Piloter la conception des matériaux par le cahier des charges de l’application

Yves Bréchet, professeur à Grenoble-INP, donne ce jeudi 17 janvier la leçon inaugurale de son cours au Collège de France, intitulé "du matériau de rencontre au matériau sur mesure". Il explique.

Partager

TESTEZ GRATUITEMENT L'ABONNEMENT À L'USINE NOUVELLE

15 jours gratuits et sans engagement

Piloter la conception des matériaux par le cahier des charges de l’application

L'Usine Nouvelle - Qu’entendez-vous par "matériau sur mesure" ?
Yves Bréchet - Lorsque l’on met la science des matériaux en perspective historique, on voit que les hommes ont d’abord utilisé les matériaux qu’ils avaient sous la main. Puis ils se sont efforcés de les optimiser, et ils les ont améliorés en les mettant en compétition. C’est par exemple la concurrence entre l’acier et l’aluminium dans l’automobile, ou entre les alliages métalliques et les matériaux composites dans l’aéronautique.

Aujourd’hui, alors que l’on demande toujours plus aux matériaux, notamment d’être multifonctionnels - pour un moteur d’avion cela signifie par exemple d’avoir une structure solide tout en absorbant l’énergie acoustique- il est de plus en plus nécessaire de piloter la conception des matériaux par le cahier des charges de l’application. Cela existe déjà, par exemple dans les polymères ou même le verre, mais l’idée est que cette démarche devienne systématique, avec une ouverture maximale sur le choix des matériaux, leurs géométries et les procédés pour les fabriquer.

VOS INDICES

source

logo indice & contations

Le contenu des indices est réservé aux abonnés à L’Usine Nouvelle

Je me connecte Je m'abonne

En quoi les progrès récents favorisent-ils le développement de matériaux sur mesure ?
Ce qui est nouveau, c’est le rôle central joué par la modélisation et la simulation numérique. Dans cette nouvelle approche, il n’est plus question de procéder, comme on le fait traditionnellement dans le domaine des matériaux, par essais et erreurs. Il y a trop de variables à prendre en compte. Les outils de modélisation permettent d’identifier les matériaux potentiellement intéressants pour l’application visée, sur lesquels on pourra ensuite réaliser des expérimentations.

La démarche de conception repose sur un couplage étroit entre la modélisation et l’expérimentation. La modélisation multi-échelle, dont le but est de lier les propriétés d’un matériau de l’échelle des atomes jusqu’à celle de la pièce, est une avancée importante de ces dernières années. Tout comme l’accès à des bases de données qui facilitent la comparaison entre matériaux.

Faut-il repenser la manière de faire de la recherche ? Voire repenser l’enseignement de la science des matériaux ?
Il ne s’agit pas de tout bouleverser, mais cela correspond à une évolution profonde, dans la formation des étudiants comme dans la manière d’aborder les problèmes. Il est indispensable de conserver un socle solide de disciplines fondamentales. Mais je pense qu’il faudrait, dans les écoles d’ingénieurs comme dans les seconds cycles universitaires, que l’on introduise systématiquement la notion de cahier des charges dans la conception des matériaux. Il faut souligner que cette approche, qui peut sembler plus technologique que scientifique, peut déboucher sur des problèmes très fondamentaux. Par exemple, quand on cherche à réaliser des assemblages entre matériaux différents.

Votre dernier cours au Collège de France sera consacré aux "leçons du vivant". Quel peut être l’apport des matériaux biologiques à la conception "sur mesure" ?
Quand on observe les matériaux naturels comme le bois ou les coquillages, on constate qu’une quantité assez limitée de "briques de base" permet d’engendrer une énorme diversité de matériaux, grâce à l’agencement spatial (fibres, pores, lamelles…) et au couplage entre matériaux. A l’inverse, l’ingénieur dispose d’une infinie variété de matériaux de base, mais il exploite peu, jusqu’ici, les possibilités de l’architecture du matériau. En s’inspirant des matériaux de la nature, on devrait donc pouvoir, en combinant la variété des matières de base et des architectures, faire exploser la quantité et la diversité des matériaux disponibles, et être ainsi mieux à même de répondre à un cahier des charges. A condition d’inventer des procédés de fabrication industrialisables pour imiter les structures créées par la nature… Ce qui nous ramène à des problèmes technologiques.

Propos recueillis par Thierry Lucas

Yves Bréchet est le titulaire pour un an de la chaire d’Innovation technologique Liliane Bettencourt, au Collège de France. Ce polytechnicien de 51 ans est un spécialiste de la science des matériaux qui pratique volontiers l’interdisciplinarité (chimie, physique, mécanique..). Ces recherches, en métallurgie mais aussi sur des multimatériaux, se situent à l’interface entre les problèmes industriels et des questions scientifiques fondamentales. Il a mené des activités de conseil auprès d’industriels (ArcelorMittal, Constellium, EDF) et a été nommé Haut-Commissaire à l’énergie atomique en septembre 2012.

Partager

SUJETS ASSOCIÉS
NEWSLETTER Innovation
Nos journalistes sélectionnent pour vous les articles essentiels de votre secteur.

Votre demande d’inscription a bien été prise en compte.

Votre email est traité par notre titre de presse qui selon le titre appartient, à une des sociétés suivantes... Lire la suite

Votre email est traité par notre titre de presse qui selon le titre appartient, à une des sociétés suivantes du : Groupe Moniteur Nanterre B 403 080 823, IPD Nanterre 490 727 633, Groupe Industrie Service Info (GISI) Nanterre 442 233 417. Cette société ou toutes sociétés du Groupe Infopro Digital pourront l'utiliser afin de vous proposer pour leur compte ou celui de leurs clients, des produits et/ou services utiles à vos activités professionnelles. Pour exercer vos droits, vous y opposer ou pour en savoir plus : Charte des données personnelles.

Fermer
LES ÉVÉNEMENTS L'USINE NOUVELLE

LES SERVICES DE L'USINE NOUVELLE

ARTICLES LES PLUS LUS