Editorial Chères et chers Collègues, chers membres de la SF2M, Vous recevez pour la première fois notre bulletin mensuel SF2M Info par voie électronique avec cette édition de janvier 2010 et espérons que cette nouvelle formule vous donnera satisfaction. Ce changement fait suite à la décision d’interruption de la prise en charge par la SF2M de l’abonnement collectif et systématique de ses membres à la revue AEM (qui vous envoyait SF2M Info encarté dans la revue), avec une possibilité d’abonnement individuel dans des conditions préférentielles négociées par la SF2M avec l’éditeur d’AEM. Rappelons que cette décision, à impact essentiel pour l’atteinte de l’objectif crucial que constitue l’équilibre financier de la SF2M, a été entérinée lors du Conseil et de l’Assemblée Générale en juin 2009 à Rennes. C’est donc par cette voie que je suis heureux de vous présenter, au nom des équipes du Bureau et du Conseil et du Secrétariat général de notre Société, nos meilleurs vœux de santé, bonheur et réussite pour vous, vos proches et vos équipes pour 2010. Formulons les souhaits pour un redémarrage aussi rapide que possible de l’activité économique, dont la baisse brutale depuis le dernier trimestre 2008 a affecté de nombreux secteurs des industries et les services de la métallurgie et des matériaux, l’emploi dans certains de nos métiers et les recrutements de jeunes scientifiques,.. et aussi, malheureusement, certaines rentrées de cotisations de la SF2M en 2009. Souhaitons également que les changements intervenus en 2009 dans l’organisation et le fonctionnement de grands établissements publics (CNRS, universités) conduisent à la sérénité et à un cadre de travail propices aux activités de recherche, d’innovation et d’enseignement supérieur, notamment dans les sciences de matériaux et la métallurgie. L’année 2010 s’annonce riche en évènements importants pour l’activité scientifique et technique de la SF2M, dans la suite des actions engagées en 2009 et antérieurement par ses équipes de gouvernance avec l’appui précieux de plusieurs d’entre vous, ainsi que pour la visibilité des travaux et la reconnaissance de vos équipes et réseaux internationaux. Nous espérons ainsi une participation active de nombreux d’entre vous aux conférences organisées par la SF2M (cf annonces en fin de bulletin et sur le site web de la SF2M : http://www.sf2m.asso.fr/), notamment les Journées de Printemps organisées par la dynamique Commission Fatigue des Matériaux, et les Journées Annuelles SF2M du 22 au 24 juin dans le site prestigieux de l’Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Paris (Chimie ParisTech), avec la coordination scientifique sous la responsabilité de Mme Dominique Chandesris. L’année 2010 sera également marquée du 18 au 22 octobre à Nantes par le grand congrès Matériaux, organisé tous les quatre ans sous l’égide de la FFM, avec l’implication de la SF2M dans l’organisation du programme de plusieurs symposia. Rappelons que les membres de la SF2M bénéficient de conditions d’inscription préférentielles. Nous espérons également progresser dans le renforcement de nos interactions avec d’autres

Janvier, 2010

____________________________ Editorial Page 1 ____________________________ Bulletin CEM Page 2 ____________________________ Materials Camp ASM Pages 3 à 5 ____________________________ Annonces congrès Page 6 ____________________________ Thèses Pages 7 à 8 ____________________________

