STM-PARC-1-Procédés avancés de recyclage des matériaux

  • ue-mec-stm-parc-1-materiaux innovants et eco-respectueux
  • Génie Mécanique

Semestre : 9

Responsable(s) du contenu pédagogique
  • Nicolas SERRES
Total coefficients : 2
Total heures : 21 (7,5 cours, 4,5 TD, 9 TP)
Total heures travail personnel : 12

Prérequis

Cours de Matériaux


Objectif

Les matériaux subissent beaucoup de sévices à l'usage (corrosion, fatigue.) et présentent une durée de vie plus ou moins longue : ils doivent donc être protégés de toute attaque extérieure. L'objectif de ce cours est l'tude et l'analyse des procédés d'application de dépôts de couches dures et/ou protectrices qui ont pour rôles de conférer à la surface d'une pièce des propriétés différentes de celles de son volume en fonctionnalisant cette surface en termes de résistance à la corrosion, l'usure, l'amorçage de fissures. ou pour modifier son aspect esthétique.
Nous distinguerons deux catégories de procédés :
. Les revêtements protecteurs (métalliques ou organiques) où l'aire de contact entre les deux surfaces est définie et l'adhésion est un facteur essentiel.
. Les traitements modifiant les propriétés du matériau, superficiellement (sur une profondeur limitée) ou dans toute la masse du produit traité.


Compétences attendues

Axe A2 : ANALYSE TECHNIQUE
Capacité à mobiliser les ressources dans le domaine de la spécialité. Mettre en œuvre des connaissances techniques multidisciplinaires pour résoudre des problèmes d'ingénierie.
- Choisir une méthode de résolution adaptée au problème et en évaluer l'efficacité

Axe A3 : CONCEPTION TECHNIQUE
Capacité à mobiliser ou à développer des nouvelles méthodes de conception afin de concevoir des produits, des processus et des systèmes en tenant compte des dernières avancées techniques dans le domaine tout en prenant en compte les enjeux environnementaux et énergétiques.
- Définir les solutions techniques répondant au besoin

Axe A5 : ÉTUDES ET RECHERCHES
Capacité à investiguer un sujet technique en mobilisant les données issue de la recherche afin de réaliser des tests, conduire des expérimentations et des études d'applications.
- Faire preuve d'esprit critique et de créativité pour développer des idées originales et nouvelles


Programme

Le cours sera articulé autour de trois grandes parties :
1) Préparation de surface (préparation mécanique, dégraissage, décapage.) ; Mécanismes de l'adhésion ; Traitements de conversion.
2) Traitements de surfaces par voie humide : électrochimie et traitements de surface ; dépôts électrolytiques ; dépôts organiques électrophorétiques ; peintures et vernis ; revêtements polymériques ; dépôts sol-gel ; etc.
3) Traitements de surfaces par voie sèche
Couches minces : dépôts sous vide en phase vapeur (PVD, CVD.), revêtements Duplex, implantation ionique, etc.
Couches épaisses : projection thermique, technologies laser (rechargement, refusions.).

Par ailleurs, des séances de TD seront proposées pour illustrer le cours.


Contraintes pédagogiques - Méthodes pédagogiques

Utilisation de Moodle avec la mise à disposition de ressources pédagogiques, de descriptions des outils disponibles lors des séances de TP pour le revêtement et le traitement de surfaces.


Contraintes pédagogiques - Moyens spécifiques

Utilisation des moyens de la PF SMIS (outils de caractérisation, outils de simulation numérique) pour les TP associés


Mode d'évaluation

Projet : études de cas à réaliser en binôme ou en trinôme sur la durée du semestre, impliquant des moyens de production des surfaces à étudier (préparation des surfaces, revêtements, marquage, traitements thermochimiques) et les moyens de caractérisations.

Livrable : synthèse des travaux réalisés (préparation des échantillons, description des moyens de production et de caractérisation, plan d'expérience au regard d'léments bibliographiques, résultats essais et caractérisations, analyses des résultats), sous la forme d'un article scientifique.

Utilisation d'une grille de compétences pour réaliser l'valuation des étudiants


Bibliographie

R. Leveque. Traitements et revêtements de surface des métaux. Dunod (2007).
H. Mazille, S. Audisio, M. Caillet, A. Galerie. Revêtements et traitements de surface. Fonctionnalités, durabilit procédés.
PPUR (1999).
S. Chevalier. Traitements de surface et nouveaux matériaux : Quelles sont les solutions pour lutter contre la dégradation
des matériaux a haute température ? Editions de l'Université de Dijon (2007).
High-Performance Organic Coatings (Woodhead Publishing Series in Metals and Surface Engineering), A. S. Khanna (Ed) (2008)



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