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Mines Douai contribue à l’essor de la plasturgie "verte"

News International-French

12 May 2016

Depuis plus de trente ans, le Département TPCIM de Mines Douai répond aux enjeux des différents secteurs d’application avals de la filière industrielle de la plasturgie et des composites (transports, emballage, énergie, santé, bâtiment, électricité / électronique, sport, mécanique…) en optimisant l’élaboration, la mise en forme et les propriétés d’usage des polymères et composites.

En couplant science et technologie, est ainsi optimisé le triptyque matériau-procédé-produit, avec une approche équilibrée entre modélisation/simulation numérique et analyse/validation expérimentale.

A la croisée de ses deux axes de développement historiques (procédés et matériaux avancés ; mécanique et monitoring d’endommagement), l’équipe a également intégré les préoccupations de développement durable en s’efforçant de limiter l’empreinte environnementale des matériaux plastiques et composites et des procédés de plasturgie associés.

Ont ainsi été développés, par exemple, au cours des dernières années des systèmes polymères (dont mélanges de polymères, nanocomposites, composites, mousses …) éco-efficients, issus de ressources renouvelables (végétales ou animales) répondant aux cahiers des charges des secteurs automobile (projet FUI Matoria), santé/biomédical (projet Carnot Biomatériaux pour la Médecine du Futur) ou encore emballage (projet FUI WIBIO). La mise au point de composites agrosourcés structuraux hautes performances, ainsi que des outils de fabrication et d’ingénierie virtuelle associés, se poursuit dans le cadre des projets structurants (PSPC Fiabilin et Sinfoni).

D’autres solutions sont actuellement mises au point à Mines Douai sur la base six nouveaux projets de R&D engagés dans le cadre de l’Institut d’Excellence IFMAS (Institut Français des Matériaux Agro-Sourcés), société privée lauréate du Programme d’Investissements d’Avenir au titre des Instituts de Transition Energétique (ITE) regroupant 10 acteurs industriels (Roquette, Mader, Florimond-Deprez, Matikem) et académiques (Mines Douai, INRA, CNRS, ENSCL, Universités de Lille 1 et Artois) experts en agronomie, biologie, chimie, mécanique, matériaux (plastiques, composites et peintures/revêtements), et plasturgie.

Trois axes de développement

  • Procédés et matériaux avancés:
    Expérimenter, modéliser, et simuler pour maîtriser et optimiser la conception, l’élaboration (formulation, compoundage), la mise en forme (fabrication) et les performances fonctionnelles des matériaux et des pièces industrielles en polymères et composites (plasturgie), issus de ressources synthétiques ou naturelles.
    Mieux comprendre les interactions entre les matériaux constitutifs, les paramètres de transformation (procédés et outillages), les phénomènes physico-chimiques, thermo-mécaniques, rhéologiques associés aux procédés de fabrication, la qualité et les performances des pièces fabriquées.

  • Mécanique et monitoring d’endommagement:
    Contrôler l’état de santé, analyser et prévoir le comportement des structures mécaniques (plastiques, composites, ou assemblages hybrides associant des matériaux dissemblables y compris métalliques …)
    Fiabiliser la conception et améliorer la durabilité des pièces et des structures industrielles, en tenant compte de la technologie de fabrication, des sollicitations, de la microstructure du matériau, de la géométrie et du milieu environnant.

  • Eco-Matériaux et Développement Durable:
    Limiter l’empreinte environnementale: Matériaux biosourcés (issus de ressources renouvelables) et rematérialisés (recyclage, valorisation), procédés de transformation éco-efficients, éco-conception.

Une plate-forme expérimentale/instrumentale à l’échelle européenne, couplée à une plate-forme logicielle/numérique
Le Département TPCIM dispose pour ses activités d’une plate-forme expérimentale remarquable couplée à une plate-forme numérique performante. Il offre ainsi à la communauté industrielle et académique des moyens originaux, pilotes et démonstrateurs, dédiés à la recherche et à l’innovation orientées vers le développement et l’industrialisation de nouveaux matériaux polymères et composites et de leurs procédés de mise en œuvre, couvrant l’ensemble de la chaîne intégrée ‘’Conception - Elaboration/Fabrication – Assemblage – Caractérisation – Monitoring – Recyclage’’:

  • Plate-forme technologique aux échelles laboratoire et industrielle: injection et multi-injection (dont LFT, BMC, sandwiche, surmoulage), extrusion (profilés, fils, gainage), co-extrusion de films (cast ou bulle), rotomoulage, thermoformage, compression/estampage, Liquid Composite Moulding (RTM, infusion et variantes …), soudage, autoclave, placement de fibres, fabrication additive/impression 3D…

  • Plate-forme d’analyse thermo-mécanique, rhéologique, physique, thermique, structurale, morphologique, microscopique, non destructive…

  • Bancs de caractérisation du comportement thermomécanique de pièces industrielles instrumentées sous sollicitations mono- ou multi-axiales à court ou long terme (fatigue, fluage…)

  • Plate-forme de modélisation/ simulation multi-physique (codes de rhéologie, mécanique, thermique) adossée à un cluster informatique en environnement sécurisé

Site secondaire de l’Institut Français des Matériaux Agro-Sourcés, la plate-forme "plasturgie & composites" de Mines Douai a vu l’arrivée récente de compléments d’investissements IFMAS désormais opérationnels.

Plus d'informations: www.mines-douai.fr