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RealIMotion, la nouvelle chaire industrielle ANR pour le CEMEF

19 October 2022

L'ANR a retenu ce nouveau projet de chaire industrielle dans son appel à projets 2022.

C'est une fantastique nouvelle. Le projet RealIMotion de Marc Bernacki, équipe MSR, a été sélectionné par l'ANR. Il fait partie des sept défis scientifiques retenus sur l'appel à projet Chaires ANR Industrielles 2022.

La chaire RealIMotion fait suite à la chaire Digimu et cherche à repousser à nouveau les limites de la métallurgie numérique.

Le contexte général dans lequel s'insère la chaire RealIMotion
 
L'un des objectifs de l'Union européenne en matière de changement climatique consiste à atteindre des émissions nettes de gaz à effet de serre nulles d'ici 2050. Une telle perspective met l'industrie des matériaux métalliques, qui contribue largement aux émissions de CO2 d'origine fossile, sous une pression forte et nécessite l'apparition de stratégies numériques puissantes pour concevoir, améliorer, calibrer, avec un très haut degré de confiance, de nouvelles technologies matériaux avec un très faible impact environnemental. D'un point de vue plus général, les propriétés en service et la durabilité des matériaux métalliques sont fortement liées à leurs microstructures, elles-mêmes héritées des traitements thermomécaniques. Par conséquent, la compréhension et la prévision des évolutions des microstructures sont aujourd'hui des sujets clés dans la compétitivité des entreprises industrielles, avec des avantages économiques et sociétaux directs dans tous les grands secteurs économiques.
 
La modélisation multi-échelles des matériaux, et plus précisément les simulations à l'échelle mésoscopique, constituent le cadre numérique le plus prometteur car il permet un compromis entre la polyvalence et la robustesse des modèles basés sur la physique, les temps de calcul et la précision. Dans ce contexte, une stratégie numérique pour décrire l'évolution de la microstructure des matériaux métalliques lors des traitements thermomécaniques a été développée durant la chaire industrielle ANR DIGIMU pilotée par Marc Bernacki entre 2016 et 2020 avec un consortium de 6 partenaires industriels. Ce projet a permis le développement du logiciel éponyme qui permet de faire des prévisions quantitatives des évolutions de la microstructure sur des volumes de la taille du mm3 et ce sur un ordinateur portable classique.
 
 
Les objectifs de la chaire RealIMotion
 
L'objectif de la chaire ANR industrielle RealIMotion est de repousser les limites de la métallurgie numérique et de développer un nouveau cadre numérique prometteur associé à une stratégie d'apprentissage machine basée sur la physique afin de viser des calculs massifs, prenant en compte des volumes de matériaux bien plus importants, en liaison avec des simulations macroscopiques et toujours avec des temps de calcul raisonnables. La modélisation de nouveaux mécanismes est aussi visée. Un tel bond dans les modèles permettra d'optimiser numériquement les chemins thermomécaniques, de construire des cartes de mise en forme ciblées et de proposer automatiquement de nouveaux modèles homogénéisés améliorés. Le projet RealIMotion met la science des données, des modèles numériques basés sur la physique et l'apprentissage machine au service de la métallurgie industrielle. L’ensemble de ces nouveaux développements seront mis au service de sujets industriels critiques proposés par les partenaires.
 
 
L'organisation de la chaire
 
Le consortium industriel français qui soutient les développements du matériau numérique en mise à forme à chaud s'est enrichi avec RealIMotion. Constellium et Aperam en sont de nouveaux partenaires. Framatome, Aubert&Duval, ArcelorMittal, le CEA et Safran ont apporté de nouvelles applications sur alliages de zirconium, alliages d'aluminium, aciers biphasés et superalliages à base nickel de nouvelle génération.
 
Les étudiants recrutés dans le cadre de la chaire RealIMotion bénéficieront d'un environnement parfait pour devenir des experts en métallurgie numérique, en jumeaux numériques et en IA et répondre ainsi aux besoins futurs de l'industrie métallurgique. Les retombées attendues seront par ailleurs créatrices d’emplois pour tous les partenaires impliqués. L’intégration logicielle des développements par Transvalor, au travers d’une mise à disposition de TPs académiques, comporte aussi un fort impact potentiel au niveau de l’enseignement et l’essaimage des méthodes développées au sein des formations et laboratoires spécialisés en métallurgie. 
 
 
La Chaire RealIMotion en bref :
 
– démarrage le 1er octobre 2022 pour 4 ans
– lancement de 7 sujets de thèse et d'un projet postdoctoral
– personnes impliquées au CEMEF : Marc Bernacki, Nathalie Bozzolo, Baptiste Flipon, Gilbert Fiorucci, Alexis Nicolaÿ, Cyrille Collin
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
>> En savoir plus sur le site dédié
 
 
 
 
 
 

TOPAZE, une nouvelle chaire industrielle ANR pour le CEMEF

10 February 2020

L’ANR a retenu le projet TOPAZE lors de l'appel à projet 2019. TOPAZE est la deuxième chaire Industrielle consécutive coordonnée par Nathalie Bozzolo.

Elle va poursuivre les travaux commencé au travers de la première Chaire industrielle ANR Safran OPALE qui se termine fin 2019. Les avancées au sein d’OPALE ont donné envie à l’équipe de continuer. C’est ainsi que Nathalie Bozzolo soumet un nouveau projet à l’ANR qui a été convaincue. En effet, la chaire industrielle TOPAZE fait partie des cinq projets retenus à l’appel ANR 2019. Elle réunira les mêmes équipes CEMEF, Institut P’ et SAFRAN et commencera début 2020.