SF2M 250, rue Saint Jacques

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InfoSF2M

sociétés savantes impliquées dans le domaine des matériaux, au sein d’un paysage français excessivement morcelé. Nous poursuivrons aussi, avec nos collègues italiens de l’AIM, la préparation active d’Euromat 2011, qui se tiendra à Montpellier avec les contributions clés de Jean-Marie Welter, représentant la SF2M au Comité Exécutif de la FEMS, et de Jean-Marc Chaix, qui en préside le comité scientifique d’organisation. Au-delà de ces actions en cours, nous formulons aussi les vœux pour un développement fort de toutes les initiatives que vous pourrez prendre afin de permettre d’accroître le rayonnement de la SF2M et celui de ses sections régionales, pour le progrès en sciences des matériaux et métallurgie et en assurer aussi la pérennité. L’organisation de nouveaux congrès nationaux et internationaux à horizon de la fin 2010 et des années suivantes est un levier important que nous vous invitons à actionner en bénéficiant du soutien administratif et logistique de la SF2M, en plus de leur promotion par la communication avec le site web commun de la SF2M et du Groupe Français de la Céramique. Ce développement peut résulter également de votre contribution aux travaux ou à l’animation des commissions thématiques de la SF2M actuelles ou de nouvelles commissions proposées à votre initiative, en particulier dans la dynamique des thèmes mobilisateurs abordés dans les colloques récents ou à venir. Il peut également se traduire par votre implication dans l’initiation ou la réalisation d’actions de formation avec l’appui de la SF2M et de son puissant réseau de membres. Notre Secrétaire général, Robert Alberny, et Mme Monique Nivet, au secrétariat de la SF2M, sont à votre disposition pour vous aider dans toutes les facettes de l’activité de votre société. Nos derniers vœux sont relatifs aux adhésions à la SF2M, cruciales l’avenir de votre Société qui comptait 800 membres à fin 2009. Grâce à votre fidèle soutien, nous espérons pouvoir compter sur le renouvellement précoce de votre adhésion en 2010 et accueillir un grand nombre de nouveaux membres, issus de vos laboratoires, de vos réseaux scientifiques ou de vos contacts professionnels, en particulier parmi les jeunes actifs. Merci de votre confiance et de vos initiatives ! Bien cordialement, Bruno DUBOST Président de la SF2M

BULLETIN DU CERCLE D’ÉTUDES DES MÉTAUX Le Cercle d’Etudes des Métaux a fait paraître son bulletin il rassemble le contenu de deux journées techniques :

La première journée a été consacrée au problème de la propreté inclusionnaire des matériaux métalliques avec plusieurs thèmes : • l’incidence des inclusions sur les propriétés mécaniques et les risques de corrosion aussi bien en milieu

aqueux que gazeux, • la réduction des inclusions obtenue notamment grâce aux progrès des méthodes de modélisation, • l’identification des inclusions les plus nocives par essai non destructif (contrôle US adapté) et essai de

fatigue gigacylique.

La deuxième journée a été consacrée aux problématiques matériaux provoquées par le transport et le stockage de l’hydrogène avec quatre thèmes : • les enjeux nationaux et internationaux d’une production massive d’hydrogène propre, • le stockage et le transport de l’hydrogène gazeux en conteneurs métalliques (les aciers), • le stockage de l’hydrogène dans des conteneurs en matériaux composites, • le stockage de l’hydrogène sous forme solide avec les hydrures haute et basse température.

Un stage d’initiation pour des lycéens : le « Materials Camp» *1 de l’ASM

Une initiative fructueuse pour former et attirer les jeunes dans les métiers de la métallurgie.

Deux jeunes métallurgistes de Vallourec et Aubert&Duval, deux élèves et deux professeurs du lycée Lafayette de Clermont-Ferrand et un troisième élève parisien ont participé en tant que représentants français au « Materials Camp » de l’ASM (American Society for Metals) du 12 au 17 juillet 2009 au siège de l’ASM près de Cleveland (Materials Park). Le but était de voir si cette formule pourrait être adaptée et adoptée en France en 2010 sous la responsabilité de ViaMéca, pôle de compétitivité en mécanique (et aussi à forte composante matériaux), avec Aubert&Duval, Vallourec et le lycée Lafayette de Clermont-Ferrand. La SF2M pourrait s’associer pour soutenir une initiative bien adaptée à la situation française.

Les « Materials Camps » de l’ASM :

Historique Le premier « Materials Camp » de l’ASM s’est tenu en 2000 sous l’égide de l’ASM Materials Education Foundation. Le concept est maintenant bien connu aux USA, avec 28 stages organisés en 2009. Il a également été élargi à d’autres pays comme le Canada, l’Inde et le Koweit. Depuis l’an 2000, 5160 étudiants ont participé aux stages.

