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Axe 2 : KNOWLEDGE BASED DESIGN



L’Axe 2 "KNOWLEDGE BASED DESIGN" a pour objectif le
développement de méthodologies de choix de procédés d’élaboration ou de traitements de surface afin d’améliorer la tenue en service des surfaces.
L’Axe développe une approche inductive, à partir de l’application pour rejoindre la compréhension des phénomènes fondamentaux se produisant aux échelles des surfaces (contact, réactivité, couplage mécanique-chimique, ...). Cette approche implique d’adjoindre une démarche de modélisation.


Deux problématiques génériques sont mises en lumière :

  • Quelles propriétés intrinsèques d’un matériau et de sa surface sont à optimiser pour atteindre des propriétés fonctionnelles données ?
  • Comment maîtriser et optimiser les procédés d’élaboration et leurs conséquences induites sur les surfaces, en vue de propriétés spécifiques ?


L’axe se décline en trois thèmes fédérateurs :


1. Réduire le frottement et l’usure en milieu lubrifié
 

Ce thème est un point fort des laboratoires constituant le LABEX qui ont, pour la plupart, mené de nombreux travaux de recherche dans ce domaine.

 

Revêtement DLC sur tête fémorale
de prothèse de hanche
 

Distribution de contrainte dans un
revêtement induit par un contact glissant
 

2. Modifier les surfaces sous l’effet d’interactions de contacts et conséquences induites

Ce thème est aussi un point fort des laboratoires constituant le Labex qui ont mené divers travaux dans le domaine des transformations tribologiques superficielles (TTS), de l’attrition mécanique des surfaces, du grenaillage ou encore dans l’étude de la formation de couches blanches par usinage. La raison de ces diverses appellations est davantage en lien avec la diversité des domaines d’application (tribologie, grenaillage, usinage) qu’avec la physique et la microstructure même de ces zones transformées. Ces zones ont un impact direct sur la réactivité des surfaces ainsi que sur leur durabilité en service, c’est pourquoi il existe aujourd’hui un besoin, tant au niveau académique qu’au niveau industriel, sur cette thématique.
 

 
Couche blanche d’usinage
 

Zone attritée mécaniquement
par grenaillage intensif
 

3. Conférer des propriétés de surface adaptées à l’allègement des structures

Cet axe de recherche peut être considéré comme un thème émergent, encore assez peu étudié par les membres du Labex, et suscitant une certaine attention tant au niveau académique qu’au niveau industriel. Il concerne aussi bien la fonctionnalisation de surfaces polymères que les revêtements de pièces par des procédés compatibles avec le dépôt basse température (sol-gel, DynamicChemicalPlating, …)
 


Texturation du polypropylène
au moyen d’un laser femtoseconde
(thèse V Belaud LTDS-ECL)
 

Les mots-clés décrivant le contour de l’axe sont les suivants :
  • Propriétés fonctionnelles des surfaces de matériaux
  • Propriétés intrinsèques des matériaux
  • Maîtrise des procédés d’élaboration de surface
  • Durabilité des surfaces
  • Tribologie
  • Réactivité des surfaces
  • Prédiction, modélisation
  • Surface, interface, environnement.