Les matériaux architecturés

COLLOQUE
FUTURPROD PARIS 12-02_2013
Matériaux et Prodédés dans la
conception des produits industriels
Yves Brechet
Grenoble-INP
Haut Commissaire à l’énergie atomique
Message 1:
Une bonne connaissance des
matériaux, des procédés et de leurs
interactions est essentiel au
développement de produits
industriels performants
Roue en acier embouti
roule soudé
Roue en alliage
d’aluminium moulé
Aujourd’hui
ATOUT
OU
OBSTACLE?
L’embaras du choix
La situation actuelle
• 50 000 à 80 000 matériaux disponibles pour
l’ingénieur, 3000 procédés de fabrication et de
mise en œuvre
• Une situation hautement compétitive entre
les différentes classes de matériaux
• Des exigences accrues dans les cahiers des
charges
• Une force motrice de développement
amplifiée par de nouvelles demandes
Message 2
Un choix des matériaux et
des procédés , couplé,
structuré, objectif, est le
passage obligé vers une
conception performante
Sélection des matériaux
Filtrage par les
propriétés (
température, tenue
environnementale…)
Tous les matériaux et tous les
procédés
Sélection des procédés
SCREENING
Filtrage par les attributs
( matériaux, taille,
formes…)
Sous groupe des matériaux et
des procédés admissibles
Méthode des indices de
performance
Base de cas, archivage
d’expertise…
CLASSIFICATION
Sous groupe classé de
matériaux et de
Procédés admissibles
DOCUMENTATION
Sélection finale de matériaux
et de procédés
Méthodes d’estimation
des coûts
Bases de cas, guides de
conceptions, règles …
Message 3
Des exigences nouvelles,
des fonctions combinées,
une compétition féroce…
Le couplage
matériau/procédé est
essentiel
Alleger les structures et conserver la
sécurité des passagers
Evolution de la température de fonctionnement
Impact des systèmes de refroidissement et des barrières thermiques
Source : Reed (2006).
Message 4
Du matériau de rencontre
au matériau sur mesure
.
Matériaux sur mesure
Matériaux en
compétition
Matériaux optimisés
Matériaux
de rencontre
Les matériaux architecturés
Scale
m
Superstructure
cm
mm
µm
Microstructure
nm
Métallurgie
???
Mécanique
Reduction du bruit des avions
.
Modelling
Acoustics (Biot Allard model)
Mechanics (FEM calculations )
Optimising
Materials geometry
Component dimensions
Constitutive materials choice
Processing
« Taylored materials »
Projet MAPO
Message 5
Un usage intelligent de la
matière et de l’énergie pour un
développement durable
• Nouvelles demandes sociétales
• Développement rapide et Ressources limitées
• Utilisation optimale des matériaux
• Epuisement des ressources?
• Passer du «produit consommateur de
matériau » au « produit source de
matériaux »
Ecobalance: d’ou viennent les dégâts???
INTEGRER CETTE DIMENSION
DES LA CONCEPTION
ET SES CONSEQUENCES
DANS LA MAITRISE DES MATERIAUX
ET DES PROCEDES