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Haute Pression & Essais Mécaniques

by admlspm - published on , updated on

Le service scientifique HPEM soutient et accompagne les recherches dans les domaines de la haute pression et de la mécanique des matériaux.

La plateforme CARAMEL a vu le jour au sein du laboratoire en octobre 2017. Il s’agit d’un plateau technologique cohérent d’élaboration et de caractérisation de matériaux s’appuyant sur les équipements et le savoir-faire du service HPEM.


Le service HPEM guide les chercheurs durant tout le long de leurs projets ou de leurs études en s’appuyant sur le savoir-faire des membres du service, à savoir un ingénieur d’études Azziz HOCINI (responsable du service) et de deux assistants ingénieurs Noël Girodon-Boulandet et Julien Rodriguez Da silva.

Il assiste les chercheurs dès la phase d’élaboration de matériaux massifs (métallurgie des poudres) jusqu’à la caractérisation du comportement thermomécanique à l’analyse des performances (essais mécaniques) en passant par la mise en forme de matériaux (extrusion, laminage).

Pour ce faire, il s’appuie sur un parc machine composé d’un simulateur thermomécanique Gleeble 3500.

D’une capacité de 10 tonnes équipé du module “Pocket Jaw”, ce dernier permet de solliciter en traction ou en compression des matériaux avec une vitesse comprise entre 0,001m/s et 1m/s et de réaliser simultanément des cycles de traitement thermique jusqu’à 1700°C sous vide ou sous atmosphère contrôlée, pour des taux de chauffe ou de refroidissement de l’ordre de 10 000°C/s.

A cela s’ajoute 3 machines d’essais de charge maximale 10 tonnes : une machine d’essais servomécanique MTS 20/M, une machine d’essais INSTRON 1195 et une machine de fatigue oligocyclique SCHENCK RMC 100, équipées de montages de traction, compression et flexion.

Un dispositif de cisaillement de haute capacité (100 KN), entièrement développé au sein du laboratoire, permet de réaliser des essais de cisaillement simple, cyclique ou inversé à vitesse de déformation imposée. La mesure de déformation se fait par vidéo-extensométrie via à un logiciel développé en interne.

Ces moyens d’essais sont enrichis par un système ARAMIS de mesure de déplacement et de déformation 3D sans contact.

Le service dispose également d’une machine d’essais de dureté automatique STRUERS DURAMIN équipée d’un indentateur de type Vickers.

Le parc machine comprend également deux LAMINOIRS dont un asymétrique instrumenté. Ces laminoirs sont dédiés aux études d’évolutions microstructurales en grandes déformations plastiques, de textures et de recristallisation notamment, ainsi qu’aux pré-déformations des protocoles de cristallogenèse. Un four vient compléter l’ensemble afin de réaliser des étapes de laminage à diverses températures sur la gamme 0-750°C.

En lien avec le service microscopie, le laboratoire dispose également de micromachines, permettant de réaliser des expériences in situ (MEB, microscopie confocale, ...)

Le volet haute pression du service comprend entre autre :

Une presse HIP (Hot Isostatic Pressing). Cette technique de compression isostatique à chaud permet la densification de matériaux en les soumettant à un traitement thermique sous une haute pression isostatique. Elle est utilisée pour compacter des échantillons massifs ou des poudres encapsulées.

La presse est conçue pour réaliser en parallèle des cycles de pression entre 200 bar et 4000 bar et des cycles en température entre 20°C et 1450°C.

Un dilatomètre assure la mesure de l’évolution dimensionnelle des échantillons au cours des cycles de compaction. Un système de tirage au vide permet d’effectuer des balayages sous gaz.

D’une presse de 20kbar associée à une presse de régulation de 10kbar.

Cet ensemble, équipé de différents dispositifs, permet la réalisation d’essais d’extrusion hydrostatique différentielle ou directe ou des essais de compaction isostatique à froid. Il offre également la possibilité de d’effectuer des essais de traction et de compression sous pression hydrostatique.

Le service dispose aussi d’une presse de 35 tonnes destinée à réaliser des compactions uniaxiales rapides à froid et à force contrôlée.