupe Depestele - Teillage Van-decandelaère (France) ; ACT ENER (France) ;Université du Havre (Laboratoire Ondes etMilieux Complexes)

Cette éolienne est dimensionnée pour ali-menter des systèmesd’éclairagepublic. L’ob-jectif du projet est de produire une énergienaturelle à l’aide d’un systèmenonpolluant.Sa configuration permet de produire de

l’énergiedansunvolume très restreint.Grâceà son système de sécurité, elle est capable defonctionner par vent fort. Cette réalisationutilise une technologie brevetée ACTENER.

Le matériau associe des fibres de lin etune matrice en PLA, il est donc entière-ment biodégradable.

Les pales et leur support ont été conçuset réalisés à l’aide de la technologie de « tô-lerie composite » mise au point par La Tô-lerie Plastique dans le cadre d’un projetde recherche regroupant trois partenaires :LTP, SEINARI et l’Université duHavre. Leprojet a été financé par OSEO. La techno-logie de tôlerie composite repose sur unprocessus de fabrication et d’usinage àcommande numérique qui fait appel à destechniques d’assemblage et d’usinage em-pruntées aux industries de la chaudronne-rie et de la menuiserie bois.Les matériaux composites offrent les ca-

ractéristiques mécaniques indispensablesau bon fonctionnement de l’éolienne ainsique la légèreté requise pour atteindre lesobjectifs de rendement.

Matières premières

Tissus et composites3DHanLauréat : Advanced Fiber Materials Techno-logies Co., Ltd. ChinaPartenaires : OCV Reinforcements (Chine) ;Shandong Shuangyi Group Co., Ltd. (Chine)

Les tissus 3DHan sont unenouvelle tech-nologie mise au point par Advanced FiberMaterialsTechnologies,Co., Ltd., qui consisteà appliquer duvelcro (fixationpar boucles etbarbules) sur les deux facesdes nappesde fi-bres afin de produire des composites 3D trèsrésistants au délaminage. Une demande debrevet international a été déposée.Ces tissus sont compatibles avec les pro-

cédés de drapage 2D des principales tech-nologies de production de composites. Ilspeuvent être réalisés dans tous les types defibres, notamment le carbone, le verre ou lekevlar, à l’aide de technologies exclusives.Les résultats des essais et des analyses

théoriques montrent que les composites3D Han peuvent améliorer la résistanceau délaminage de 50 à 100 %, la résistance

à la compression de plus de 20 %, la résis-tance aux chocs de 20 % environ et l’effi-cacité de drapage de 40 %.Les tissus augmentent aussi nettement la

résistance à la fatigue, la résistance autourdes trous de boulon, la résistance après col-lage/raccordement et la qualité des compo-sites, ainsi que l’efficacité et la régularité duprocessus de drapage grâce aux possibilitésd’automatisation qui leur sont associées.On estime que 10 à 25 % des produits

composites utilisés dans le monde pour-raient être réalisés à l’aide de cette nouvelletechnologie 3D.

Procédés

Assemblage par collagestructuralLauréat : S.A.B.C.A. (Belgique)Partenaires : BiteamAB (Suède) ; CooperativeResearch Centre for Advanced CompositeStructures (CRC-ACS) (Australie) ; DassaultAviation (France) ; Deutsches Zentrum fürLuft- und Raumfahrt (DLR) (Allemagne) ;EADS Deutschland GmbH (Allemagne) ;EADS Innovation Works (France) ; Eurocop-ter Deutschland GmbH (Allemagne) ; KTH –Université de Stockholm (Suède) ; PremiumAEROTEC GmbH (Allemagne) ; Secar Tech-nologie GmbH (Autriche) ; Université de Pa-tras (Grèce) ; Výzkumný a zkusební leteckýústav a.s. (VZLU a.s.) (République Tchèque)

Le démonstrateur MOJO (joints modu-laires pour pièces d’avion en composites) estl’une des toutes premières structures aéro-nautiques représentatives conçues pour êtreassembléesparcollagestructural,unesolutionqui apporte une bonne tolérance aux avaries.

