Sortie du livre Thermodynamique & cinétiques de cristallisation des polymères

29 janvier 2023

"Thermodynamique et cinétiques de la cristallisation des polymères" de Jean-Marc Haudin vient de paraître chez Lavoisier, dans la collection "Science et Ingénierie des Matériaux".

Ce nouvel ouvrage est le complément utile d'un premier "Structure et morphologie des polymères" publié chez le même éditeur en 2020 (Cf. actualité 2020).
 
Son objectif : présenter les modèles théoriques qui permettent d'expliquer le développement de la cristallinité et des morphologies cristallines dans les polymères. Ainsi sont d'abord présentés le formalisme thermodynamique adéquat, la théorie classique de la germination et son application aux polymères, puis une théorie de la croissance adaptée aux spécificités des cristaux polymères.
 
L'ouvrage s'articule en 9 chapitres :
 
  • Chapitre 1 : Thermodynamique de la cristallisation et de la fusion. Application aux polymères
  • Chapitre 2 : Théorie classique de la germination
  • Chapitre 3 : Germination des cristaux polymères
  • Chapitre 4 : Croissance des cristaux polymères
  • Chapitre 5 : Cinétique globale de cristallisation. Les approches d’Avrami et d’Evans
  • Chapitre 6 : Traitement pratique des cinétiques de cristallisation isotherme ou anisotherme
  • Chapitre 7 : Cinétique globale de cristallisation dans un milieu confiné.
  • Chapitre 8 : Le traitement de la transcristallinité
  • Chapitre 9 : Caractère universel et théorie générale de la cristallisation sphérolitique
 
 
 
 
Jean-Marc Haudin est ajourd'hui Professeur émérite à Mines Paris, conseiller scientifique du CEMEF après une carrière dédiée aux polymères. De 1974 à 2006, il a dirigé l'équipe de recherche "Cristallisation et Etudes Structurales des Polymères" au CEMEF. Il a été également responsable du Mastère Spécialisé 'Matériaux et Mise en Forme" ainsi que de la spécialité doctorale "Sciences et Génie des Matériaux".
 
 

Soutenance de thèse de Matheus Brozovic Gariglio

2 février 2023

Matheus Brozovic Gariglio soutient sa thèse de doctorat le 2 février 2023

Étude multi-échelle des évolutions microstructurales dans les alliages de titane biphasés déformés à chaud

Matheus Brozovic Gariglio a réalisé sa thèse dans les équipes MSR et CSM sous la direction de Nathalie Bozzolo et de Daniel Pino Munoz. Il soutient sa thèse en spécialité doctorale "Mécanique Numérique et Matériaux" le 2 février 2023 devant le jury suivant :

– Olivier CASTELNAU, Arts et Métiers, rapporteur
 
– Maria Cecilia POLETTI, Graz University of Technology, rapporteur
 
– Christian DUMONT, Aubert & Duval
 
– Jérôme DELFOSSE, SafranTech
 
– Frédéric PRIMA, Chimie Paris – PSL
 
– Nathalie BOZZOLO, Cemef Mines Paris – PSL
 
– Daniel PINO MUNOZ, Cemef Mines Paris – PSL
 

Résumé :

Les alliages de titane sont beaucoup employés dans l'industrie aéronautique, pour leurs propriétés de résistance à la température et à la corrosion, mais surtout leur faible densité. Ces propriétés sont fortement liées à la microstructure, elle-même issue des opérations de forgeage à chaud mises en œuvre pour fabriquer les pièces. L'optimisation des propriétés nécessite donc de maîtriser l’impact des paramètres thermomécaniques sur les évolutions microstructurales. Le caractère biphasé (α/β) de certains alliages de titane offre, pour une nuance donnée, une très grande variété de microstructures possibles et donc une certaine souplesse dans l'ajustement des propriétés. Deux alliages de titane sont étudiés dans ce travail : l'alliage Ti-6Al-4V (α+β) utilisé dans les turboréacteurs, et l'alliage Ti-10V-2Fe-3Al (β-métastable) utilisé dans les trains d'atterrissage. L'objectif principal de ce travail est d'évaluer et de décrire comment la densité de dislocations se réparti entre les phases α et β, en fonction des paramètres thermomécaniques et de la microstructure initiale. Trois approches distinctes et complémentaires sont mises en œuvre : expérimentales à l’échelle microscopique et à l’échelle macroscopique, ainsi que par simulation numérique. Une grande part des résultats de cette thèse est issue d’analyses microstructurales fines, principalement sous la forme de cartographies d'orientation obtenues par diffraction d'électrons rétrodiffusés (EBSD), mais aussi sous la forme de caractérisations tridimensionnelles complémentaires. Des techniques avancées de post-traitement des données EBSD sont utilisées pour évaluer les densités de dislocation à partir des désorientations intragranulaires mesurées. L’approche macroscopique est quant à elle basée sur l’analyse de courbes contrainte-déformation issues d’essais de compression à chaud. Enfin, des simulations de déformation plastique en champ complet sont réalisées sur des microstructures artificielles et expérimentales. La discussion confronte les résultats obtenus par ces trois approches et montre que toute comparaison directe devrait être évitée. Pour chacune des phases, des éléments microstructuraux clés, principalement en termes de texture cristallographique et de recristallisation dynamique, sont donnés en vue de relier ces approches pour avoir une meilleure estimation de la densité de dislocations, donc des évolutions microstructurales. Ces travaux apportent des éléments pour mieux comprendre le comportement des alliages de titane, aidant les partenaires financiers industriels (Airbus, Aubert & Duval, Safran et Timet) à optimiser le procédé de forgeage.

