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Développement d'une protection anti-corrosion des infrastructures fluviales : procédé et méthodologie

ABG-93607 Thesis topic
2020-09-17 < €25,000 annual gross
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INSA de Lyon, MATEIS, CorrIS
Villeurbanne - Auvergne-Rhône-Alpes - France
Développement d'une protection anti-corrosion des infrastructures fluviales : procédé et méthodologie
  • Engineering sciences
  • Materials science
Cold-spray, corrosion, ingénierie de surface

Topic description

I. Contexte général

Des installations fluviales à protéger ou à réparer. Une des compétences du laboratoire MATEIS en la matière consiste à réaliser des revêtements épais par Cold Spray qui présentent l’avantage d’être réalisés en usine ou, si les développements le permettent, sur site. La particularité du dispositif étant que la construction du revêtement, les mécanismes de construction du revêtement sont circonscrits à l’endroit du faisceau de projection.

II. Etat des lieux de la collaboration CNR/MATEIS

Le laboratoire dispose d’une longue expérience en projection thermique, du moins sur la caractérisation des revêtements élaborés par projection thermique. Depuis 2015, il s’est doté d’un Cold Spray, estimé comme le meilleur outil pour une approche anticorrosion.

Dans le contexte de la Chaire CNR, il a été évoqué un volet Corrosion et Anticorrosion, et donc à ce titre, l’exploration du Cold Spray comme outil de protection et de réparation.

Nos travaux, dans le cadre de deux thèses, ont porté sur la démonstration que des revêtements à caractère sacrificiels étaient envisageables (à base d’Al d’abord, de Zn ensuite).

Sur cette base, il a été envisagé dans le cadre d’un PFE d’exploré la possibilité d’élaborer des revêtements sur des portes d’écluse ‘’neuves’’ ou usagées afin de disposer de référence et de pièce représentatives à réparer.

Des essais de corrosion ont été réalisés en laboratoire. Il est envisagé de les réaliser maintenant sur site. Cette opération est envisagée soit dans le cadre de la thèse proposée, soit dans le cadre d’une prestation.

Pour résumer, les idées de poursuite des travaux peuvent être proposées :

• Poursuivre d’abord l’étude de faisabilité.

• Continuer l’optimisation sur la base de l’expertise.

• Envisager le transfert.

III. Détails de la proposition

A. Poursuivre l’étude de faisabilité

Elle consiste d’abord en l’installation des échantillons sur le site et de suivre la corrosion sur site. Dans le même temps, pour s’assurer de la reproductibilité des travaux entrepris précédemment, il conviendra d’assurer une série de projection (30 échantillons – 20 pour le site, 10 pour laboratoire).

• En termes scientifiques est d’appréhender la technique de projection d’une part, la représentativité des essais de corrosion sur site et laboratoire d’autre part.

• En termes d’ingénierie, pour CNR c’est disposer d’un référentiel de preuve de concept (ou pas) et d’un recul sur la projection (est-ce possible ?, est-ce intéressant ?, est-ce cher ?, disposer d’arguments, si intérêt, et commencer à mettre en place le réseau d’applicateurs.

B. Continuer l’optimisation sur la base de l’expertise MATEIS

En matière de projection, la grande difficulté réside dans le grand nombre de paramètres à optimiser. Sur la base de ce que nous avons fait, il est possible de reconsidérer l’approche soit en privilégiant un caractère sacrificiel, soit un caractère passivant. Ce point est important car il nous permet d’envisager une stratégie ou l’autre, de pondérer les effets, de savoir s’il faut un post traitement ou pas et de comprendre les mécanismes. En outre, l’avantage de cette approche c’est de prendre en compte les effets de dispersion de poudre. Dans ce contexte, le laboratoire se propose de réaliser une étude similaire avec plus d’investigations microstructurales, en jouant sur deux paramètres : la pression, la température, les deux paramètres d’ordre 1 de la source enthalpique. Le PFE a privilégié une approche moyenne, on se propose d’exacerber l’un ou l’autre de ces paramètres pour en mesurer les effets. Cela sous entends la réalisation de plusieurs série d’échantillons de type (P, T) et (P, T).

• En termes scientifiques : c’est comprendre la microstructure et donc conceptualiser les performances des revêtements, on est au cœur du sujet Procédés-MicrostructurePerformances.

• En termes d’ingénierie : c’est aller plus loin dans l’optimisation, l’amélioration des rendements, apporter des éléments d’arbitrage pour la définition du transfert ou de l’outil de transfert.

C. Envisager le transfert

C’est valider les paramètres choisis, discuter avec un applicateur pour finaliser les paramètres, voire accompagner le développement d’un outil. Chiffrer l’approche, aborder les aspects Génie Industriel, pourquoi pas définir des outils et méthodes.

• En termes scientifiques : c’est définitivement rédiger, identifier les points forts du Cold Spray pour l’anticorrosion.

• En termes d’ingénierie : c’est la création de valeur en termes de sous-traitance et de durabilité des structures CNR.

Funding category

Public/private mixed funding

Funding further details

Chaire industrielle INSA (contractuel INSA)

Presentation of host institution and host laboratory

INSA de Lyon, MATEIS, CorrIS

MatéIS est un laboratoire de Science des Matériaux à l’intersection de champs disciplinaires, principalement en chimie, physique et mécanique. Le laboratoire MATEIS étudie les trois classes de matériaux (métaux, céramiques, polymères) et leurs composites en intégrant les caractéristiques en volume, en surface et les interfaces.

PhD title

Doctorat Matériaux

Country where you obtained your PhD

France

Institution awarding doctoral degree

INSA de lyon

Graduate school

ED Matériaux de Lyon

Candidate's profile

Profil recherché :

Niveau Master en Matériaux d'école d'ingénieur ou universitaire

Solides résultats universitaires et un intérêt pour la recherche interdisciplinaire

Excellente adaptabilité, autonomie et capacité de travail en équipe

Maitrise du français et/ou de l’anglais

 

 

 

 

 

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