Roberval - FEDER

Unité de recherche : Mécanique, Acoustique et Matériaux (Roberval- UMR CNRS 7337)

Équipe : Mécanique et surfaces

Année : 2014

Acronyme : GRIPAC

Nom : GRIPpage des ACiers inoxydables et conséquences sur la dégradation des composants

Responsable scientifique : Salima Bouvier

Dates d'engagement : 22/10/15 au 21/10/18

Résumé : Le grippage est une forme de dommage se produisant entre 2 surfaces en mouvement l'une par rapport à l'autre. Ce mécanisme d'usure altère l'état de surface des composants mécaniques et dégrade leurs propriétés tribologiques. Le grippage pose des problèmes importants dans l'industrie mécanique et peut entrainer des risques sanitaires sérieux. Les aciers inoxydables sont connus pour avoir une faible résistance au grippage. Les études menées montrent que le seuil de grippage des couples d'aciers inoxydables est très différent selon les nuances, indiquant la sensibilité de ce mécanisme à la nature des matériaux. Les études actuelles fournissent peu d'explication permettant d'expliquer ce phénomène.Le projet GRIPAC vise à mener des travaux approfondis sur les corrélations entre la nature des matériaux en contact, les états de surface, le type de lubrification et le comportement en grippage. Ces travaux ouvrent des nouvelles voies d'amélioration des propriétés tribologiques des matériaux.

Mots clés : Grippage, aciers inoxydables, usure adhésive, microstructure, analyse multi-échelle, état de surface

Unité de recherche : Mécanique, Acoustique et Matériaux (Roberval- UMR CNRS 7337)

Équipe : Mécanique et surfaces

Année : 2014

Acronyme : OPTIMUM

Nom : OPTimisation des assemblages de MUiti-Matériaux par soudage friction linéaire pour les applications aérospatiales

Responsable scientifique : Salima Bouvier

Dates d'engagement : 15/10/15 au 14/10/18

Résumé : OPTIMUM a pour objectif l'étude expérimentale et numérique des assemblages métalliques réalisés par soudage par friction linéaire (Linear Friction Welding LFW). Une démarche originale et intégrée liant le process d'élaboration, les conséquences sur les évolutions microstructurales et les propriétés d'emplois, notamment vis-à-vis de la prédiction de la durée de vie des assemblages sera mise en place. L'accent sera porté sur les nouvelles nuances d'alliages métalliques ou sur l'assemblage de bi-matériaux. Des techniques de caractérisation innovantes et multi-échelles seront exploitées pour analyser les effets des paramètres du procédé sur l'évolution des microstructures dans la zone de soudure (i.e. capacité à interpréter les mécanismes à l'origine des différentes zones observées de la microstructure). Un outil de simulation numérique par éléments finis du procédé de soudage par friction linéaire prenant en compte les différentes phases intervenant dans la réalisation de l'assemblage et validé par des confrontations poussées avec des données expérimentales issues de l'instrumentation du procédé, sera développé afin d'examiner les variations des champs thermiques, cinématiques et de contraintes lors du soudage. La modélisation numérique du procédé contribuera à l'interprétation des phénomènes physiques mis en jeu à l'origine des évolutions microstructurales (e.g. niveau de température atteint et transformation microstructurale, champs de contraintes et mécanismes d'affinement de la microstructure). Le projet OPTIMUM est structuré en quatre lots principaux. Le premier est dédié à la réalisation des assemblages pour différents couples matériaux à base de titane ou de nickel. Des essais seront menés pour différents paramètres procédé (pression de forgeage, fréquence et amplitude d'oscillations) pour des configurations plan-plan, bi-plan ou tri-plan. Le deuxième lot est dédié à l'analyse physico-chimique et microstructurale de la zone de soudure complétée par des mesures de contraintes résiduelles et des profils de dureté par nanoindentation instrumentée. Le troisième lot concerne le développement d'un outil de simulation thermomécanique du procédé LFW dans l'environnement Forge®. Des confrontations de données expérimentales et numériques tels les gradients de champs thermiques locaux, la géométrie du joint soudé (e.g. taille et géométrie de la bavure), la consommation matière (i.e. réduction de taille des lopins matière après assemblage) permettront de juger de la qualité de l'outil numérique développé. Cet outil sera par la suite exploité pour l'aide à l'interprétation des évolutions microstructurales observées expérimentales (champs mécaniques locaux, vitesses de refroidissement'). Le quatrième lot du projet est dédié à l'étude de la durabilité des joints soudés par l'utilisation des techniques expérimentales non destructives telles que la tomographie, la laminographie pour l'analyse des éventuels défauts induits par le procédé (e.g. porosité). Des essais in situ d'évolution de l'endommagement et/ou de propagation de fissure au moyen d'essais mécaniques séquentiels ou in situ sous faisceau synchrotron seront réalisés.