Mots-clés : Microstructure, Titane, Déformation à chaud, Biphasés, EBSD, Densité de dislocations

 

 

Parution de Structure et morphologie des polymères, de la macromolécule au sphérolite de Jean-Marc Haudin

14 octobre 2020

"C'est une mise par écrit (partielle) de 50 ans d'enseignement" dit Jean-Marc Haudin !

Parution de Structure et morphologie des polymères, de la macromolécule au sphérolite de Jean-Marc Haudin

Il est courant de dire que les propriétés d’un matériau dépendent de sa structure. Le but de l’ouvrage est d’expliciter le concept de structure dans le cas d’un polymère semi-cristallin. Ainsi sont décrites la structure moléculaire, héritée de la synthèse chimique, la structure conformationnelle, organisation spatiale de la macromolécule, la structure des états amorphe et cristallin, avec respectivement absence d’ordre à grande distance ou au contraire organisation périodique de la matière dans les trois directions de l’espace, et enfin la structure morphologique ou morphologie, description des cristaux et arrangements de cristaux et de phase amorphe. Le lecteur est ainsi emmené de l’atome au sphérolite.
 
Sans méconnaître les apports de la chimie et de la physico-chimie, l’ouvrage a été rédigé dans un esprit Science des Matériaux. Les aspects concernant l’état cristallin y sont présentés de façon soignée et rigoureuse. L’ouvrage permettra aux étudiants, chercheurs, ingénieurs dans le domaine des polymères d’acquérir des connaissances générales sur les polymères semi-cristallins, mais également d’approfondir certains thèmes tels les propriétés optiques des sphérolites. Il sera également utile pour les métallurgistes ou les spécialistes d’autres matériaux souhaitant élargir leur champ de compétences, en pratiquant la « fertilisation croisée ».
 
Voici le plan de l'ouvrage :
 
Chapitre I : Structure moléculaire des polymères
Chapitre II : Structure conformationnelle des polymères. L’état amorphe
Chapitre III : L’état cristallin
Chapitre IV : Diffraction des rayons X et des électrons
Chapitre V : L’état cristallin des polymères
Chapitre VI : Cristaux polymères
Chapitre VII : Sphérolites de polymères 
Chapitre VIII : Propriétés optiques des sphérolites de polymères 
 
Le livre est édité par Lavoisier dans la collection Science et ingénierie des matériaux. 
>> En savoir plus, lire des extraits, acheter l'ouvrage sur le site de Lavoisier
 
 
 
Jean-Marc Haudin, est Professeur émérite à l’École des Mines de Paris.
De 1974 à 2006, il a dirigé le groupe de recherche «Cristallisation et Etudes Structurales des Polymères» du CEMEF.
Il a été responsable du Mastère Spécialisé en Matériaux et mise en forme et de la Spécialité Doctorale Sciences et génie des matériaux.
Il est actuellement conseiller scientifique au CEMEF
 
 
 
 
 
 

A la mémoire de François Delamare

5 janvier 2023

François Delamare, l'un des pères fondateurs du CEMEF, n'est plus.

Nous avons appris avec tristesse la disparition de François Delamare survenue le 28 décembre 2022 dans sa 85ème année. 