M. Aziz Asphahani, ingénieur de l’Ecole Centrale de Paris et docteur es sciences du MIT (75), ancien président de la commission pour la formation de l’ASM et actuellement membre bienfaiteur de l’ASM Materials Education Foundation, a rencontré M. Edouard Duval (de Aubert&Duval) en 2008 et a contacté Vallourec. Les représentants de ces sociétés se sont montrés très intéressés par l’introduction de ce concept en France. Ils ont décidé d’envoyer des lycéens et des instructeurs pour voir si le concept serait compatible avec le système français.

The French participants : 4 guest mentors and 3 students in front of the ASM headquarters dome

1 En français, le mot « camp » est plutôt réservé au domaine du scoutisme ou du camping et nous proposons de

traduire ce terme par stage d’initiation ou de découverte, ce qui est plus adapté aux habitudes des enseignants français et à notre culture.

Le contenu du stage : Le programme du stage s’appuie sur des acquis classiques en mathématiques et en physique. Il consiste en un travail de résolution de problème, effectué en petit groupe, sous la direction d’un instructeur. Il s’agit par exemple d’expliquer et de trouver la solution à un problème de défaillance (analyse de pièce rompue ou usée : arbre de transmission cassé, fissure dans une pièce d’avion, boulon cassé, etc…). Il comprend des démonstrations et essais de laboratoire impliquant la participation et l’engagement des élèves de façon à explorer les principes et les bases de l’ingénierie et de la science des matériaux. Le principe d’éducation est de laisser essayer et laisser chercher ou « jouer »… Au siège de l’ASM, on trouve un important équipement de laboratoire pour les étudiants, avec des aires de polissage pour l’observation, et des microscopes en particulier. Quelques présentations sur la méthode d’analyse des ruptures sont faites. Une visite d’usine est prévue, ainsi que des activités de démonstration (coulée, laminage, forge, etc…). Le stage 2009 comprenait 34 étudiants de 17 ans en terminale de lycée (dont 3 français). Il y avait 8 instructeurs spécialistes de matériaux et 3 instructeurs français invités.

Description des activités pendant un « Materials Camp » 1- Un mini-projet pour chaque équipe pour toute la semaine

Chaque équipe de 4 ou 5 étudiants doit instruire un problème de pièce cassée avec l’aide d’un instructeur (mentor). L’équipe présente son projet sous forme d’une présentation powerpoint à la fin de la semaine.

2- Une série de présentations

Le stage commence avec un repas où instructeur et élèves doivent se présenter personnellement. Chaque jour, un stagiaire de chaque groupe doit présenter ce qui a été fait par le groupe le jour précédent. Pour terminer, le vendredi après-midi, chaque groupe doit faire la présentation finale de son mini-projet devant l’ensemble des participants, avec quelques invités.

3- Quelques conférences

Quelques exposés ont été présentés à tous les élèves le lundi matin pour donner le vocabulaire nécessaire pour le mini-projet ainsi que la méthode à suivre pour l’analyse des pièces cassées. Comment organiser et conduire une analyse de pièce cassée ? Comment faire un examen visuel et comment analyser la cassure ?

4- Une visite d’usine

Le mardi matin, une visite d’usine a été organisée. Pour la majorité des élèves, c’était une première visite à l’intérieur d’une usine.

5- Différentes activités d’animation

Des activités d’animation liées au domaine de la science et de l’ingénierie des matériaux ont été organisées : démonstration de coulée d’alliage, laminage, forge, fabrication de pièces de monnaie, crème glacée à l’azote liquide.

6- Sport

Chaque jour, avant le repas de midi, un jeu sportif était organisé en équipes.

Le point de vue résumé de M. Sébastien Bonneau, ingénieur de Vallourec qui a participé en tant qu’instructeur au Materials Camp 2009 : « Je confirme que ces “camps” sont une bonne idée pour attirer des lycéens dans le domaine de l’étude des matériaux. Les participants apprécient beaucoup ce stage d’initiation. Une étude récente sur 176 étudiants qui ont participé à un « camp » montre que 87 % d’entre eux ont décidé de s’engager dans le domaine des matériaux, 61 % dans l’engineering et 33 % dans le domaine de la science des matériaux. Pendant cette semaine, j’ai découvert que l’idée d’un « camp en France » en 2010 était à instruire, aussi bien pour l’équipe de l’ASM que pour les participants français.

