SPECIMEN 3D :
Cet équipement permet de mouler des éprouvettes métalliques de traction sous gradient de température et refroidissement contrôlés présentant des défauts contrôlés.
L’équipement est actuellement muni d’un four de fusion à induction et d’un four résistif de solidification à gradient de température (5 zones résistives).
Les mots clés : solidification dirigée, alliages métalliques, four à induction, four à gradient.
Contact : Amina TANDJAOUI
Localisation : Bâtiment fonderie Centrale Lille
Le four de fusion forte puissance et grande capacité :
Ce four de fusion par induction complète l'équipement specimen 3D en permettant de fondre et couler des métaux à haute température de fusion rapidement et en quantité importante. Il est ainsi possible de couler des pièces unitaires de forme complexe pour passer du stade de la recherche et du développement au stade du prototype industriel.
Par ailleurs, la fusion et la coulée peuvent se faire non seulement à l’air libre mais également sous vide ou sous atmosphère contrôlée pour limiter en particulier les réactions du métal liquide à haute température avec l’oxygène.
Les mots clés : métaux et alliages, four à induction, fusion et coulée à l’air libre, sous vide ou sous atmosphère contrôlée.
Contact : Denis NAJJAR
Localisation : Bâtiment fonderie Centrale Lille
Liste des équipements liés au plateau technique
| Nom de l'équipement | Caractéristiques |
|---|---|
| Four de fusion à induction | Capacité : 6 litres d’aluminium Chauffage par induction, four à quenouille jusque 1800°C Puissance 25 kWatts |
| Four de solidification à gradient de température | Chauffage par résistances avec imposition d’un profil de température Capacité : volume d’une éprouvette de traction cylindrique Jusqu'à 1200°C |
| Four de fusion forte puissance et grande capacité | Chauffage par induction Puissance 50 kW Fusion et coulée à l’air libre, sous vide, sous atmosphère contrôlée Capacité : 25 kg d’acier |
L’ensemble d’équipements Elerion « ELaboration matERiaux frictiON » est dédié à l’élaboration de matériaux de friction à matrice organique principalement pour application freinage.
Ces équipements ont permis d’une part d’être autonome dans la fabrication des matériaux en s’affranchissant de la dépendance industrielle pour la production ce qui a permis un gain tant en termes de maîtrise de la formulation que de répétabilité du process. Ils permettent d’autre part de pouvoir développer des matériaux modèles qui sont au cœur de plusieurs problématiques scientifiques étudiées au sein des enjeux MuFrein et PoEMe du laboratoire, parmi lesquelles :
- l’appréhension multiphysique du frottement et de l’usure via le développement d’une approche pluridisciplinaire des phénomènes liés au freinage intégrant des couplages physiques : mécanique, thermique, dynamique, physico chimie et bien évidemment les aspects matériaux,
- la compréhension des phénomènes d’émissions sonores ou de particules dans les systèmes de freinage,
- les liens entre la formulation et le procédé l’élaboration des matériaux de frictions avec leurs performances en service via l’analyse de leur microstructure et de leurs propriétés physiques.
Les mots clés :
Contact : Anne-Lise Cristol
Localisation : Bâtiment fonderie Centrale Lille
Liste des équipements liés au plateau technique
| Nom de l’équipement | Caractéristiques |
|---|---|
| Ensemble d’équipements Elerion « ELaboration matERiaux frictiON » | 1 mélangeur à couteaux (5 l), 1 étuve, 1 presse pour moulage à chaud (1500°C, 600kN) |
La plateforme de caractérisation permet d’obtenir des données thermiques et structurales des matériaux, dans le cas des études en mécanique.
Les propriétés structurales (constituants, forme et nature des phases…etc) sont analysées en utilisant l’imagerie 2D au travers de la microscopie optique et la microscopie électronique à balayage.
Les propriétés thermiques mesurables se résument à : la diffusivité thermique, conductivité, capacité calorifique.
L’analyse thermogravimétrique (ATG-TD DSC) révélera les différentes températures de transition physico-chimique.
La DMA (Dynamic Material Analysis) quant à elle est une technique permettant de quantifier les propriétés mécaniques dynamique en fonction de la température.
