Projet de recherche P4/33 (Action de recherche P4)
Le développement et la transformation des matériaux font de plus en plus appel à des modèles de simulation numérique. Ces modèles présentent essentiellement un caractère analytique. Ils procurent une vision plus précise des phénomènes physiques, mécaniques et chimiques qui interviennent au cours des divers procédés de transformation. Les laboratoires associés au présent projet ont tous contribué au développement et à la validation expérimentale de tels modèles. Ceci s'est réalisé dans le cadre de collaborations bilatérales et multilatérales dans des domaines tels que la technologie des surfaces, la micromécanique des matériaux, les nouvelles techniques de mise en forme, et le traitement thermomécanique des alliages métalliques. L'expérience récente a indiqué que, en plus de la poursuite du développement des outils de calcul, un effort croissant doit être porté au développement de modèles présentant un caractère prédictif. Ceci devrait, à terme, permettre à l'industrie d'effectuer la sélection des compositions et des procédés d'une manière plus directe et plus effective.
L'accent porte dans ce PAI sur la modélisation prédictive - sélection assistée par modèle - ne réduit cependant pas l'importance d'une base expérimentale mieux établie. La détermination des paramètres des équations des modèles, les essais en conditions critiques et la définition des limites d'applicabilité restent une partie essentielle du projet.
Le sous-projet intitulé "Traitement superficiel des matériaux par plasma immergé et par électrochimie" (I) est mené en partenariat par la KUL/MTM et le LUC. Les deux laboratoires possèdent un savoir-faire complémentaire en ingénierie de surface, respectivement dans les domaines des revêtements électrochimiques et des traitements par plasma (traitements PVD et CVD). Les deux laboratoires utilisent les mêmes équipements de synthèse et de caractérisation, ce qui a déjà permis un certain nombre de réalisations communes.
Le second sous-projet s'intitule "Comportement micro- et macroscopique de matériaux polycristallins, de composites à matrice métallique et de matériaux multicouches" (II). Les tâches de chacun des partenaires associés à la KUL/MTM dans ce sous-projet sont l'assemblage des matériaux (métaux et alliages pour la RUG, les composites à matrice métallique pour l'UCL et les matériaux de revêtement pour le LUC). La collaboration consiste en l'échange d'expérience concernant les schémas de modélisation ainsi qu'en l'utilisation des équipements respectifs pour la mise en oeuvre et la caractérisation. De plus, ce sous-groupe apporte le support de son expérience aux sous-projets I, III et IV en ce qui concerne respectivement la mesure des textures et des contraintes internes (projets I et IV), et la caractérisation mécanique et microscopique (projet III).
Le sous-projet intitulé "Nouvelles méthodes d'élaboration de matériaux de structure" (III) est également entrepris par quatre partenaires (KUL/MTM-VUB-UCL-KUL/PMA). Il met l'accent sur la conception assistée par modèle de nouvelles techniques non-conventionnelles de mise en forme : formage à chaud d'alliages intermétalliques, moulage de composites polymères par transfert de résine (RTM), frittage par laser de pièces complexes. Le domaine d'interaction concerne particulièrement les techniques de modélisation parmi lesquelles la modélisation inverse. La KUL/MTM apporte également son expérience en caractérisation aux autres partenaires.
Le sous-projet "Développement d'alliages métalliques multiphasés et modélisation de leur traitement thermomécanique" (IV) est mené par trois partenaires (RUG, KUL/MTM, UCL). Il est centré sur un nouveau type d'acier, à savoir un acier à bas carbone présentant le phénomène plasticité induite par transformation de phase (TRIP). Les expériences établies de la KUL/MTM dans le développement de matériaux présentant des transformations de phase induites par la déformation (alliages à mémoire de forme), de la RUG dans le domaine de l'élaboration des aciers et de l'UCL dans le domaine des alliages multiphasés sont rassemblées dans le but de concevoir, grâce au support de modèles, les compositions et schémas d'élaboration optimaux pour cette nouvelle famille de matériaux.
En plus des réunions régulières d'organisation des sous-groupes au cours desquelles les progrès en matière de modélisation et de validation expérimentale sont discutés, une assemblée plénière est organisée annuellement au cours de laquelle les progrès des quatre groupes sont présentés et évalués de manière critique. De plus, le comité de pilotage du PAI organise annuellement une "Ecole doctorale en science et ingénierie des matériaux" à l'intention de l'ensemble de la communauté scientifique associée à l'action ainsi que des autres personnes intéressées.