Mots clés : Soudage par friction linéaire, Soudage par friction linéaire, Microstructure, Simulation, Durabilité

Unité de recherche : Mécanique, Acoustique et Matériaux (Roberval- UMR CNRS 7337)

Équipe : Mécanique et surfaces

Année : 2013

Acronyme : ACOTHER

Nom : Amélioration de la conductivité thermique des résines époxyde

Responsable scientifique : Kamel Khellil

Dates d'engagement : 01/04/15 au 31/03/16

Résumé : Le projet consiste à améliorer la conductivité thermique des matériaux composites fibreux à matrices organiques en intervenant sur la formulation de la matrice par ajout de charges (Carbone expansé, poudre métallisée et nano tube de carbone....). La formulation de la résine est une thermodurcissable de type Epoxyde devant satisfaire les conditions de mise en œuvre requises par les techniques d'enduction et du procédé " RTM ". Le projet ACOTHER a été initié dans le cadre des réunions sur la thématique composites organisées par l'ARI Picardie. Le projet ACOTHER est un projet collaboratif dans le domaine du remplacement des matériaux métalliques en aéronautique. L'objectif final est l'allégement des pièces en mouvement pour une diminution de la consommation d'énergie et une diminution des émissions de CO2 (rappelons par exemple que dans le domaine aéronautique, l'objectif en 2020 est de réduire de moitié les émissions de CO2), un des freins au remplacement de l'aluminium par du composite est la mauvaise conductivité thermique des matrices.

Mots clés : Résine, carbone 2D

Unité de recherche : Mécanique, Acoustique et Matériaux (Roberval- UMR CNRS 7337)

Équipe : Mécanique et surfaces

Année : 2014

Acronyme : FRIXORG

Nom : Détermination des propriétés nanomécaniques de couches minces organiques par Microscopie à Force Atomique en Mode Circulaire : Application aux systèmes d'intérêt biologique

Responsable scientifique : Pierre-Emmanuel Mazeran

Dates d'engagement : 01/09/15 au 31/08/16

Résumé : La nanobiomécanique est le champ de recherche qui porte sur la caractérisation des propriétés mécaniques de biomatériaux tels que des prothèses ou d'échantillons biologiques (par exemple des biopsies) en combinant des techniques de caractérisation empruntées aux nanosciences. Parmi les principales techniques qui permettent d'obtenir des quantifications mécaniques sur des échantillons biologiques à l'échelle nanométrique (milliardième de mètre), la microscopie à force atomique (AFM) est la plus adaptée. Elle a en effet largement démontré sa capacité à caractériser à l'échelle nanométrique la rigidité d'échantillons biologiques y-compris vivants. Dans ce contexte, le projet FRIXORG propose de mesurer les propriétés mécaniques de surfaces biologiques grâce à l'AFM en mode circulaire (nouveau mode breveté par les partenaires). Ce mode inédit va permettre l'acquisition très rapide de nouvelles données mécaniques jusqu'alors inaccessibles à cette échelle :les propriétés de frottement.

Mots clés : Microscopie à Force Atomique, nanobiomécanique, frottement,rigidité

Unité de recherche : Mécanique, Acoustique et Matériaux (Roberval- UMR CNRS 7337)

