STM-PARC-1-Procédés avancés de recyclage des matériaux
- ue-mec-stm-parc-1-materiaux innovants et eco-respectueux
- Plasturgie
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 A1 : CONNAISSANCES ET COMPRÉHENSION
Capacité à mettre en place un raisonnement scientifique rigoureux. Capacité à mobiliser les ressources d'un large champ de sciences fondamentales.
- Connaître et expliquer les concepts théoriques relatifs à un large champ de sciences fondamentales
- Formaliser un problème à l'aide d'outils analytiques ou numériques
- Être capable de résoudre un problème scientifique à l'aide de méthodes analytiques ou numériques
- Être capable de transposer les connaissances scientifiques dans le domaine de la spécialité
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.
- Identifier un problème, le reformuler
- Déterminer les leviers d'actions permettant de résoudre un problème
- Identifier et comparer des méthodes de résolutions potentielles
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.
- Analyser et comparer un large champ de données techniques
- Définir les solutions techniques répondant au besoin
- Réaliser et interpréter des simulations
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)