François Delamare fut le pilier physico-chimique de la Tribologie au Centre de Mise en Forme des Matériaux (CEMEF) de l’Ecole des Mines de Paris. Il travaillait en interaction amicale et constante avec Eric Felder qui représentait le volet Mécanique. 
 
Ingénieur de l’Ecole de Chimie de Lille, il a soutenu sa thèse d’Etat à Chimie Paris en 1972, dans le Laboratoire de Jacques Bénard, « Métallurgie et Physico-Chimie des Surfaces ». Intitulée «Structure, mobilité et fusion de couches d'halogènes ou de bismuth chimisorbées sur le cuivr » et réalisée sous la direction de Gordon E. Rhead, elle synthétisait un travail pionnier sur l’application des analyses de surface aux transitions de phases superficielles, notamment la fusion d’une monocouche de Bi adsorbée sur une face (111) de Cu. 
 
Puis vint l’embauche au CEMEF en 1974 et, sous la houlette de Pierre Baqué et Pierre Avenas, les fondateurs du CEMEF, la création des équipes PCS (François Delamare) et TMS (Eric Felder) puis leur fusion en 1987 pour donner SET dont François Delamare prit la tête jusqu’à sa retraite en 2003. 
 
Son insatiable curiosité intellectuelle l’a donc porté des transitions de phases superficielles à la tribologie de la mise en forme, à la numismatique (mécanique de la frappe des monnaies, usure et circulation monétaire…) et finalement aux matériaux de la couleur – bleue ! – qui ont occupé sa retraite. Sur ce dernier thème, quatre ouvrages grand public témoignent de son talent à mettre à disposition d’un lectorat éclairé les ressources qu’il puisait d’une part dans son large savoir en science des matériaux, d’autre part dans des recherches bibliographiques qui confinaient à la science historique.
 
François avait compris toute l’importance des instruments différenciants, dont nous pouvons rappeler deux exemples :  
– Il fut aux origines de l’aventure du laminoir pilote, outil unique en son genre dans un centre de recherche académique, qui mène maintenant une deuxième vie au C-TEC de Constellium à Voreppe
– Il eut toujours le souci de maintenir l’équipe à la pointe de l’analyse de surface, comme lors de l’achat d’un des premiers ToF-SIMS d’Europe, type d’appareil qui démontre depuis son importance pour la tribochimie. 
 
Sa direction scientifique bienveillante savait apporter un soutien scientifique efficace sans étouffer la nécessaire prise d’autonomie de ses collaborateurs. 
 
 
 
Pour en savoir plus : 
Surfaces, Tribologie et Formage des Métaux, Mélanges offerts à François Delamare pour son 60ème anniversaire, textes rassemblés par Eric Felder, Les Presses de l’Ecole des Mines, Paris, 2001
 
 
 
Pierre Montmitonnet, 3 janvier 2023
 
 
 

Hydrogène-Énergie

Le 19 janvier 2023

Séminaire organisé par The Transition Institute 1.5

3e séance du séminaire, ouvert à tous, proposé par The Transition Institute 1.5


Cette séance sera animée par Christian Beauger, enseignant-chercheur au Centre PERSEE Mines Paris – PSL et coordinateur de H2MINES.

En savoir plus

En l’honneur de Cécile DeWitt-Morette

Et la mémoire de l'École s'enrichit

15 décembre 2022

Le centenaire de sa naissance est inscrit au registre des commémorations nationales de 2022. Mines Paris - PSL est fière d'honorer sur ses murs la mémoire de la célèbre physicienne, fondatrice de l'École des Houches, Cécile DeWitt-Morette.
Ses liens avec l'École du boulevard Saint-Michel ont récemment été redécouverts. Ludovic Bouvier, archiviste, déroule pour nous cette étonnante histoire.

Claude Ribbe (Mairie du 6e arrondissement), Armand Hatchuel (Mines Paris), Sarah et Christiane DeWitt, Catherine Lagneau (Mines Paris), Chipten Valibhay (Mines Paris), Bérangère Dubrulle (École des Houches) et Carole Grosz (Mines Paris) devant la plaque commémorant la naissance de Cécile De Witt-Morette.

Depuis le 1er décembre dernier, vous l’avez peut-être remarqué, notre façade sur le boulevard Saint-Michel n’est plus tout à fait la même. Il s’y est fait un ajout tel qu’il n’en avait pas été réalisé depuis 1945.

