L`emploi généralisé de revêtements sur des substrats allégés

Sujet de thèse
Lieu : ECAM Rennes - Louis de Broglie
Campus de Ker Lann – 35170 Bruz
www.ecam-rennes.fr
Titre : Adhésion des revêtements de surfaces sur matériaux polymères. Etude de procédés de
préparation de surface par voie sèche
Direction de thèse : Jean-François COULON, Fabienne PONCIN-EPAILLARD, IMMM Le Mans
Démarrage : décembre 2015
Description :
L’emploi généralisé de revêtements sur des substrats allégés focalise l’attention sur l’adhérence.
Assurer cette adhérence pour les nouveaux couples revêtement/substrat est fondamental pour de très
nombreux procédés industriels comme la peinture, le collage, la métallisation, les multicouches... La
généralisation des matériaux macromoléculaires de faible densité réactive la criticité récurrente de
l’accroche du revêtement d’autant plus que ces matériaux organiques possèdent une faible énergie
de surface (typiquement de l’ordre de 40 mJ/m2) non favorable aux mécanismes de l’adhésion. Une
préparation de surface doit être adaptée. Par exemple, pour le domaine du transport pour lequel
l’allégement des structures est une priorité absolue, de nouveaux assemblages de matériaux sont à
assurer sur thermoplastiques et composites nécessitant de reconsidérer les traitements de surface
existants.
L’interface créée lors d’un assemblage conditionne la future adhérence par ses aspects
thermodynamiques, physicochimiques et micromécaniques. En effet, il faut à la fois favoriser l’affinité
chimique à l’interface en assurant la création de liaisons covalentes, ioniques ou hydrogène et d’autre
part la bonne topographie à des échelles pouvant aller du nanomètre au millimètre. Les normes
environnementales actuelles et le besoin de productivité incitent les industriels à regarder au-delà des
procédés chimiques en voie liquide pour se porter vers des technologies sèches parmi lesquelles les
plasmas ou les lasers apparaissent aujourd’hui des plus prometteurs.
La technologie plasma peut permettre d’apporter en une seule étape les effets chimiques et
topographiques requis pour une bonne adhérence. De son côté, la technologie laser déjà déployée sur
certains procédés industriels peut à la fois satisfaire le besoin de productivité et apporter une
polyvalence de texturation de surface intéressante.
Cette thèse s’articulera autour de 2 axes d’étude de l’adhérence des revêtements sur polymères:
- L’activation chimique des surfaces par des moyens plasmas que ce soit à pression atmosphérique ou
sous vide.
- La texturation multi-échelle à la fois par les technologies plasma et laser.
JF Coulon le 19/10/2015
ECAM RENNES
Page 1
Les caractérisations de surface (mouillabilité, profilométrie, XPS, microscopies électronique MEB et
AFM) permettront de comprendre la formation de l’interface. Les tests d’adhérence de revêtements
de couches minces de type PVD permettront de valider les niveaux en comparaison avec des
assemblages industriels.
Le travail expérimental se fera en partenariat avec l’IMMM du Mans et les moyens lasers de l’ILT Aix
la chapelle.
Mots clés : polymères, surface, adhésion, adhérence, plasmas, texturation;
Profil : le (la) candidat(e) devra être titulaire d’un Master 2 en physique, physico-chimie ou sciences
des matériaux. Une expérience significative de laboratoire avec mise en œuvre de techniques
analytiques et expérimentales sera demandée. Une connaissance et pratique des plasmas,
traitements de surfaces et polymères sera appréciée.
Des capacités de synthèse, rédactionnelles et relationnelles sont requises. Une bonne maitrise de
l’anglais est exigée.
Dossier comprenant CV, lettre de motivation, lettre de référence de la part d’un responsable de
stage Master à adresser à [email protected]
JF Coulon le 19/10/2015
ECAM RENNES
Page 2