L’étape suivante en France en juin 2010 : Après un premier contact au printemps, MM. Aziz Asphahani et Charles Hayes, Directeur de l’ASM Materials Education Foundation, sont venus en France dans la semaine du 16 au 20 novembre 2009. Ils ont rencontré des représentants du pôle ViaMéca (Mme Marie-Odile Homette), de la SF2M (Robert Alberny, Bruno Dubost), d’Aubert&Duval, de Vallourec, du lycée Lafayette à Clermont-Ferrand et de l’IFMA.

Réunion de préparation le 18 novembre 2009 à l’IFMA à Clermont-Ferrand : de gauche à droite S. Bonneau (Vallourec), S. Puech (Aubert&Duval), A. Asphahani (ASM), B. Dubost (SF2M), Ch. Hayes (ASM),

M-O. Homette (ViaMéca), D. Turner (IFMA), Ch. Velut (Lycée Lafayette) Les différents partenaires concernés ont confirmé leur intention d’aider à la réalisation d’un tel stage d’initiation aux matériaux, qui se tiendra du 21 au 25 juin 2010 à Clermont-Ferrand, dans les locaux du lycée Lafayette (pour l’accueil, le logement et les repas), de l’IFMA et du Pôle de transfert technologique CASIMIR. Le projet est d’accueillir au moins 20 jeunes lycéens et lycéennes de 15 à 17 ans (avec focalisation sur des élèves de première), venant principalement de la région Auvergne, du vaste territoire central du pôle ViaMéca et de la région de Valenciennes, mais aussi quelques lycéens d’autre pays d’Europe et des Etats-Unis. La langue de travail sera principalement le français, et les synthèses quotidiennes et le rapport final seront rédigés en anglais.

Le projet est piloté par ViaMéca en étroite collaboration avec l’ASM et les autres partenaires académiques et industriels. Un enjeu concerne le soutien financier aux niveaux local, régional, national et européen et celui de partenaires industriels. La disponibilité de formateurs pour l’encadrement scientifique et technique (« mentors ») pendant une semaine (à partir du dimanche 20 juin) est également cruciale. A cet effet, les sociétés Vallourec et Aubert&Duval délègueront d’ores et déjà chacune un jeune ingénieur, auxquels se joindra un ingénieur récemment retraité d’Alcan Engineered Products. De son côté, la SF2M contribuera avec ses moyens de communication (notamment son site web) à la promotion de cette initiative pour le recrutement des jeunes stagiaires et des formateurs, aux côtés d’ASM Europe. L’ASM Material Education Foundation fera également une intervention sur les « Materials Camps », lors des journées annuelles de la SF2M à Paris fin juin (dans le cadre du thème Nouvelles approches de la formation en science des matériaux), en liaison avec le stage de Clermont-Ferrand. Nous vous remercions de diffuser l’information sur cette initiative auprès d’élèves et de professeurs potentiellement intéressés. Nous lançons également un appel pour trouver des formateurs bénévoles (dont des retraités, enseignants en disponibilité, etc…), que nous remercions par avance et invitons à contacter le secrétariat de la SF2M.

Sébastien Bonneau (CEV Vallourec), Jacques Jupille, Bruno Dubost, Robert Alberny (SF2M)

Nouvelles annonces de conférences du domaine des matériaux ajoutées récemment dans les listes de notre site web : www.sf2m.asso.fr

2010

18-19 mars 2010

XIIIe Journées Cathala-Letort "Procédés de Séparation : les nouveaux défis des Sciences de la Vie", organisées par la SFGP http://www.sfgp.asso.fr/

Nancy France

18-19 mars 2010

Colloque "Le chanvre dans tous ses états : de la plante au composite", parrainé par l'AMAC. http://colloque-chanvre2010.ensma.fr/ ;

Futuroscope, Poitiers France

13-15 avril 2010

Principles and Development of Bio-Inspired Materials, organized by COST http://www.cost.esf.org/events/biomat

Vienne Autriche

18-21 avril 2010

CICMT 2010, IMAPS/ACerS 6th International Conference and Exhibition on Ceramic Interconnect and Ceramic Microsystems Technologies http://www.imaps.org/ceramics/