La Chaire TOPAZE reprend l’objectif de la chaire OPALE : optimiser les propriétés de superalliages base nickel polycristallins par le contrôle des microstructures issues de la mise en forme. TOPAZE se concentrera sur les superalliages γ-γ’.

Ces superalliages sont employés pour la fabrication de pièces de turboréacteurs en raison de leur tenue mécanique à hautes températures. L’objectif est de pouvoir augmenter leur rendement énergétique, de façon à consommer moins et réduire leur impact écologique. Les superalliages γ-γ’ sont les seuls matériaux capables de satisfaire aux exigences de fabrication des disques de turbine des parties les plus chaudes des moteurs. Ils sont utilisés sur les derniers moteurs d’avion ou d’hélicoptères et le seront pour plusieurs décennies. Parmi les nombreux verrous, notons celui au coeur du travail de la chaire TOPAZE. Il s’agit de l’extrême complexité des mécanismes métallurgiques à l’œuvre dans les superalliages γ-γ’.

Huit sujets de thèse fonderont ce programme de recherche. A noter que l’acquisition au CEMEF d’un nouveau microscope 3D équipé d’une chambre de traitement thermique offrira des moyens exceptionnels à ces études.

SAFRAN, cofinanceur de la première chaire, renouvelle son soutien et co-finance cette nouvelle chaire.

C’est un signal fort pour Nathalie Bozzolo : C’est pour nous un exploit, dont on rêvait, sans vraiment oser y croire. Obtenir l’aval de l’ANR pour deux chaires industrielles consécutives, c’est un super cadeau. Nos partenaires SAFRAN nous font confiance et considèrent nos travaux de recherche. C’est une belle reconnaissance et un nouveau beau challenge qui s’offre à nous, de maintenir nos travaux au premier plan de la scène académique internationale et à la hauteur des attentes de nos partenaires industriels.

 

La chaire TOPAZE a été inaugurée le 10 février 2020 dans les locaux de SAFRAN. A cette occasion, Nathalie Bozzolo a répondu à quelques questions  >>> Voir la vidéo.

 

La chaire TOPAZE en bref :

– Durée : 4 ans
– Partenaires académiques : CEMEF, Institut P’
– Partenaire industriel : Safran
– Thèses : 8
– Budget global : 1.9 M€

 

 

 

 

 

 

>> En savoir plus sur le site de la Chaire TOPAZE

 

Making off d’une découverte, l’histoire d’une collaboration

8 October 2019

Projet_Psyche_Suzanne_Jacomet.jpeg

 

C'est l'histoire d'une collaboration hors des sentiers battus qui mène à des résultats exceptionnels. 

L'Université Côte d'Azur l'a annoncé : "une équipe internationale de chercheurs démontre que la trop faible présence de corps riches en fer dans la ceinture principale d'astéroïdes du système solaire n'est qu'apparente. Leurs résultats ont d'importantes implications sur notre compréhension des propriétés et de l'histoire des astéroïdes riches en fer… Ils s'appuient sur des expériences d'impact à haute vitesse de projectiles rocheux… sur des cibles d'acier et des météorites de fer…". >> voir tout l'article
 
Dans cette équipe, Suzanne Jacomet, ingénieur de recherche en microscopie au CEMEF. Elle a effectué les observations au MEB et réalisé les analyses de composition sur les cibles impactées (d'acier ou de météorites de fer). En voici quelques images. 
 
 
Image au MEB XL30  en électrons secondaires d’un cratère résultant d’un impact (5,08Km/s) d’un projectile basaltique de taille millimétrique sur un morceau de météorite de Fe (Gibeon) utilisée comme cible et simulant la surface d’un astéroïde riche en Fe
Sur l’Image en électrons rétrodiffusés, l’aspect sombre est lié au nappage du fond du cratère par un verre silicaté (initialement liquide au moment de l’impact)
 
Images au MEB XL30 en électrons rétrodiffusés du liquide d’impact (maintenant sous forme de verre) sur la paroi du cratère, qui montrent une forte vésicularité du nappage vitreux.
 Détail de l'intérieur du cratère
Même zone qui montre la répartition des éléments chimiques. Le nappage vitreux du liquide d'impact riche en silicium apparaît en rose fuschia, alors que la météorite Gibeon riche en fer apparaît en vert

 
 
 
 

 
L'histoire commence en 2014 à l'initiative de Guy Libourel, chercheur au Laboratoire J.L. Lagrange (membre de l'Université Côte d'Azur). Il vient au CEMEF pour réaliser des manips sur le MEB avec Suzanne. Le contact passe bien, et l'envie de collaborer sur d'autres projets fait le reste. 
 
Suzanne Jacomet travaille dans l'équipe MSR qui s'intéresse aux traitements thermiques. Des analogies sont possibles. En effet, la formation des planètes s'accompagne de phénomènes thermiques similaires. Pour Suzanne, l'étude des astéroïdes sort de son champ d'analyse habituel. Cela ouvre de nouveaux horizons. Et modifie les contraintes. Ici, la vision est à long terme, l'échelle du temps est très différente. Ce qui rend la démarche très différente également. Nous quittons le court terme. Les manips que nous avons faites ici vont servir à la mission Psyche dont la sonde décollera en 2022 avec des premiers clichés en 2026. C'est clairement une autre dimension. 
 
 
L'article "Hypervelocity impacts as a source of deceiving surface signatures on iron-rich asteroids" est paru dans la revue Science Advances, vol 5, n°8, août 2019.
 
 
D'autres collaborations sont en cours également dans le cadre de la mission OSIRIS-Rex ou avec le laboratoire GéoAzur.