Plateforme Technologique ComPol

Etablissement:

Equipe:

Laboratoire en Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux PIMM de Paris (UMR CNRS 8006) Laboratoire d’étude des microstructures et de Mécanique des Matériaux LEM3 de Metz (UMR CNRS 7239) Institut de Mécanique et d’Ingénierie I2M de Bordeaux (UMR CNRS 5295) Laboratoire Angevin de Mécanique, Procédés et InnovAtion LAMPA d’Angers Laboratoire Matériaux Composites LMC de Lille

Présentation Méthodes:

Plateforme Technologique

ComPol

La plateforme technologique ComPol est dédiée aux matériaux COMposites, POLymères, et assemblages collés.

Cette structure interdisciplinaire et multisites fédère les compétences en chimie, physique, mécanique et simulation numérique de différents laboratoires d’Arts et Métiers ParisTech pour traiter des problématiques liées aux :

Durabilité, recyclage et réparation

Mécanique des structures

Dynamique des structures et contrôle

Simulation numérique

Formulations

Procédés d’élaboration

Caractérisations physico-chimiques et thermomécaniques

Nouveaux matériaux

Structure actuelle

La plateforme regroupe 45 personnel permanents (professeurs, maîtres de conférences,personnels techniques ), et est en mesure de recruter pour des projets spécifiques des personnels contractuels (doctorants, ingénieurs, et techniciens).

Réseau de laboratoires impliqués :

Laboratoire en Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux PIMM de Paris (UMR CNRS 8006)

Laboratoire d’étude des microstructures et de Mécanique des Matériaux LEM3 de Metz (UMR CNRS 7239)

Institut de Mécanique et d’Ingénierie I2M de Bordeaux (UMR CNRS 5295)

Laboratoire Angevin de Mécanique, Procédés et InnovAtion LAMPA d’Angers

Laboratoire Matériaux Composites LMC de Lille

iC ARTS

Recherche

et innovation

Domaines scientifiques et technologiques

Procédés

Optimisation des procédés de fabrication

Développement de technologies innovantes d’outillages

Conception réalisation et mise au point d’outillages de présérie

Étude et modélisation multi-physiques des procédés

Durabilité et Maîtrise de la dégradation

Identification des processus de dégradation (hydrolyse, oxydation et stabilisation) et modélisation cinétique.

Analyse et modélisation des processus physiques (diffusion, évaporation, extraction) intervenant lors d’une dégradation.

Établir les relations structure-propriétés (mécaniques, électriques, barrière) des polymères au cours de leur vieillissement.

Couplage entre procédés, microstructure, et tenue en service.

Architecture et microstructure des composites et polymères

Compréhension du rôle des interphases dans les systèmes multiphasés (composites, polymères micro ou nano chargés, mélanges de polymères…)

Systèmes à architectures spécifiques

Dégradation au cours de la mise en oeuvre et endommagement des polymères et composites

Identification des mécanismes d’endommagement

Biocomposites et biopolymères

Durabilité

Etablissement de relations mise en oeuvre – propriétés (mécaniques, barrière, thermomécaniques)

Compréhension de la cristallisation, Identification des processus de dégradation (hydrolyse, oxydation)

Compréhension de l’interface fibre/matrice

Comportement mécanique du bois

Contrôle santé des structures et procédés, surveillance

Dynamique des systèmes : fatigue, impact, vibrations, phénomènes non-linéaires, HSM

Tolérance à l’endommagement

Confrontation modèles numériques / réalité

iC ARTS

Recherche

et innovation

Formations adossées

Unités d’enseignement en 2ème et 3ème années du cycle d’ingénieur.

5 Masters recherche : MAGIS (Materials and Engineering Science); IMS (Ingénierie des Matériaux et Surfaces); MMSP (Mécanique, Matériaux, Structure et Procédés); SAR (Systèmes et Applications Réparties); DSMSC (Dynamique, Structures, Matériaux, Systèmes Couplés)

Cours doctoral : « De l’élaboration à la performance des structures composites ».