Les mots clés : ATG-TD, DMA, DSC, LFA, Dilatomètre, MEB, Microscopie, HOTDisk.
Contact : Arnaud Beaurain
Localisation : Centrale Lille et Halle CISIT
Liste des équipements liés au plateau technique
| Nom de l’équipement | Caractéristiques |
|---|---|
1 Microscope Electronique à Balayage | équipé EDS/WDS et de micromachines de traction pour essai in-situ (1,5kN et 10 kN) |
| 1 Profilomètre interférométrique WYKO NT1100 | |
| 1 microscope optique numérique Keyence | grossissement 1 à 1000 |
| 1 microscope optique Nikon | grossissement 1 à 100 |
| 1 microscope optique Olympus | grossissement 1 à 100 |
| Caractérisation propriétés thermophysiques | |
| 1 LFA Netzsch | mesure directionnelle de l’ambiante jusqu’à 1100°C |
| 1 Hotdisc | mesure directionnelle de l’ambiante jusqu’à 1100°C |
| 1 dilatomètre Netzsch | jusqu’à 1100°C |
| 1 machine DMA Exlpexor 500N | compression dynamique de l'ambiante à 1000°C |
| 1 ATD-TG DSC SETARAM | jusque 1600°C sous atmosphère contrôlée |
| 1 Spectromètre de masse |
|
La plateforme régionale mutualisée d’essais in-situ innovants sous imagerie à rayons X, ISIS4D (https://isis4d.univ-lille.fr/), comprend un microtomographe équipé de deux générateurs RX ainsi que plusieurs détecteurs pour couvrir une large gamme de résolution et d’applications. Il est possible de réaliser des acquisitions simples pour des tailles de voxel allant de 0,4 µm à 120 µm (diamètre d'éprouvette de 0,8 mm à 48 cm pour des matériaux peu atténuants). L’ambition de la plateforme est de réaliser des études in situ sous chargements complexes. Pour cela, le développement de dispositifs d'essai in situ innovants (traction-compression, cellule triaxiale) ainsi que de méthodes de mesure complémentaires (analyse d’images, corrélation d’images volumique YaDICs) sont une de nos priorités.
Les mots clés : microtomographie RX, essais in-situ, analyse d’images 3D
Contact : Nathalie Limodin
Localisation : Bâtiment M6
Liste des équipements liés au plateau technique
| Nom de l’équipement | Caractéristiques |
|---|---|
| Microtomographe ULTRATOM | - deux générateurs de RX interchangeables : haute puissance - tension 230kV (résolution 5µm) et haute résolution 0,4µm (tension 160kV) - 4 détecteurs complémentaires en champ de vue et résolution - une machine de traction/compression in-situ (5kN) - Une cellule de compression triaxiale |
Le plateau regroupe des équipements permettant de réaliser des mesures par imagerie infrarouge (flux IR et température) pendant les différents essais mécaniques (traction, torsion, compression, tribologie...).
Les mots clés : émissivité, mesure IR, Imagerie IR.
Contact : Arnaud BEAURAIN et Jean-François WITZ
Localisation : Halle CISIT
Liste des équipements liés au plateau technique
| Nom de l'équipement | Caractéristiques |
|---|---|
| 1 camera FLIR titanium | // |
| 1 camera FLIR platinium | // |
| 1 camera infra-rouge bichromatique (en cours de développement) | // |
La pertinence des modèles prédictifs de comportement des matériaux nécessite, afin d’améliorer leur fiabilité et robustesse, la mise en œuvre d’essais expérimentaux devant présenter un large spectre du point de vue :
- de l’échelle à laquelle ils sont réalisés : micro, méso, macro ou d’une structure.
- des conditions de chargements : chargements multiaxiaux, proportionnels ou non, monotone ou cyclique, aléatoires ou non.
- des conditions physiques : température, vitesse, hygrométrie …
Le laboratoire a développé une expertise reconnue dans le domaine des essais mécaniques. Il dispose d’un parc de machines d’essais, regroupées sous la forme de la plateforme technologique MultiAXE et situées pour l’essentiel dans la halle CISIT. La plateforme MultiAXE permet la caractérisation mécanique des matériaux métalliques, polymères, composites ou du génie civil suivant des trajets de chargement et sous des conditions complexes.