Cette innovation composite est unestructure aéronautique grandeur naturequi regroupe toutes les caractéristiques dé-veloppées dans le cadre du projet MOJO.

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Prix/Récompenses


Elle intègre plusieurs éléments mis aupoint lors du projet. À terme, ces élémentsseront utilisés dans divers domaines pardifférents utilisateurs, notamment SABCA,Dassault-Aviation, Premium AEROTEC,EADSMilitary Air Systems et Eurocopter.Ces réalisations innovantes associeront desprofilés préformés sur mesure pour jointsmodulaires et des procédés de collagestructural, ainsi que des renforts hors plan.Parmi leurs futures applications, on peutciter les panneaux de revêtement de voi-lure renforcés, les empennages verticaux ethorizontaux, les carénages de rail de volet,les portes de soute et de cabine passager,les encadrements de porte de soute et decabine passagers ou encore les drones.Les principaux composants de la poutre

fermée MOJO ont été fabriqués au moyende procédés d’infusion sans autoclave telsque le RTM (Resin TransferMoulding), pourles panneaux supérieurs et latéraux, et l’in-fusion de résine sous vide (VARI), pour lepanneau inférieur. Ils utilisent des tissus decarbone sans embuvage fournis par SAER-TEX et CYTEC et des profilés préformés surmesure en textiles hautes performancesmisaupoint par les partenaires. Le collage struc-tural étant laméthode d’assemblage la pluscompatible avec les pièces en composites,des procédés de collage par adhésifs en filmet en pâte ont été développés et mis en œu-vre pour l’assemblage. Alors que le collagestructural n’est toujours pas reconnu commeune véritable alternative au rivetage, desprojets de démonstration comme la poutreMOJO, qui offre de bonnes performances àun coût raisonnable, contribueront à mieuxfaire accepter cesméthodes, ouvrant la voieà des structures en PRFC sans rivets.

Automatisation

ProcédéCLCLauréat :Magestic Systems Inc. (USA)Partenaires : LockheedMartin (USA) ; NikonMetrology (Belgique)

Il s'agit d'une solution de fabricationcomposite innovante qui économise lesmatériaux tout en accélérant la produc-tion. Le procédé CLC (Curate LaminateCompensation) exploite les vastes possibi-lités de la technologie Radar Laser de Ni-

kon Metrology et du logiciel TPC™ (Tru-PLY Compensation) de Magestic Systems.Spécialement mis au point pour l’avion decombat Joint Strike Fighter F-35, il permetde contrôler et de corriger l’épaisseur desrevêtements de voilure en compositesaprès cuisson. Ce procédé n’est pas limitéaux structures aéronautiques. En effet, lesmatériaux composites commencent à s’im-poser dans la construction de pales d’éo-lienne, de grands voiliers et de voitures,des secteurs qui pourraient eux aussi bé-néficier des économies et de la qualité as-sociées à ce procédé.

LockheedMartin a combiné les techno-logies Radar Laser et TPC™ pour créer unprocédé de production automatisé capablede réaliser des pièces de qualité prévisibletout en réduisant fortement les déchets eten conservant la précision, l’évolutivité etla simplicité d’utilisation requises.La synergie entre les deux technologies

a permis lamise au point d'une solution in-tégrée pour contrôler les zones d’épais-seur critique des composites stratifiés dur-cis utilisés pour le F-35. La société a faitappel à des systèmes de métrologie, deplacement automatique et de projectionlaser pour obtenir des pièces en compo-sites conformes aux tolérances d’épaisseur.Le système sans contact Radar Laser

capture la géométrie de surface des piècesen composites de toute forme et de toutetaille dans un rayon de 60 m, sans utiliserde cible, de réflecteur ni de sonde.Magestic Systems a développé le logiciel