Services aux entreprises

La plateforme permet aux industriels de disposer d’un environnement pour :

Des études expérimentales de recherche et développement

Des études de simulation numérique :

acquérir des données matériaux pour alimenter des modèles aux différentes échelles (données d’entrée, validation, …)

identifier des lois de comportement et prédire la tenue en service de matériaux

Des développements technologiques d’applications industrielles

Innover par la recherche

Quelques exemples d’applications

Automobile :

Pistons composites pour systèmes de freinage de véhicules

Pièces composites thermoplastique – nanochargés aux propriétés mécaniques et thermiques améliorées pour éléments sous capot moteur

Essais de crash-tests pour la sécurité automobile

Nucléaire et Electrique :

Gainage et isolation de câbles électriques

Peinture de bâtiments réacteurs

Aéronautique :

Fabrication additive par fusion laser

Structures composites à matrice thermostable pour applications « chaudes »

Bâtiment, Génie Civil :

Gainage de câbles métalliques de ponts à haubans

Membranes géosynthétiques

Emballage, grande distribution :

Films barrières aux gaz par mélange de polymères et de biopolymères structurés

Recyclage :

Etude de la recyclabilité de la fraction palstique des DEEE (déchetsd’équipement électriques et électroniques)

iC ARTS

Recherche

et innovation

Moyens expérimentaux et de calcul

Procédés de mise en oeuvre de polymères: injection, micro-injection, extrusion, extrusion multicouches et nanocouches, calandrage, soufflage de gaine, thermoformage, rotomoulage réactif et multicouche

Elaboration et parachèvement de matériaux composites : RTM, infusion, autoclaves, découpe par jet d’eau

Enceintes de vieillissement contrôlées en température, atmosphère (jusqu’à 250°C, atmosphères N2, air, ou sous vide,

Infrarouge et ultraviolet ; spectroscopies; chromatographies liquides (HPLC, GPC)

Caractérisation physico-chimique : analyse enthalpique différentielle (atmosphères N2 ou O2, équipé de modulation), analyses thermogravimétriques (jusqu’à 900°C, atmosphères mélangées N2/O2)

Interactions polymères – solvant ou gaz : appareil de haute performance Dynamic Vapor Sorption DVS (microbalance de Cahn, température de 25 à 90°C, humidité jusque 90 % RH), perméamètres hélium et oxygène.

Essais mécaniques :

traction quasi-statique (cellules 100 N et 50 kN, enceinte thermique, extensomètres mécaniques et optiques)

microplatine de traction (10 N, vitesse 1μm/ min à 20 mm/min)

traction grande vitesse TGV (jusque 20 m/s couplée à une caméra rapide 250 000 images/s)

fatigue (jusque 10Hz, enceinte climatique) ou haute fréquence (≥20Hz)

fatigue multiaxiale (traction/compression, torsion et pression interne combinées)

essais ultrasonores

Chocs : barres de hopkinson, tour de chute, roue inertielle, catapulte, banc de crash test, hexapode

Vibrations de structures composites : marteau de choc couplé à des jauges de déformation, vélocimètres laser et/ou accéléromètre

Caractérisation viscoélasique des polymères :rhéométrie dynamique à l’état solide (traction, torsion, flexion), à l’état fondu (cisaillement, géométries plan-plan, cône-plan, couette), rhéomètre capillaire

Rayons X grands angles et petits angles

Microscopie : optique, MEB, AFM

Calculs par éléments finis et éléments discrets : Abaqus, Ansys, codes « maison » (SDT), Matlab

iC ARTS

Recherche

et innovation

Les partenaires

Contact

Gaëlle Labache

Ingénieur de développement et d’animation

Tél : +33 (0)1.71.93.65.69

Mail : gaelle.labache@ensam.eu