Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 24

EXPERTISE TECHNIQUE
L'IMPRESSION C'EST BIEN,
LA FINITION
C'EST MIEUX
CATHERINE
SANJEU a réalisé
sa thèse de doctorat
sous la direction du
Dr Jean-Lou Lebrun
(An. 170), alors
maître de
conférences à
l'Ensam, sur la
problématique des
traitements
thermomécaniques
de surface
métalliques à l'aide
de lasers CO2
continus et de laser
impulsionnels. Sa
thèse a été financée
par un contrat Cifre
avec PSA. Après un
passage chez PSA,
Catherine Sanjeu a
cofondé Armélio (1)
en 2011, société
spécialisée en
ingénierie
scientifique et
technologique, en
vue de mettre la
physique au cœur
de l'analyse des
produits et des
procédures de ses
clients pour lever
les verrous.
Aujourd'hui,
Armélio (Envirprod
SAS) est implantée
sur le plateau de
Saclay, au campus
de l'Espace
(Vernon) et à
Grenoble.
(1)
Catherine Sanjeu, cofondatrice d'Armélio, continue à démontrer que la physique sait se mettre
au service de l'industrie. Ce mois-ci, elle aborde la fabrication additive, encore freinée
par quelques verrous technologiques, notamment sur la qualité de l'état de surface.
Armélio a identifié des choix de finition intégrés à la démarche d'impression 3D dont le coût est
moindre que celui de machines spécifiques avec un temps de cycle aussi compétitif.
L
'impression 3D ou fabrication additive se distingue
des autres procédés par le fait qu'elle forme des
pièces constituées de divers matériaux par dépôt de
matière couche après couche sans recourir à des
outils. Les procédés d'impression 3D métallique
sont regroupés en deux grandes familles : la fusion sur lit
de poudre (Power Bed Fusion, PBF) et le dépôt sous énergie
concentrée (Direct Energy Deposition, DED).
Actuellement, les industriels cherchent à réduire les coûts
et le temps nécessaires à cette technologie et, surtout, à lever
l'un des derniers verrous majeurs à sa diffusion : la
qualité de l'état de surface des pièces.
LES DÉFAUTS JOUENT SUR
LE COMPORTEMENT
La surface d'un matériau est le siège
de nombreuses interactions avec l'environnement.
Les propriétés physiques
et chimiques des surfaces
jouent un rôle déterminant sur le
comportement en service des pièces.
En raison de la fusion, de la solidification
et du réchauffage répétés et périodiques
des couches, la fabrication additive
entraîne des déformations élastiques,
plastiques et visqueuses qui affectent la santé
de la matière et conduisent à des états de surface
de rugosité élevée. Les défauts de surface influencent
également le comportement en fatigue
des pièces. Des fissures sont susceptibles de s'y
amorcer, conduisant même parfois à la rupture
du composant.
https://www.armelio.net
24 Arts&MétiersMAG
N°433 / février 2022
par Murakami (et al.), l'effet d'un défaut de surface sur la
fatigue a été évalué selon le modèle suivant :
K = 0.65
area
Avec :
: contrainte appliquée (MPa)
area : surface de la zone du défaut (µm)
K : facteur d'intensité de contrainte (MPa . µm1/2
)
RÉDUIRE ONDULATION ET RUGOSITÉ
La plupart des procédés d'impression 3D nécessitent donc
une ou plusieurs opérations de parachèvement pour
modérer les contraintes issues de l'impression
et améliorer l'état de surface. Ces deux actions
permettront d'obtenir une pièce
dont la géométrie respectera exactement
les cotes de conception et la durée
de vie en service conforme à la
spécification. Cependant, les étapes
de post-traitement réduisent la compétitivité
économique de l'impression
3D : cycle allongé, investissement en
machines, etc. Il s'agit donc d'identifier
les meilleures solutions de finition selon
Pièce métallique
obtenue
par fabrication
additive.
Le nombre et la morphologie des défauts dépendent du
procédé d'impression. Dans la littérature, il existe de nombreux
modèles pour évaluer l'influence des défauts (états
de surface) sur la fatigue. Par exemple, dans une étude menée
les grands enjeux de l'industrie.
Pour réduire les contraintes résiduelles dans
la pièce, un traitement de détente est appliqué
après impression et, parfois, on recourt à un traitement
thermique spécifique pour ajuster les
propriétés du matériau. On parle ici de traitement
dans la masse. Pour optimiser ce type de traitement,
les ingénieurs d'Armélio mettent en œuvre
des simulations thermomécaniques et métallurgiques couplées
permettant d'optimiser les réglages d'impression. Un
seul essai de validation expérimental est nécessaire pour
garantir l'efficacité de l'opération. Ensuite, vient l'étape de
traitement de surface, appelée traitement de finition. C'est
P
H
O
T
O
A
D
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B
E
S
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C
K
PHOTO DR
https://www.linkedin.com/in/dr-catherine-sanjeu/ https://www.armelio.net

Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022

Table des matières de la publication Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022

ÉDITO
SOMMAIRE
CONTRIBUTEURS
LE MOT DE LA VICE-PRÉSIDENTE
À LA UNE
- Indicateurs
- Revue de presse
- Perspectives – La pandémie n’a pas frappé partout pareil
- Parcours – Capitaine James Alexandre (An. 213)
- Mouvements
ENTREPRISE
- Usine du futur – L’union fait la force de Lisi Aerospace
- Usine du futur – TLD Group, un taxi pour le ciel
- Start-up – Inarix démocratise la mesure du vivant – Le bon goût des frères Besnard – Bilberry pulvérise intelligemment – Une petite mousse La Banou à Brive
EXPERTISE
- Usine du futur – Transformer ou opérer
- Technique – L’impression c’est bien, la finition c’est mieux
- Assurances – Quand les primes s’envolent
- Ressources humaines – Les six points qui font le bon repreneur
DOSSIER - REPRISE D’ENTREPRISE
- Reprendre, telle est la question
- Cent premiers jours essentiels
- Témoignages – Redonner du sens à sa carrière – À deux, on est plus fort – Une reprise pour se consolider – Être maître de ses décisions – Sortir de sa zone de confort – S’appuyer sur une équipe - Ne plus subir de chef – Réaliser un rêve de gamin
ÉCOLE DE LA TECHNOLOGIE
- Au coeur des labos – L’usinage se modernise à Cluny – Le L2EP roule pour Lille
- Formation – IMS, un master qui ne reste pas en surface
- L’actualité des campus – Jenii, presque la réalité – L’Ensam parle aux écoliers
CONFÉRENCES & DÉBATS
- L’humeur de Jean-Baptiste Micewicz (Cl. 177)
- Courrier des lecteurs – Le billet de Michel Harmant (Ch. 161)
HISTOIRE & PATRIMOINE
- Grande figure – Georges Gazuit (Cl. 143), l’industriel poète
- Mémoire de Gadzarts – Des bourdons et des rapaces
LA TUYSSE
- Événement – AG d’automne : enfin réunis !
- Soce – Parlons ensemble de santé mentale
- Vie de promo – Préparez-vous à la disnée !
- Groupes territoriaux – Le GT Touraine en visite chez TLD
- Vie de promo – Le sens de l’après-carrière de la Ch. 174
- Vie de famille – In Memoriam Pierre Mazabraud (Bo. 166) – Carnet
CULTURE & LOISIRS
- À lire – A voir
- Tous matheux
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 1
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 2
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - ÉDITO
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 4
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - SOMMAIRE
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - CONTRIBUTEURS
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - LE MOT DE LA VICE-PRÉSIDENTE
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - À LA UNE
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Indicateurs
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Revue de presse
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Perspectives – La pandémie n’a pas frappé partout pareil
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Parcours – Capitaine James Alexandre (An. 213)
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Mouvements
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Usine du futur – L’union fait la force de Lisi Aerospace
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 15
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Usine du futur – TLD Group, un taxi pour le ciel
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 17
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Start-up – Inarix démocratise la mesure du vivant – Le bon goût des frères Besnard – Bilberry pulvérise intelligemment – Une petite mousse La Banou à Brive
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 19
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Usine du futur – Transformer ou opérer
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 21
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 22
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 23
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Technique – L’impression c’est bien, la finition c’est mieux
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 25
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Assurances – Quand les primes s’envolent
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 27
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Ressources humaines – Les six points qui font le bon repreneur
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 29
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - DOSSIER - REPRISE D’ENTREPRISE
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 31
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Reprendre, telle est la question
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 33
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Cent premiers jours essentiels
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 35
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Témoignages – Redonner du sens à sa carrière – À deux, on est plus fort – Une reprise pour se consolider – Être maître de ses décisions – Sortir de sa zone de confort – S’appuyer sur une équipe - Ne plus subir de chef – Réaliser un rêve de gamin
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Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 43
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Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Courrier des lecteurs – Le billet de Michel Harmant (Ch. 161)
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Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - - Grande figure – Georges Gazuit (Cl. 143), l’industriel poète
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Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 65
Arts&MétiersMag - N°433 - Février 2022 - 66
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https://www.nxtbook.fr/newpress/Arts_et_Metiers/Arts_et_MetiersMag-2006-419
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https://www.nxtbook.fr/newpress/Arts_et_Metiers/Arts_et_MetiersMag-1912-414
https://www.nxtbook.fr/newpress/Arts_et_Metiers/Arts_et_MetiersMag-1911-413
https://www.nxtbook.fr/newpress/Arts_et_Metiers/Arts_et_MetiersMag-1910-412
https://www.nxtbook.fr/newpress/Arts_et_Metiers/Arts_et_MetiersMag-1909-411
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