Chiba, Japon

4-5 mai 2010

International Conference: "Neuere Entwicklungen in der Blechumformung" http://www.ifu-stuttgart.de/

Stuttgart Allemagne

13-16 juin 2010

Electroceramics XII – Norwegian University of science of Technology www.electroceramics12.com

Trondheim Norvège

15-18 juin 2010

MIATEC 2010, Journées d'Etude sur les nouvelles tendances en procédés magnétron et arc pour le dépôt de couches minces" organisé par SFV http://www.vide.org/miatec2010.html ; Abstracts Due: March 1st, 2010

Metz France

25-27 août 2010

Journées AUM/ AFM 2010, "Mise en œuvre et sollicitations rapides", organisées par le LIMATB, http://web.univ-ubs.fr/limatb/jaum2010/

Lorient. France

2010

29 août- 3 sept. 2010

ISPE-12, 12th International Symposium on Polymer Electrolytes, http://www.chimica.unipd.it/ispe12/ ; Abstracts Due: April 2, 2010

Padoue Italie

20-22 sept. 2010

7th International Conference on High Temperature Ceramic Matrix Composites http://www.ht-cmc7.org/

Bayreuth, Allemagne

26-30 sept.- 2010

Fontevraud 7, "Contribution of Materials Investigations to Improve the Safety and Performance of LWRs," parrainé par la SF2M https://www.sfen.fr/

Avignon France

26-30 sept.- 2010

WCARP-IV, 4th World Congress on Adhesion and Related Phenomena, organized by SFV www.vide.org/wcarp2010.html ; Abstracts Due: February 28, 2010

Arcachon France

13-15 oct. 2010

Duplex Stainless Steels Conference & Exhibition, organized by World Stainless Steel, sponsored by Arcelor-Mittal http://www.stainless-steel-world.net/pdf/duplex2010_cfp.pdf ; Abstracts Due: March 1st, 2010

Beaune France

16-18 nov. 2010

Nanosafe 2010 conference: Safe production and use of nanomaterials http://www.nanosafe.org ; Abstracts Due: July 30, 2010

Grenoble France

17-18 nov. 2010

JEF2010, 6ème Journées Européennes du Freinage http://www.i-trans.org/mediatheque/pdf/agenda_101117.pdf ; résumés avant le 15 mars 2010

Lille, France

13-15 déc. 2010

3rd International Conference in Recent Advances in composites materials http://www.itbhu.ac.in/conferences/ICRACM/ICRACM-10-Limoges.pdf Abstracts Due: April 15, 2010

Limoges France

2011

30 mars- 1er avril 2011

18. Symposium "Verbundwerkstoffe und Werkstoffverbunde", organisé par DGM www.dgm.de/verbund ; résumés avant le 30 juin 2010

Chemnitz Allemagne

25-27 mai 2011

Colloque PMF Poudres et Matériaux Frittés St Etienne France

13-23 juin 2011

12th Conference and Exhibition of the European Ceramic Society , www.ecers2011.se ; Abstracts Due: December 15, 2010

Stockholm, Suède

THÈSES

Soutenance de thèse à l'UFR Sciences de l'Université de Reims

Approches micromécaniques de la compaction de poudres et de la rupture ductile des matériaux incluant le troisième invariant des contraintes.

Anouar BENBABBES

Jury : Rapporteurs : Dr. Xavier CHATEAU et Prof. Joseph PASTOR Examinateurs : Profs. Saïd AHZI, Irini DJERAN-MAIGRE, Luc DORMIEUX (co-Dir. thèse) Serge KRUCH, Sébastien MERCIER, et Larbi SIAD (Dir. thèse)