Une scientifique remarquable

Aujourd’hui, ce ne sont pas les souvenirs de morts violentes qui sont commémorés, mais celui d’une naissance. Le 21 décembre 1922, dans les murs même de l’École est en effet née Cécile DeWitt-Morette (1922-2017), physicienne française, épouse du physicien Bryce DeWitt, installée aux État-Unis, particulièrement reconnue en France pour avoir fondé, en 1951, l’École de physique des Houches en Haute-Savoie. Une école dont ont bénéficié de nombreux physiciens des plus renommés qui furent récompensés des distinctions les plus prestigieuses. Parmi eux figurent des élèves de l’École des mines de Paris : notamment, Georges Charpack (prix Nobel de physique), Marcel Froissart (prix Paul Langevin) et Roger Balian, qui succéda en 1972 à Cécile D-M à la direction de cet établissement.

Une véritable affaire de famille

Une telle naissance au sein de l’École est rare et a de quoi surprendre. On pense à un événement fortuit, un accident, mais c’est en fait une véritable affaire de famille.
Tout d’abord parce que Cécile D-M est fille d’André Pierre-Ernest Morette, ingénieur du Corps des mines (P. 1900) et professeur de métallurgie générale et de sidérurgie de l’École, entre 1918 et 1920. Dans leur revue théâtrale de l’époque, les élèves chantaient alors : « Pour manger à la vinaigrette, J’ai mis les feuilles du cours Morette ». Son grand-père paternel, André Émile Morette lui-même polytechnicien, a suivi pour sa part en auditeur libre, les cours de docimasie (analyse chimique des minerais) de l’École des mines en 1856 avant de devenir ingénieur dans les chemins de fer.
Ensuite parce que Cécile est fille de Marie Morette née Ravaudet dont le père, Paul Ravaudet, secrétaire général de l’École entre 1919 et 1924 fut bénéficiaire par ses fonctions d’un appartement partagé aujourd’hui entre les bureaux de la Communication et ceux des Presses des Mines. Le directeur Gabriel Chesneau avait particulièrement défendu son recrutement comme celui d’un homme doté « d’une autorité indiscutable et incontestée, en dehors mêmes de ses capacités administratives ». Marie Morette, installée avec son mari en Normandie, décida en cette fin d’année 1922, de venir accoucher auprès de ses parents, d’où cette naissance sous notre toit. Avec Cécile D-M, ce ne sont pas moins de trois générations de cette famille qui ont développé, tant du côté paternel que maternel, un lien fort avec notre école.
Cécile DeWitt-Morette conserva d’ailleurs une certaine fierté pour ce lieu de naissance original. Sa fille Christiane DeWitt-Morette raconte que, lors de ses séjours en France en famille, sa mère depuis le jardin du Luxembourg, aimait à désigner l’École des mines comme le lieu de sa naissance. Christiane alors enfant, en venait à croire, que le jardin du Luxembourg, où elle jouait et l’École des mines où sa mère était née, étaient une sorte de maison de famille appartenant aux DeWitt-Morette !

L'École des Houches, objet d'études au CGS Mines Paris – PSL

Aujourd’hui, alors que Cécile DeWitt-Morette est décédée en 2017, le lien persiste toujours. Ainsi, pour ses travaux sur l’originalité des « sociabilités créatives » à l’œuvre au sein de l’École de physique des Houches, Chipten Valibhay, post-doctorant au CGS Mines Paris – PSL, a pu bénéficier de l’aide enthousiaste de Christiane DeWitt-Morette, qui a mis à son service tout son réseau de relations.
Le 1er décembre 2022, avant la présentation de ces travaux à l’Académie des sciences, c’est donc plus qu’une cérémonie, quasiment une réunion de famille qui a eu lieu en présence, notamment, de Mesdames Christiane DeWitt, Sarah Dewitt-Feldman et Rémi Magnier, fille, petite-fille et filleul de Cécile DeWitt-Morette, et Bérengère Dubrulle, directrice de l’École de physique des Houches, et de Messieurs Claude Ribbe, conseiller d’arrondissement délégué aux Universités, et Roger Ballian, membre de l’Académie des sciences. dans l’amphithéâtre Schlumberger, et devant la plaque inaugurée pour l’occasion avec discours, photos, rappels de souvenirs, larmes, rires et mise en valeur pour l’occasion des archives témoignant de ces destinées successives. Cette plaque en constitue désormais une manifestation tangible et le rappel d’une scientifique remarquable.