TruPLY Compensation™ (TPC) pour com-parer les données réelles recueillies par leRadar Laser aux données théoriques ex-traites des fichiers de conception des com-posites. Le programme TPC™ détermineles points de déficience structurelle de lapièce puis génère automatiquement le nom-bre de plis de compensation nécessairespour obtenir un revêtement de voilure

conforme aux tolérances techniques. Cesplis sont ensuitemis en place automatique-ment et le programme de commande nu-mérique destiné à la machine de découpeest généré par l’application TruNEST™.TruLASER™ View crée automatiquementdes fichiers de projection laser, ce qui per-met d’indiquer l’emplacement correct dechaque pli avec un projecteur laser 3D aumoment du drapage sur le revêtement devoilure. La pièce est alors prête pour unenouvelle cuisson afin d’obtenir la géométriedéfinitive. La pièce en composite terminéeest de nouveau mesurée avec le Radar La-ser pour contrôler sa qualité géométrique.Le procédé CLC présente un triple in-

térêt : des économies de matériaux immé-diates, un allégement de l’appareil et uneaccélération des cadences de production.

Ligne de productionautomatique de préformespour structures d’avionsen PRFCLauréat : EADS Deutschland GmbH (Al-lemagne)Partenaires : SGLKuempers GmbH&Co.KG (Allemagne) ; Airbus OperationsGmbH (Allemagne)

En collaboration avec SGL Kuempers,EADS Innovation Works a inventé un pro-cédé qui permet de produire des structuresd’avion en composites de qualité à bas coûttout enbénéficiantd’unegrande souplessedeconception et d’une reproductibilité excep-tionnelle. Le principal objectif de cette lignede production de préformes automatisée estde réduire les coûts de fabrication en mini-misant les opérationsmanuelles et la consom-mation de roving brut. Il est ainsi possibled’atteindre un taux d’utilisation des maté-riauxprochede 95%.La lignedeproductiona été spécialement conçuepour fabriquerdesstructures d’avionsAirbus avec un haut de-gré d’automatisation. Elle répondra au ca-hier des charges des futurs types d’appareilstels que lesA30X. L’objectif de 30 à 40 appa-reils (A30X)parmois est tout à fait réalisable.

� www.agenceapocope.com

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http://www.agenceapocope.com


Actualités techniques et industriellesPublications


� L’avenir de notre industrieOu comment construire unemondialisation durable pourparer à l’industrie qui flanche

PAR JACQUES LÉGER

Nouvelle révolution industrielle au pro-fit des pays émergeants, crise économiqueavec ses annonces quotidiennes de fer-metures d’usines, aujourd’hui l’industriefrançaise et occidentale, a du mal à faireface à la mondialisation de l’économie.L’ouvrage « l’avenir de notre industrie »soulève des problématiques et donne dessolutions pour sortir de l’eau une indus-trie en perte de vitesse.La mondialisation ne laisse plus le choix :il est temps de réagir et d’agir pour uneperformance durable de l’industrie, voiedans laquelle cet ouvrage novateur pro-pose d’accompagner le lecteur.Mais comment ? Une alternative s’offreaux industriels :• réactiver les capacités industrielles parl’innovation, la technologie, la qualité, letravail et le sens de la responsabilité ;

• ou nous battre coût contre coût avec lespays émergents et détricoter le systèmesocial construit au cours des dernièresdécennies.Jacques Léger guide le lecteur en luiapprenant à réinventer l’offre à traversplusieurs cas :• la «Logan High tech» pour les uns et«Low cost» pour les autres, illustre l’ap-proche des «Lean products» ;

• la «Global integration» propose d’offrirdavantage de valeur client par une ap-proche système ;

• le captage et le stockage du CO2 illus-tre le potentiel de création de valeurenvironnementale.Dans chacun de ces cas, l’auteur proposedes clés pour l’avenir de l’industrie avecdes outils utilisés et appliqués suggérantplusieurs stratégies.520 pages, Éditions AFNOR (décembre 2009)