Équipe : Mécanique et surfaces

Année : 2015

Acronyme : ALVEO

Nom : Systèmes de micro-convoyage tridimensionnel pour la micro-usine

Responsable scientifique : Laurent Petit

Dates d'engagement : 18/10/16 au 17/10/19

Résumé : Le projet ALVEO s'inscrit dans l'Axe 2 (Usine du futur, Système, produit, process) du Défi 3 (Stimuler le renouveau industriel) du plan d'action 2015 de l'ANR. Les travaux proposés s'insèrent dans le contexte de la micro-usine qui est particulièrement adaptée à la production d'objets miniatures en petite et moyenne séries et qui dispose d'un haut niveau de flexibilité et de reconfigurabilité. De nombreux travaux sont actuellement menés sur ce concept et portent principalement sur le développement de systèmes de micro-positionnement ou de micro-préhension mais peu d'études sont réalisées sur les systèmes permettant de réaliser du micro-convoyage au sein de tels systèmes. L'objectif du projet ALVEO consiste à développer des systèmes permettant de réaliser des tâches de micro-convoyage tridimensionnelles complexes en contexte de micro-usine. Le système de convoyage proposé intègre une plateforme physique, composée d'un réseau de micro-actionneurs numériques, et des stratégies de pilotage assurant un fonctionnement optimal. Les actionneurs numériques, sur lesquels repose la plateforme, disposent d'une architecture simple, composée de positions discrètes entre lesquelles la partie mobile de l'actionneur peut se déplacer. Toutes positions intermédiaires ne constituent que des états transitoires ne pouvant être conservés dans un fonctionnement normal. Les actionneurs numériques ne nécessitent donc qu'une commande minimaliste basée sur des impulsions d'énergie nécessaires uniquement lors d'un changement d'état, ceci ayant pour effet de limiter la consommation d'énergie, enjeu majeur au regard du plan d'action 2015 de l'ANR. Les actionneurs numériques possèdent également l'avantage de disposer d'un maintien en position discrète de la partie mobile et ce sans apport d'énergie. De plus, étant donné que les positions discrètes sont précisément définies lors de la fabrication, la commande minimaliste ne nécessite aucun capteur pour commander chaque actionneur numérique de façon répétable, contrairement à des systèmes plus classiques, ce qui facilite leur intégration dans des systèmes compacts ou fortement intégrés. Dans le cadre du projet ALVEO, une architecture originale de micro-actionneur capable de réaliser des déplacements tridimensionnels est proposée ce qui permettra d'atteindre un grand nombre de positions discrètes (12 positions). Des démonstrateurs, de complexité croissante, seront développés ce qui permettra d'aboutir à un réseau de micro-actionneurs numériques tridimensionnels à architecture hexagonale. Avec un tel réseau, des actions complexes pourront être générées par combinaison d'actions élémentaires simples, chacune réalisée par un micro-actionneur. Une application de type convoyage tridimensionnel en contexte de micro-usine est visée pour ce démonstrateur. Chaque micro-actionneur du réseau pourra être piloté de manière indépendante assurant ainsi un haut niveau de flexibilité et de reconfigurabilité au système de micro-convoyage, caractéristiques essentielles en contexte de micro-usine. Des stratégies de pilotage seront également développées au cours du projet afin de rechercher le trajet optimal pour l'objet convoyé et de déterminer les déplacements correspondants pour chaque micro-actionneur constitutif du réseau. Les développements et travaux réalisés dans le cadre du projet ALVEO seront menés selon trois phases successives. La première phase visera à démontrer la faisabilité d'un micro-actionneur planaire à six positions discrètes. En seconde phase, un micro-actionneur basé sur une architecture tridimensionnelle et disposant de douze positions discrètes sera développé et caractérisé. Lors de la troisième phase, les travaux se focaliseront sur le développement d'un réseau de micro-actionneurs tridimensionnels à douze positions discrètes, sur la définition de stratégies de pilotage adaptées et enfin sur la validation de l'application au micro-convoyage en contexte de micro-usine.

Mots clés : Technologies innovantes de fabrication de matériaux, Réseau de micro-actionneurs numériques, Pilotage, Systèmes de convoyage tridimensionel pour micro-us, Chaîne logistique

Unité de recherche : Mécanique, Acoustique et Matériaux (Roberval- UMR CNRS 7337)

