Le terme céramique ne s’applique pas qu’à la terre cuite, un polymère n’est pas forcément synthétique, et l’étiquette « biosourcé » ne signifie pas automatiquement « biodégradable »… La céramique entre dans le quotidien de l’homo sapiens 10 000 ans avant J.-C. et le travail des métaux change sa vie 8 000 ans plus tard. Mais le renouvellement des matériaux et des techniques n’a pas fini de révolutionner la vie de l’homme. À commencer par le traitement de la matière même.
Le métal ne se contente plus de fondre, il s’atomise. Réduit à l’état de poudres, il est ensuite déposé sur un substrat, auquel il assure une protection contre l’usure, la corrosion ou la chaleur. Les particules sont fondues et accélérées par une flamme ou une torche plasma pour la projection de revêtements de quelques centaines de micromètres, ou déposées selon un procédé par condensation de vapeurs en couches très minces, de 1 nanomètre à quelques dizaines de micromètres. Deux procédés au cœur des activités de l’IRTES-LERMPS à l’UTBM. « Les procédés plasma sont également à l’origine de la création de pièces massives grâce à l’épaisseur qu’il est possible de donner au dépôt », explique Hanlin Liao, responsable de la plateforme Projection thermique du site de Sevenans, où sont réalisées des chambres de combustion du lanceur Ariane 5 selon ce procédé. Du revêtement épais, il n’y a qu’un pas vers la fabrication additive, que le laboratoire franchit allègrement grâce à la fusion sélective de poudres métalliques par faisceau laser.
Pièces métalliques réalisées par fabrication additive
Le montage de la pièce s’opère en couches successives, correspondant à autant de tranches d’une maquette numérique de l’objet à réaliser. En aluminium ou inox, de formes les plus variées, à l’exécution impensable par d’autres techniques, ce sont des pièces de prototypage ou de petites séries.
L’IRTES travaille également les polymères et les céramiques qui sont, aux côtés des métaux, les deux autres classes de matériaux. Par céramiques, entendre les céramiques techniques, destinées aux applications industrielles. Oxydes, carbures, nitrures, borures…, correspondant tous à de petites molécules, les céramiques techniques sont composées d’aluminium, de tungstène ou encore de titane, elles incluent le verre comme le carbone.
Souvent utilisés pour constituer les matrices de composites, les polymères sont des macromolécules naturelles ou synthétiques. Ainsi, la soie ou le caoutchouc en font naturellement partie, quand l’acrylique ou les silicones entrent dans cette catégorie par polymérisation de molécules monomères. Les matériaux dits biosourcés sont des polymères. Ne pas les confondre avec les biomatériaux, compatibles avec les tissus humains, comme les prothèses, et qui n’ont en général rien de naturel.
À l’IRTES-M3M, on s’intéresse aux possibilités offertes par le kénaf, le sisal, le jute et le chanvre selon différentes techniques d’exploitation et en fonction des applications à développer, les trois aspects étant indissociablement liés.
Les fibres naturelles se mêlent à une résine époxy ou polyester pour former des composites. Des matériaux biosourcés donc, mais pas toujours 100% nature, loin s’en faut. « Nous recherchons des liants eux aussi biosourcés, et des techniques comme la compression, qui fait adhérer les fibres entre elles en limitant le recours aux résines », explique Rémy Lachat, enseignant-chercheur en mécanique.
Le chemin vers le développement durable est long. Et la multiplication des références « bio » ne doit pas leurrer quant à la réalité et à la difficulté de faire évoluer les produits et les techniques dans ce sens.
Contact : Hanlin Liao / Rémy Lachat
IRTES – Laboratoires LERMPS / M3M
UTBM
Tél. (0033/0) 3 84 58 32 42 / 35 38