Ce travail de thèse englobe deux thématiques de recherche que sont, d’une part, la modélisation micromécanique de la compaction de poudre consistant à construire des critères de rupture macroscopiques basés sur l’homogénéisation en calcul à la rupture, d’autre part, l’approche locale de la rupture ductile des matériaux avec prise en compte des effets du troisième invariant des contraintes. (A) Dans la première partie du mémoire, la méthode cinématique du calcul à la rupture est utilisée pour la construction de bornes supérieures des critères de rupture macroscopiques d’un matériau granulaire et ce, pour des densités relatives variant entre 0,7 et 0,95. Pour ce faire, le milieu granulaire est assimilé à un milieu constitué d’un assemblage périodique de cellules cylindriques à base hexagonale. En premier lieu, une cellule de base primitive consistant en un cylindre circulaire dans lequel un grain est circonscrit et dont la hauteur est égale au diamètre de ce dernier est employée dans des analyses aux éléments finis qui renseignent en particulier sur les modes de déformation du grain solide. En deuxième lieu, huit mécanismes de rupture pertinents de cellules de base aux géométries appropriées permettent d’obtenir des estimations par l’extérieur des surfaces de charge macroscopiques. Les calculs sont menés aussi bien pour la compression isostatique que pour la compression en matrice. Les résultats ainsi obtenus sont confrontés à ceux fournis par des calculs aux éléments finis effectués directement sur la cellule de base primitive. (B) Un modèle de comportement élasto-plastique pour matériaux poreux basé sur le critère de McElWain et al. (2006) est implantée avec succès dans le code ABAQUS. Ce modèle a la particularité de prendre en compte directement dans le potentiel plastique le troisième invariant des contraintes. La striction d’une barre cylindrique lisse, la traction d’une éprouvette entaillée et le cisaillement en déformation plane ont été simulés numériquement en utilisant le modèle de McElWain et al. et les résultats obtenus sont confrontés à ceux dérivés du modèle GTN. La différence des réponses auxquelles conduisent les deux modèles de comportement est plus importante durant la phase d’adoucissement du matériau.

Soutenance d'HDR à LBMS-ENIB

Comportements thermomécaniques des alliages à mémoire de forme : de la microstructure aux applications.

Shabnam ARBAB CHIRANI

Jury : René Billardon, Professeur à l'Université Paris 6, Rapporteur - Philippe Pilvin, Professeur à l'UBS, Rapporteur - Jan Van Humbeek, Professeur à l'Université Catholique de Leuven, Rapporteur - Tarak Ben Zineb, Professeur à l'ESSTIN de Nancy - Sylvain Calloch, Professeur à l'ENSIETA -Christian Lexcellent, Professeur à l'ENSMM de Besançon - Blaise Nsom, Professeur à l'UBO - Etienne Patoor, Professeur à l'ENSAM de Metz Parmi les matériaux adaptatifs, les alliages à mémoire de forme (AMF), dont la microstructure est affectée par la contrainte mécanique et/ou la température, ont des caractéristiques mécaniques intéressantes. Leurs comportements thermomécaniques sont fortement non linéaires et hystérétiques. Ils sont basés sur un changement de phase solide-solide du type martensitique. Cette transformation de phase provoque des changements de forme réversible qui peuvent être spectaculaires et qui sont à l’origine de plus en plus d’applications. Ce travail porte essentiellement sur l’étude et la modélisation du comportement thermomécanique des AMF. Autour de ces matériaux, différentes techniques de modélisation à différentes échelles ont été étudiées et développées. Dans cette démarche, la complémentarité entre les approches a été exploitée pour développer des outils de modélisation pertinents, adaptés aux objectifs fixés et aux types d’applications visées. Il y a le passage par une étude microstructurale pour enrichir les approches basées sur la transition d’échelle. Ensuite ces dernières ont été utilisées pour obtenir des informations très importantes dans le développement de modèles phénoménologiques macroscopiques. Des modèles macroscopiques très utiles dans le dimensionnement de structures ont été développés. Dans ce développement nous avons tenu compte du caractère cyclique des chargements très présents dans les applications à base des AMF. Dans cette démarche les applications n’ont pas été oubliées. D’une part, nous avons essayé de contribuer à l’amélioration des applications existantes (étude des instruments dentaires super élastiques). Dans cette partie, le comportement mécanique et la fatigue de ces instruments ont été étudiés. D’autre part nous avons essayé de résoudre des points de blocage qui freinent le développement d’applications nouvelles dans le monde industriel (étude des actionneurs). Dans cette partie, nous avons mis au point des techniques de commande adaptées à toutes les complexités du comportement des AMF.