� Calculs thermomécaniques desstructures par les éléments finis

PAR JEAN-LUC MARCELIN

Cet ouvrage porte sur les calculs ther-momécaniques des structures, c'est-à-dire sur les calculs de toutes les piècesou structures mécaniques qui subissentdes déformations élastiques ou pas, descontraintes résiduelles plastiques ouvisco-plastiques ou pas, à la suite devariations de température et (ou) dechangements de phase de leur structure.La technique utilisée dans ce livre est uneformulation et une modélisation des loisde comportement et des structures étu-diées par la méthode des éléments finis.Unmême exemple industriel conséquentvient illustrer les différents chapitres decet ouvrage, qui se veut ainsi avant toutpragmatique et pédagogique. Cet exem-ple porte sur le calcul des contraintesrésiduelles en fin de fabrication de pro-duits longs laminés à chaud.D'autres exemples industriels, commele calcul thermomécanique de disquesd'embrayage (avec couplage fort de lathermique et de la mécanique), le cal-cul des rails laminés à chaud, viennent

illustrer les techniques de calcul pré-sentées dans cet ouvrage.130 pages, Cépaduès Éditions (janvier 2010)

� Aide-mémoire de métallurgie :Métaux - Alliages – Propriétés(2e édition)

PAR GUY MURRY

Cet ouvrage apporte des informations debase à tous ceux qui, en conception ouen fabrication, sont amenés à travailleravec des métaux. II traite notamment dela structure des métaux, de leur pro-priétés mécaniques, de leur résistance àla corrosion.Après cette partie générale, il aborde endétail toutes les grandes familles d'al-liages métalliques (aciers, aluminium,titane, etc.) en décrivant pour chacuneles propriétés et les conditions de miseen œuvre. Cette deuxième édition actua-lise en outre, les références aux normesdes métaux.

Sommaire :Des atomes aux métaux polycristallins.Le comportement mécanique desmétaux. Les propriétés des métaux. Ledurcissement des métaux. Les alliagesmétalliques. Changements d'état desalliages métalliques. Les traitementsthermiques. L'aluminium et ses alliages.Le cuivre et ses alliages. Le nickel et sesalliages. Le titane et ses alliages. Le feret ses alliages.330 pages, Dunod, L'Usine Nouvelle

(février 2010)


Actualités techniques et industriellesNouveaux produits


CÉRAMIQUES

Une céramique usinabledotée d'une conductivitéthermique cinq fois plusimportante que l'alumine

SHAPALTM-M soft (nitrure d'alumi-num),une céramiquemachinabledegrandepureté et très solide, dotée d'une conducti-vité thermique cinq fois plus importanteque l alumine, peut se commander dèsmaintenant chezGoodfellowpar le biais desa filiale, The Technical Glass Company.La céramique est appréciée pour ses di-

verses applications, notammentdans les in-dustries nucléaires et du vide où son abso-lueporosité, sa bonne capacité à étanchéifiersousvide et son expansion thermiquebassesont extrêmement importantes.Cette céramique s'utilise également

dans des bassins de refroidissement, descomposants d'isolation électronique des-tinés aux entreprises d'électronique àgrande puissance et dans des creusetspour les dépôts sous vide.Contrairement aux céramiques tradi-

tionnelles, elle peut s'usiner avec unegrande précision avec des outils carbureshabituels pour donner des formes com-plexes. Il est ainsi possible de fabriquerdes composants SHAPALTM-M soft sansles inconvénients de temps et d'argentcomme pour des procédés traditionnelsde production de céramique.La céramique est disponible chez

Goodfellow en tiges et plaques usinables,dans toute une variété de tailles, maisaussi comme composants déjà usinés.www.goodfellow.fr

ESSAI MESURECONTRÔLE

Centrale de mesures

Réduire la consommation d’énergied’une machine est le résultat de mesuresefficaces suivies d’une analyse et d’uneprise de décisions correctives. La centralede mesure SENTRON PAC3200 ouPAC4200 permet d’identifier des élé-ments gourmands en énergie à l’aide deplusieurs dizaines de critères dont lapuissance active, réactive et apparentedans les 2 sens de fonctionnement pourune consommation réelle, facteur de puis-sance, THD (taux de distorsion harmo-niques) et compteurs divers.Les axes d’amélioration peuvent être :