Ce parc couvre l’échelle de l’essai in situ en microscopie à balayage électronique jusqu’à l’échelle de la structure de grande taille (flexion rotative sur essieu ferroviaire).
Le LaMcube a également mis en œuvre des techniques d’investigations in-situ de plus en plus fines : mesures cinématiques et thermiques à l’échelle macroscopique et mésoscopique, mesures de perméabilité, émission acoustique, ….
A travers ce plateau technique, les objectifs poursuivis sont :
- la mutualisation des moyens d’essais, d’observation et de mesure,
- la capitalisation des bases de données et des procédures expérimentales,
- l’innovation en termes d’essais, de techniques de mesure et d’analyse, de traitement des données …
Les mots clés : sollicitation mécanique sous chargement complexe, essais in-situ, multiéchelle
Contact : Ahmed El Bartali et Pauline Lecomte
Localisation: Halle CISIT
Liste des équipements liés au plateau technique
| Nom de l’équipement | Caractéristiques |
|---|---|
| 1 Machine de traction torsion hydraulique 8800 | Charge +/-100kN, Couple +/- 1000Nm |
| 1 Plate forme multiaxiale « Fatigue » | Equipé de 4 vérins +/- 100 KN modulables, pilotage: libre, modale ou dépendant |
| 1 Machine biaxiale plane petites déformations | 10 kN par axes, 50 mm par axes |
| 1 Machine biaxiale plane grandes déformations | 2 kN par axes, 500 mm par axes |
| 3 Machines de traction servo-hydrauliques Instron série 8000 | Charge +/- 10/50/100 KN, Course du vérin 150 mm |
| 1 Machine de compression hydraulique Los System | Charge 250kN |
| 1 Machines de traction Instron 5800R | Charge 100kN |
| 1 Machines de traction grandes déformations Instron 5882 | Charge 10kN |
| 1 Machine de traction grandes déformations Instron 5867 | Charge 30 kN |
Les moyens expérimentaux permettent la mesure des propriétés mécaniques (rigidité, résistance à la rupture, fluage, retrait…) au moyen de presses électromécaniques et de dispositifs expérimentaux dédiés. Les propriétés poromécaniques et de transfert sont étudiées au moyen de cellule hydrostatiques de type Hasler permettant l’étude de ces propriétés sous chargement hydrostatique (jusqu’à 60 MPa) avec ou sans déviateur. La durabilité et les phénomène de couplage sont étudiés notamment par conditionnement des matériaux au moyen d’étuves et d’enceintes climatiques permettant un conditionnement en température et humidité relative.
Les mots clés : poro-mécanique, mécanique, transfert, perméabilité, diffusion, durabilité, matériaux cimentaires, roches, matériaux composites.
Contact : Franck AGOSTINI
Localisation : Halle Génie Civil à Centrale Lille
Liste des équipements liés au plateau technique
| Nom de l'équipement | Caractéristiques |
|---|---|
| 1 presse Hydraulique Triaxial Vrai | Essais sur cube (50 cm côté), 3 axes indépendants et 60 MPa/axe |
| 2 presses (compression) mécaniques | Electromécanique, capacité 250 kN, équipée de plateaux de compression de bâtis standardisés pour essais de compression et flexion 3 points sur éprouvettes 4x4x16 |
| 1 banc d’essai diffusion gazeuse | Dispositif permettant la mesure du coefficient de diffusion sur matériaux (cimentaire / polymères) |
| 1 SBET mesure de surface spécifique milieu poreux fins | ASAP 2020 (Micromeritics): Système de porosimétrie et d’analyse de surface accélérées |
| 7 bancs d’essais perméabilité et poromécanique au gaz (20 cellules d’essai) | Mesure des propriétés de transfert (gaz ou liquide): de 10-11 à 10-23 m², sous confinement (jusqu’à 60 MPa) et des propriétés poromécaniques sur matériaux cohérents (dimensions standards: diamètre 20, 37,50, 65 mm; élancement 2)
|
| 1 espace prototypage rapide | Imprimantes thermo-plastiques : Température buses : 250 / 300 °C max Température plateaux : +/- 100 °C (Lulzbot TAZ 6 / Sigma BCN3D / Ultimaker 2+ ) |
Une salle climatique permet la conservation en atmosphère contrôlée (température et humidité relative) d'éprouvettes ou de mini-structures de différentes tailles permettant la caractérisation expérimentale à différentes échelles.