Équipe : Mécanique et surfaces

Année : 2013

Acronyme : MICROCOSM

Nom : Contactless Micro Coordinate Measuring Machine

Responsable scientifique : Christine Prelle

Dates d'engagement : 17/11/14 au 16/11/16

Résumé : Le projet MICROCOSM s'intéresse à la mesure 3D d'objets miniatures, de taille millimétrique avec des détails micrométriques. L'intégrationoptimale de composants miniatures dans les systèmes mécaniques ou mécatroniques nécessite en effet une caractérisation géométrique adaptée à leurs dimensions. Les partenaires proposent de concevoir et réaliser une micro Machine à Mesurer Tridimensionnelle ('MMT) sans contact, pour faciliter l'accès aux surfaces à mesurer et ne pas les détériorer. La 'MMT développée sera d'une taille compatible avec le concept de micro-usine (usine miniature, rapidement reconfigurable et dont la taille, en adéquation avec les produits miniatures fabriqués, permet une consommation raisonnée d'énergie) afin d'en être le poste de contrôle dimensionnel. Elle disposera de performances adaptées à la mesure 3D de micro-objets et assurera une reconstruction rapide de la forme des objets mesurés par l'utilisation d'algorithmes performants en contexte de production.

Mots clés : Mesure de forme 3D, Méthode de mesure optique sans contact, système mécatronique, mesure distribuée, algorithmes de reconstruction, algorithmes de reconstruction

Unité de recherche : Mécanique, Acoustique et Matériaux (Roberval- UMR CNRS 7337)

Équipe : Mécanique et surfaces

Année : 2013

Acronyme : Coiltim

Nom : Conception d'Outillages Intégrée pour Les Technologies par Impulsion Magnétique

Responsable scientifique : Mohamed Rachik

Dates d'engagement : 02/02/15 au 01/02/17

Résumé : Le projet COILTIM vise à maîtriser la conception des outillages nécessaires à la Technologie par Impulsion Magnétique, en prenant en compte leurs interactions avec le générateur et les circuits électriques associés. Il envisage de mettre au point des outils afin de répondre de façon optimale aux industriels qui s'intéressent à cette technologie et à appliquer ces outils à une palette de types d'outillages, notamment associés au nouveau générateur d'impulsions qui arrivera à la PFT INNOVALTECH. Il traitera des aspects électriques, électromagnétiques et mécaniques de ce sujet multiphysiques. Il associe des partenaires universitaires et industriels, fournisseurs d'équipements et de matériaux ainsi que des utilisateurs finaux de la technologie. Ce projet complète le projet MSIM dont l'objectif était la Maîtrise du Système d'Impulsion Magnétique en utilisant les équipements disponibles à la PFT INNOVALTECH.

Mots clés : TIM, conception d'outillages, Technologie par Impulsion Magnétique, sertissage, formage, Assemblage par sertissage, Assemblage par frettage, Assemblage par impact, Modélisation magnétique et mécanique

Unité de recherche : Mécanique, Acoustique et Matériaux (Roberval- UMR CNRS 7337)

Équipe : Méthodes numériques en mécanique

Année : 2014

Acronyme : Spacei

Nom : Suppléance perceptive pour l'attention conjointe dans les espaces d'interaction numériques

Responsable scientifique : Anne Guenand-Wacquiez

Dates d'engagement : 01/12/14 au 30/11/16

Résumé : Le succès des dispositifs de suppléance et de communication pour les personnes présentant des troubles sensoriels ou psychologiques (aveugles et malvoyants, sourds et malentendants, autistes,...) dépend de leur capacité à créer un espace d'interaction interpersonnel permettant de réaliser des tâches communes. Cela demande en premier lieu de rendre possible l'action conjointe sur un objet tiers : pouvoir désigner un objet ou un autre sujet (regard ou pointage déictique), pouvoir se guider mutuellement vers un objet du monde commun ; comprendre la direction du focus attentionnel d'autrui. Nous pensons que ces capacités de cognition sociale sont directement liées aux capacités de construire un espace perceptif distal (séparation du point de vue et de l'objet perçu) qui puisse être reconnu comme partagé par plusieurs être intentionnels. Nos expériences s'appuieront sur des dispositifs d'interaction à distance qu'elles contribueront en retour à améliorer.

Mots clés :

Unité de recherche : Mécanique, Acoustique et Matériaux (Roberval- UMR CNRS 7337)

Équipe : Méthodes numériques en mécanique

Année : 2015

Acronyme : Renforcement Mécanum

Nom : Renforcement de la mécanique numérique à l'UTC

Responsable scientifique : Adnan Ibrahimbegovic

Dates d'engagement : 05/10/16 au 14/10/19

Résumé : Allocation de recherche - Renft méca num - Pablo MORENO FEDER

Mots clés :