• du bon sens enmettant les entraînementshors service pendant les périodes pro-longées de non production (midi, nuit) eten répartissant la charge de travail pourlimiter les pointes de consommation ;

• utiliser des composants à haut rende-ment comme les moteurs asynchrones àrotor cuivre 1LE1 pour équipés pompeet convoyeur et les servomoteurs 1FK7-1FT7 et 1PH8 pour les axes ;

• utiliser des démarreurs progressifs SI-RIUS pour limiter le courant de démar-rage d’un moteur asynchrone standard ;

• utiliser uneplate-formemultiaxes type SI-NAMICS S120 Booksize à alimentationcommune afin de diminuer la dissipationthermique et de réinjecter, dans le réseau,l’énergiedesphasesde freinagedes axes etdes broches au lieu demono-axes ;

• utiliser la gestion automatique ducourant magnétisant d’unmoteur asyn-chrone dans le SINAMICS afin de

réduire son échauffement et donc saconsommation énergétique lorsqu’iln’est pas sollicité. Un retour à la valeurnominale est automatique.www.automation.siemens.com

Essais de fatigue :nouvelles jauges optiques

HBM a récemment perfectionné sesjauges de contrainte optiques référen-cées K-OP, de manière à offrir des avan-tages décisifs par rapport aux jaugesélectriques. Elles sont utiles, par exem-ple, pour les essais de matériaux réaliséssur les nouveaux matériaux compositesà fibres. Pour les essais sur ce type dematériaux il n’est pas rare de devoirfaire des mesures de déformation alter-née de ±5.000 µm/m sur plus de 10 mil-lions de cycles.Les jauges optiques K-OP fonctionnent

sur le principe des réseaux de Bragg.Comme la déformation est mesurée parun signal optique et non par un signalélectrique, cela permet de les utiliser sansproblème en atmosphère explosive, enprésence d'interférences électromagné-tiques ou également dans les applicationssous haute tension. En outre, il est possi-ble d’intégrer plusieurs jauges sur unemême ligne optique, permettant ainsi lamesure simultanée en plusieurs pointssur la structure. Il est ainsi possible d’ins-trumenter une fibre optique sur une lon-gueur de plusieurs centaines de mètres.Avec les fibres optiques, l'utilisateur

obtient un facteur k très important surchacune des jauges. Ce facteur est enconformité avec la nouvelle directiveVDI/VDE2660.www.hbm.com/fr

http://www.hbm.com/fr

http://www.automation.siemens.com

http://www.goodfellow.fr


Actualités techniques et industriellesNouveaux produits

Pyromètres infrarougesà fibre optique de 250 à3000 °C

Les pyromètres IRCONModline 6 per-mettent de mesurer la température sanscontact de 250 à 3000 °C dans les procédésindustriels dits difficiles (par exempletempératures ambiantes élevées ou pré-sence de champsmagnétiques) dans l’in-dustrie métallurgique, du verre, les trai-tements thermiques, la fonderie et lesapplications R&D. Cette nouvelle sériede pyromètres infrarouges à fibre optiquecomprend plusieurs modèles disponiblesen version mono ou bichromatique, tousétanches à l’eau (IEC 529, IP 65).Les nouveaux pyromètres représentent

un systèmedemesurede température com-plet et autonome. Le boîtier électroniqueest doté de touches de réglage et d’un écrand’affichage LED pour faciliter le paramé-trage du capteur. Les pyromètres possè-dent un objectif à focale fixe de très faibleencombrement couplé à une fibre optiquerobuste (température ambiante maximalede 315 °C) et flexible gainée en acier inoxy-dable. D’une longueur max. de 22 m, la fi-bre optique est connectée au boîtier élec-tronique, qui peut ainsi être éloigné dumilieu chaud et hostile. Le boîtier peut êtrerelié à un ordinateur via une interface bidi-rectionnelle RS485. Les sorties simultanées,analogique et numérique, génèrent des si-gnaux de courant standardisés pour uneutilisation avecdes ordinateurs, des contrô-leurs, des appareils d’enregistrement, lacommande des alarmes et/ou des conver-tisseurs A/D. Les pyromètres Modline 6disposent aussi d’une sortie 0/4–20 mA,d’une sortie relais programmable et peu-vent être installés en réseau. Les appareilsoffrent la possibilité de configurer des pa-ramètres spécifiques au procédé (émissi-vité et pente par exemple) et disposent des

