rapport d'activité 2009 - MINES ParisTech

66 MÉCANIQUE ET MATÉRIAUX : RAPPORT D’ACTIVITÉ 2009
Une réputation internationale
Les laboratoires de MINES ParisTech ont acquis une réputation
internationale dans leurs domaines et une place
importante dans la communauté française. Ils sont tous
les trois associés au CNRS. Ils poursuivent leur mission de
formation et de recherche avec l’appui de l’industrie française.
Les collaborations sont nombreuses avec des entreprises
internationales, grâce notamment aux programmes
de recherche de l’Union européenne.
Des thèmes de recherche novateurs
Les équipes de recherche de nos laboratoires ont largement
contribué au développement des méthodes d’analyses théoriques
en vue de la modélisation :
■■
en mécanique des milieux continus et en thermique ;
■■
en analyse numérique par éléments finis ;
■■
en calcul des structures et en mécanique des fluides ;
■■
en modélisation analytique et numérique appliquée au calcul de
structures et à la simulation des microstructures.
Au plan physique et expérimental les efforts ont surtout
porté sur :
■■
la caractérisation du comportement et des propriétés mécaniques
et fonctionnelles des matériaux à travers des essais instrumentés en
mécanique, rhéologie et tribologie ;
■■
les études de procédés de fabrication et d’assemblage ;
■■
l’observation, la quantification et la modélisation des micro structures
et de leur évolution ;
■■
la science des surfaces et des interfaces.
Une grande diversité de matériaux et de
procédés de mise en forme
La structuration en disciplines scientifiques permet de traiter
une large gamme de matériaux et d’aborder de nombreux
types d’applications intéressant l’industrie :
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métaux et alliages ;
■■
polymères et mélanges de polymères d’origine fossile ou biosourcés
et, plus récemment, biomatériaux ;
■■
composites à matrice métallique ou organique ;
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céramiques, verres, matériaux de construction et réfractaires ;
■■
matériaux agro-alimentaires ;
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structures multimatériaux.
Les procédés de mise en forme des matériaux les plus
étudiés sont :
■■
pour les métaux : laminage, forgeage, emboutissage, hydroformage,
fonderie, soudage ;
■■
pour les polymères et certains composites : calandrage, extrusion, injection
dans les moules, thermo formage, RIM, RTM, extrusion soufflage.
Des moyens numériques et expérimentaux à
la pointe
L’École a amplifié au cours du temps ses moyens d’études,
nécessaires à une recherche de qualité. Parmi ceux-ci,
notons :
Rhéométrie - Tribométrie - Propriétés mécaniques
■■
rhéomètres, capillaires à précisaillement, rotatifs, élongationnel,
rhéo-optique ;
■■
tribomètre rotatif, machine de fatigue thermomécanique, machine
d’usure des aciers à outil, mesure de coefficient de frottement
métal-polymère, rugosimètre ;
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essais mécaniques (traction, traction-compression, torsion biaxiaux)
dans de grands domaines de vitesse (jusqu’à 25 m/s), certains adaptés
à des mini-nanoéprouvettes ; dûreté à froid et à chaud ; essais de
fatigue fluage, certains sous atmosphère contrôlée (jusqu’à 2300 °C).
Caractérisation physique
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microscopes électroniques en transmission, en particulier à « résolution
atomique » et à balayage ;
■■
techniques d’analyse : Tof Sims, rayons X, infrarouge, microscope de
Castaing équipé de 4 spectromètres, diffusion de lumière aux petits
angles, analyse enthalpique différentielle ;
■■
mesures de déformation par corrélation d’images ;
■■
visualisation d’écoulement et de déformations : anémométrie laser
doppler, biréfringence d’écoulement, caméra rapide, extensomètre
vidéométrique, dispositif de corrélation d’images.
Procédé
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projection thermique par plasma sous atmosphère controlée ;
■■
projection dynamique par gaz froid « Cold Spray » ;
■■
machine de choc laser pour essai d’adhérence, plateforme de fabrication
laser et d’étude de fusion sélective de lit de poudre.
Élaboration et mise en forme
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métaux : presse d’emboutissage de laboratoire (30T), plateau de
coulée, machines d’hydroformage de tubes et de tôles, filage à
chaud de tubes et de barres ;
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polymères : presse à injecter, extrudeuses monovis, bivis, prototype
instrumenté de soufflage bi-étirage de bouteilles, machine d’étirage
soufflage ;
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machine de fabrication de monocristaux (Brigman 1600 C).
Moyens numériques
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plusieurs clusters de calcul parallèle ; des logiciels de référence
(Forge 3, Rem3D, Zebulon, Zetmat, CIMLIB, THERCAST…).
Formations doctorales
Sciences et génie des matériaux :
Responsables : Esteban Busso, Évry et Jean-Marc Haudin, Sophia
Antipolis.
Mécanique numérique
Responsable : Thierry Coupez, Sophia Antipolis.
Mécanique
Responsable : David Ryckelynck, Évry
Mastères spécialisés (MS)
Compumech
Responsable : François Bay, Sophia Antipolis.
Comportement des matériaux et dimensionnement
des structures
Responsable : Jacques Renard, Évry.
Material engineering
Responsable : Jean-Marc Haudin, Sophia Antipolis.