Exemples d'activités

Fonderie

Assistance à un fondeur concernant l'analyse des caractéristiques mécaniques et de la microstructure des pièces coulées. L'objectif est, dans ce cas :

  • De vérifier que la pièce de fonderie est réalisable selon le cahier des charges du client, et si nécessaire, suggérer des évolutions ;
  • De valider le résultat de la simulation numérique de coulée réalisée par le fondeur en examinant les zones présentant des anomalies potentielles dues aux conditions d'alimentation et solidification ;
  • De décrire, en cas de défaut observé, les actions correctives à mener concernant :
    • La composition de l'alliage ;
    • La méthode de fonderie utilisée (préparation de l'alliage, alimentation et refroidissement) ;
    • Les conditions de traitement thermique ;
    • Les conditions de contrôle et les éventuelles réparations.
  • D'assister le fondeur dans la réalisation du dossier "pièce type métallurgique" à l'attention de son client, en mettant en évidence les points critiques et en explicitant les évolutions souhaitables.

Un regard extérieur sur le procédé employé permet souvent de mettre en évidence certains problèmes techniques qui ne sont pas considérés comme tels car intégrés dans les habitudes depuis longtemps.  

Développement matériaux

Définition complète des matériaux et procédés pour la réalisation d'un moteur électrique à très hautes performances (KERS) :

  • État des lieux des matériaux, traitements thermiques, traitements de surface et méthodes d'assemblage du système ;
  • Vérification de l'environnement de fonctionnement, notamment la température d'utilisation et le risque de corrosion ;
  • Avec le client, j'analyse les cas d'endommagement, pannes, défauts de fonctionnement inhérents aux matériaux employés.

Avec ces informations, je définis :

  • Une liste des matériaux les plus adaptés ;
  • Les conditions de traitement thermique ;
  • Les éventuels traitements de surface, incluant les méthodes de finition ;
  • Les conditions d'assemblage lorsqu'elles sont susceptibles d'altérer les propriétés des matériaux employés.

Après réalisation des premiers prototypes et des premiers tests de fonctionnement, j'assiste le client dans l'analyse complète et la mise en place d'évolutions ou solutions correctives.

Pour chaque élément constituant le système, je réalise une synthèse mettant en évidence les éventuels problèmes (production, fiabilité, durabilité...).

Assistance dans la définition des traitements thermiques au plan

Certains composants automobiles de compétition doivent fonctionner dans des conditions extrêmement sévères. C'est le cas particulier des pièces fonctionnant à haute température et subissant des sollicitations mécaniques très importantes. L'exemple typique est la soupape d'échappement. La demande générale concernant ce produit est :

  • Améliorer la résistance mécanique à haute température (fatigue, fluage). L'augmentation continue des performances des moteurs de compétition implique un accroîssement continu de la température d'utilisation ;
  • Traiter le problème de refroidissement : un refroidissement correct de ces pièces implique un traitement spécifique des zones d'échange thermique, mais tend également à rendre la fabrication des soupapes plus complexe (cavités de refroidissement au sodium) ;
  • Réduire la masse des composants en mouvement. C'est à dire utiliser des matériaux à basse densité résistants à haute température ou réaliser des structures creuses (fort impact sur le procédé de fabrication et sur la fiabilité) ;
  • Traiter localement les problèmes tribologiques (réduction du coefficient de frottement, atténuation ou contrôle des problèmes de tribo-oxydation à haute température)
  • Vérifier la fiabilité des procédés de fabrication, notamment dans le cas de soupapes assemblées par soudage ou brasage.

Mon intervention consiste à proposer des matériaux alternatifs, vérifier les gammes de fabrication et les traitements appliqués, traiter localement les problèmes de frottement, définir les moyens de contrôle à appliquer.

Refroidissement bobinages de moteurs électriques à très haute densité d'énergie

Pour des raisons liés à l'écologie et au marketing, tous les constructeurs travaillent actuellement sur les systèmes hybrides thermique-électrique.

L'évolution de ces systèmes implique :

  • Une forte augmentation de la densité d'énergie des moteurs électriques ;
  • Un accroîssement des régimes de rotation impliquant l'utilisation de matériaux (composites, résines, colles, isolants...) à plus haute résistance ;
  • Une augmentation de la température de fonctionnement de ces assemblages et un très fort impact sur le comportement des produits organiques de type potting, colles, produits d'étanchéité.

Mon rôle est donc de faire un diagnostic concernant le comportement de ces matériaux dans les conditions d'utilisation, et de proposer des solutions alternatives (résines, colles résistantes à plus haute température et à conductivité thermique améliorée).