fonctions compensation du rayonnementambiant et réduction du signal (brevetée)pour une précision optimale.Fourniavecl’appareil, le logicielMultidrop

permetdeconfigureretd’interrogerlecapteurà distance. Il permet également d’enregistrer,devisualiser etd’archiver lesdonnées.L’utili-sateur est ainsi en mesure de surveiller et dedocumenter sonprocédé enpermanence.www.ircon.com

PROCÉDÉS

Nouveau procédé pourle moulage de la fibrede carbone

La technologie 3iTech® présentée par Roc-Tool est un procédé de chauffage dumoule par induction électromagnétique.Le principe de base de ce procédé, reposesur la réalisation d’un réseau de cavitésdans lequel un inducteur est intégré. L’in-duction est générée à l’intérieur dumouleet aucun courant électrique ne circule ensurface, ce qui permet le moulage de ma-tériaux conducteurs comme la fibre decarbone. Cette technologie complète lagamme de RocTool qui propose déjà leCage System® pour l’injection plastique.3iTech®, c’est un réseau 3D de «super car-touches chauffantes» configuré différem-ment selon les process visés (RTM,thermo compression, injection plastique,bâche à vide, production de tubes), lestempératures à atteindre (différentes se-lon les matériaux à transformer), le tempsde chauffe, le temps de maintien et lacomplexité de forme de la pièce à réaliser.Pouvoir chauffer unmoule à environ 400 °Cenquelquesminutesouà120°Cenquelquessecondes, rend possible la production de

pièces composites carbone en grande sériedans des temps de cycle jusque très courts.

Plus de souplesse pour les équipemen-tiers dans l’aéronautiqueRéduire le temps de cycle est un atoutparticulièrement intéressant pour le sec-teur de l’aéronautique : jusqu’alors leséquipementiers qui disposent de plu-sieurs milliers de références de moulesavaient une productivité limitée en raisondes temps de chauffe des outillages. Dansl’aéronautique, la technologie serait adap-tée à des pièces de structure, des clips, deséléments de sièges en coque ou corpscreux, des hublots.

Untempsdecyclecourtadaptéàl’automobileDans l’automobile, les pièces de structures,absorbeurs ou carrosseries en fibres de car-bone sont très prisés des constructeurs :l’arrivée sur le marché des véhicules élec-triques accentue davantage encore l’intérêtdu gain de poids. Dans l’automobile, latechnologie est adaptée à des pièces destructure et de décoration d’équipementintérieur, mais la qualité de surface possi-ble avec le nouveau procédé, permet deproposer également des pièces extérieuresde carrosserie (ailes, toit, capot).

Une qualité de surface irréprochablepour les produits High TechLa nouvelle technologie permet une flexi-bilité des moules, une très bonne qualitéde surface et un temps de cycle très courtsi l’on compare à ce qui est utilisé sur lemarché des « 3C » aujourd’hui. Ces qua-lités permettent aux concepteurs des pro-duits High Tech d’intégrer les compo-sites à un faible coût.

Des pièces de formes complexes pourles sport et loisirsPour la production de tubes et piècescreuses, la technologie est particulièrementadaptée aux roues de vélos, aux battes debaseball, aux raquettes de tennis, auxcrosses de hockey ou aux clubs de golf parexemple. Elle répond également auxcontraintes de production de piècescoques, notamment pour les coques de sacà dos, les semelles de chaussures, les skis…www.roctool.com


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Actualités techniques et industriellesAgenda

MAI 2010

Journées thématiques : MECAMAT desGroupes « Approches Probabilistes enMécanique des Milieux Hétérogènes » -« Rhéologie des Matériaux Hétérogènes- Traitements thermomécaniques »,3‒4 mai, Marne-la-Vallée, France.

