Le LERMPS de luniversité de technologie de Belfort-Montbéliard centre son activité sur les processus délaboration de matériaux structuraux et de revêtements par voie sèche, tels que la projection thermique et les dépôts en phase vapeur. Depuis le début des années 90, des actions ont été engagées dans le domaine de la conception et de la fabrication des poudres de projection utilisées comme matériau précurseur à la projection thermique ; la maîtrise simultanée des matériaux et des procédés de mise en oeuvre représente un atout très important pour le laboratoire dans ses partenariats industriels.
• Les techniques de fabrication de poudres sont très nombreuses et le matériau précurseur, sa nature, sa forme, ou encore sa disponibilité jouent bien évidemment un rôle majeur. Elles peuvent en première approche se classer dans trois grandes catégories dont le choix dépend du matériau à pulvériser : le broyage dune phase solide, utilisé principalement pour les céramiques ; la pulvérisation-séchage dune barbotine (suspension de micro-particules solides), utilisée notamment pour les poudres céramiques et composites ; latomisation dune phase liquide obtenue par fusion, surtout utilisée pour les métaux et alliages métalliques. Lintégration de ce dernier procédé donne au LERMPS les moyens de couvrir la majeure partie des techniques de fabrication de poudres.
• Le principe de base de latomisation des métaux et alliages liquides consiste à fondre le matériau à pulvériser dans un creuset et à verser un filet du liquide correspondant, sous atmosphère protectrice en général, dans une chambre datomisation où ce jet est brisé en fines gouttelettes soit par des effets de pression, soit par des jets gazeux, soit par des jets deau. Le liquide atomisé en fines gouttelettes se solidifie au cours de son déplacement dans la tour datomisation et est ensuite collecté soit au bas de la tour, soit dans des cyclones séparateurs.
• Naturellement, la qualité des poudres (contamination en oxygène, forme, répartition granulométrique, homogénéité) et leur coût dépendent étroitement de la méthode de fabrication. Les procédés classiques datomisation au gaz ou à leau nécessitent des installations de grandes dimensions qui ne deviennent rentables que pour la production de quantités importantes (plusieurs tonnes par lot). Par ailleurs, le spectre granulométrique produit est relativement large, ce qui nécessite une séparation mécanique en plusieurs fractions et conduit à des difficultés pour en valoriser certaines.
• Au début des années 90 est apparue une nouvelle technique qui utilise de hautes pressions ainsi quune forme de buse particulière pour atomiser le jet de métal liquide. Le spectre granulométrique ainsi obtenu se trouve à la fois mieux contrôlé et déplacé vers des tailles plus basses. Ce procédé est donc mieux valorisable dans les méthodes actuelles de projection. De plus, les gouttelettes, plus petites, se solidifient plus rapidement et nécessitent donc une chambre datomisation de taille plus faible. Pour ces raisons, le LERMPS a choisi dacquérir une unité pilote permettant latomisation sous atmosphère neutre de la plupart des métaux et alliages métalliques. Les principales caractéristiques sont un faible taux dimpuretés présent dans les poudres, un travail par lot de 10 à 50 kg, une vitesse de pulvérisation de 10 à 100 kg par heure, un travail dans la gamme de pression absolue allant de quelques mbar à quelques centaines de bars, ainsi quune plage granulométrique de 5 à 100 œm. Linvestissement, dun montant de un million deuros, a été soutenu par la Communauté européenne, lÉtat et la Région de Franche-Comté par les Fonds FEDER ― Fonds européens de développement régional ― et CIADT ― Comité inter-ministériel pour laménagement du territoire. Par ailleurs, la Communauté dagglomération belfortaine, la Communauté dagglomération du pays de Montbéliard et le Conseil général du Territoire de Belfort, soutiennent le développement des deux plateformes technologiques du LERMPS et de leurs installations de recherche à finalité industrielle. Ces acteurs se sont rassemblés lors de linauguration de cette tour datomisation qui sest déroulée le vendredi 23 mai 2003 sur la plateforme technologique du LERMPS à lUTBM, site de Sévenans.
Christian Coddet – Lucas Dembinski
LERMPS
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