Ces journées se dérouleront au laboratoireMSME,Marne la Vallée ; les 3 et 4mai 2010.En complément des aspects classiquesabordés dans les thématiques des groupes,les journées de Marne-la-Vallée porteronten priorité sur le thème « Analyse multi-échelle enmécanique : du nano aumacro. »

Contact :J. Yvonnet ([email protected])G. Bonnet ([email protected])D. Jeulin ([email protected])D. Piot ([email protected])

JET’2010, 6e congrès de l’AssociationFranco-Maghrébine de Mécanique et desMatériaux , 5‒7 mai, Marrakech, Maroc.

Enseignants, chercheurs, ingénieurs, indus-triels, tous sont confrontés àdifférents degrésà l'obligation de « faire plus avec moins » :•moins dematériaux, pour économiser lesressources naturelles,

•moins de matériaux pour alléger lesstructures tout en conservant leurs carac-téristiques de services,

• desmatériauxmoins gourmands en éner-gie dans leur élaboration et leur mise enœuvre ou leur recyclage,

• des structures allégées consommantmoins d'énergie dans leur fabrication,leur utilisation et leur recyclage, tout en

améliorant leurs caractéristiques en ser-vice et en diminuant leur coût complet,compte tenu de leur cycle de vie, c'est-à-dire des produits plus performants etplus compétitifs.L'engagement dans ce cercle vertueux :moins de matériaux, moins d'énergie,moins de coût mais plus de performances,plus de fiabilité, plus de rentabilité,implique que vous soyez performantspour pouvoir ainsi contribuer globalementà optimiser le système. Il est intéressantdans ce contexte de se rencontrer, de com-prendre les approches de chacun, d'échan-ger autour de ses expériences propres et decommuniquer. C'est dans cet espace de tra-vail et de réflexion que nous vous propo-sons de placer JET'2010.www.afm.asso.fr/PrésentationdelAF3M/JET2010/ Présentation/tabid/5368/Default.aspx

Journées scientifiques : «Fiabilité desstructures à base de polymères, biopo-lymères, écopolymères », 11‒12 mai,Metz, France.

L’étude de la fiabilité des structures réa-lisées à base de polymères ou de compo-sites intégrant des matériaux issus defilières biologiques ou de matériaux recy-clés est une réponse au questionnement deviabilité et de durabilité souvent associéaux matières plastiques. Les conséquencesmécaniques de l’évolution micro-structu-rale se doivent d’être également abordéesà travers les problèmes de vieillissementet de dégradation biologique.

Thèmes :• polymères ;• polymères à fibre naturelle ;• polymères naturels ;• polymères recyclés ;• éco-conception, développement durable ;• fiabilité ;• tenue au choc ;• comportement mécanique ;• endommagement–rupture ;• fatigue ;• vieillissement.L’objectif de ces journées scientifiques estd’échanger et de favoriser l’émergence denouveaux projets sur le thème de la fiabi-lité des structures à base polymère.Des sessions de consultation libre de posterset de présentations orales seront proposées.Deux tables rondes seront égalementprévuesafin de favoriser des rapprochements scienti-fiques et la constitutiondegroupesde travail.http://web.mac.com/pchevrier/LFM/Actualités.html

ACMA 2010 : «InternationalSymposium on Aircraft Materials »,12-14 mai, Marrakech, Maroc.


http://web.mac.com/pchevrier/LFM/Actualit�s.html

http://www.afm.asso.fr/Pr�sentationdelAF3M/JET2010/Pr�sentation/tabid/5368/Default.aspx

http://www.afm.asso.fr/Pr�sentationdelAF3M/JET2010/Pr�sentation/tabid/5368/Default.aspx






Actualités techniques et industriellesAgenda

Ce colloque international sur les maté-riaux utilisés en construction aéronautique(ACMA 2010) vise à rassembler les cher-cheurs, les scientifiques, les ingénieurs, etles étudiants nationaux et internatio-naux de différents champs disciplinaires,pour présenter leurs travaux et échangerleurs points de vue sur les développe-ments actuels et futurs, pour partagerleurs expériences, nouvelles idées, et lesrésultats de la recherche sur tous lesaspects de la technologie liés aux maté-riaux, à la mécanique, au calcul de struc-tures, à l’aéronautique et aux aspects defabrication. Les présentations porterontsur les travaux récents et futurs, et les dis-cussions aborderont la situation actuellede la technologie de fabrication dans desprogrammes de développement relatifs autransport aéronautique.www.enit.fr/ACMA2010

Premières rencontres Chemstart’Up :Enjeux et Compétitivité desNanomatériaux, 18‒19 mai, Pau, France.

À l’échelle nanométrique, la matière pré-sente de nouvelles propriétés qui com-mencent d’ores et déjà à trouver de nom-breuses applications dans tous les secteursdéveloppés. Les Nanotechnologies ouvrentdonc la voie à des innovations radicalesdans de nombreux domaines :

• les technologies de l’information et de lacommunication ;

• l'énergie : diminution de la consomma-tion énergétique, production des énergiesrenouvelables ou non, gestion et stockagede l'énergie ;

• la qualité de vie : habitat, transport, tex-tile et habillement, sports, environnementet prévention de la pollution, eau potable,ressources alimentaires… ;

• l’environnement : les nanomatériaux vontcontribuer largement au développementde technologies propres (Clean Tech), peuconsommatrices en énergie et en matière,dont les rejets dans l’environnement se-ront faibles, voire nuls ;

• la santé : aide au diagnostic précoce desmaladies, traitement ciblé de cellules, ingé-nierie tissulaire,matériaux biomimétiques,implants bioactifs et biocompatibles.Le développement de ces produits, de leursprocédés de production, de leurs tech-niques de mise en œuvre, de leurs appli-cations, de leur caractérisation et de l’éva-luation de leurs éventuels impactsbiologiques fait appel à des compétencesmultiples issues de différentes disciplinesscientifiques et technologiques.Le présent colloque se propose de faire lepoint sur la situation actuelle, les perspec-tives et les enjeux associés à ces déve-loppements.www.chemstartup.com/enjeuxnano

Journées scientifiques et techniques del’AMAC : « Comportement mécaniquedes renforts et des composites tissés »26‒27 mai, Orléans, France.

Ces journées scientifiques et techniquessont co-organisées par l’institut PRISME,l’Université d’Orléans, et le LaboratoireRoberval de mécanique, de l’UTC.Elles se proposent de rassembler l’ensem-ble de la communauté scientifique etindustrielle qui s’intéresse à la :• caractérisation expérimentale multi-échelles des propriétés mécaniques etlois de comportement des renforts tis-sés de composites ;

• caractérisation expérimentale multi-échelles des propriétés mécaniques et loisde comportement des composites à ren-forts tissés ;

• interaction entre les propriétés méca-niques des renforts et les procédés de fa-brication. Relation constituant/pro-cédé/comportement.L’objectif est de faire converger les avan-cées récentes sur la caractérisation de cescomportements (phénoménologie, nou-velles techniques, instrumentations, etc.)mais aussi de faire un bilan des verrous quirestent à lever.Une demi-journée sera consacrée à chaquethématique, introduite par une présenta-tion générale, suivie par des sessionsorales et conclue par un débat afin de favo-riser les discussions et les échanges les pluslarges possibles entre experts et utilisa-teurs et de contribuer au développementdes connaissances dans des domaines spé-cifiques, bien identifiés.Au terme des trois demi-journées, uneconclusion permettra d’ouvrir un débat surla démarche inverse de conception et deréalisation des pièces composites.www.univ-orleans.fr/prisme/equipes-projets/mmh/jst


http://www.univ-orleans.fr/prisme/equipes-projets/mmh/jst

http://www.univ-orleans.fr/prisme/equipes-projets/mmh/jst

http://www.chemstartup.com/enjeuxnano

http://www.enit.fr/ACMA2010

mécanique et mécanismes des changements de phases

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