Les mots clés : Comportement THM
Contact : Thomas Rougelot
Localisation : Halle CISIT
Liste des équipements liés au plateau technique
| Nom de l’équipement | Caractéristiques |
|---|---|
| 6 bancs d’essais perméabilité et poromécanique (10 cellules) | |
| 1 enceinte climatique d’étude du vieillissement d’éléments de structure GC Echelle 1 | Conservation sous température (20 à 65°C) et humidité relative (20 à 60%) contrôlées d'éprouvettes et mini-structures (jusqu'à 2,5m de long, 1 m de large, 1,5 m de hauteur, 2 tonnes) |
Les problématiques de contact frottant hautement dissipatif (freinage par friction, contact roue-rail, contact rotor-stator...) sont traitées à l'aide d'expérimentations d'envergure et de simulations numériques.
Les bancs d'essais permettent d'appréhender les phénomènes tribologiques, thermomécaniques, vibro-acoustiques et d'émission de particules.
Les mots clés :Matériaux de friction, usure, frottement, vibrations, crissement, localisations thermiques, émissions de particules
Contact : Igor Paszkiewicz
Localisation : Halle CISIT
Liste des équipements liés au plateau technique
| Nom de l'équipement | Caractéristiques |
|---|---|
| 1 Tribomètre rotatif pion-disque modulaire | 3 kW, 500 N, 1 000 tr/min équipé de montages spécifiques : atmosphère contrôlée et étude du crissement |
| 1 Tribomètre de freinage | 11 kW, 3,35 kg.m2 [1-15 kg.m2], 5 kN, 4 000 tr/min équipé d'une enceinte pour la caractérisation des émissions (particules, gaz) |
1 Banc d’usure Krauss Friction tester RWS 100E | 100 kW, [2-7 kg.m2], 950 N.m, 6,5 bars, 1 500 tr/min équipé d'une enceinte climatique pour ambiance humide |
| 1 Banc de freinage système | 90 kW, 2x20 kg.m2 [1-60 kg.m2], 1 500 tr/min |
| 1 banc d'étude du crissement en courbe | // |
Cluster HPC de 160 Tflops (dont 22 Tflops GPU et PHI) composé de 223 nœuds pour un total de 4430 cœurs et 21 To de RAM.
Offre logiciels : Abaqus, Ansys, Yadics, Python, Co-Feap.
Site WEB : http://hpc.univ-lille.fr/
les mots clés :
Contact : Vincent Magnier
Localisation : Université de Lille
Plusieurs plateaux techniques sont mutualisés sur trois plateformes labellisées par l'Université de Lille et Centrale Lille:
La plateforme régionale mutualisée et multi-laboratoires d’essais in-situ innovants sous imagerie à rayons X, ISIS4D, comprend un microtomographe équipé de deux générateurs RX ainsi que plusieurs détecteurs pour couvrir une large gamme de résolution et d’applications (matériaux métalliques, géologiques, organiques, composites, biologiques, textiles et paléontologiques).
Le parc de machines d’essais mécaniques permet la caractérisation des matériaux métalliques, polymères, composites ou du génie civil suivant des trajets de chargement et sous des conditions complexes. Il a la particularité de couvrir l’échelle de l’essai in situ en microscopie à balayage électronique jusqu’à l’échelle de la structure de grande taille (flexion rotative sur essieu ferroviaire). Le second parc de machines, les bancs d’essais tribologiques permettent d'appréhender les phénomènes tribologiques, physico-chimiques, thermomécaniques, vibro-acoustiques et d’émission de particules. De plus, les essais réalisés sont souvent couplés avec des techniques d’investigations in-situ de plus en plus fines : mesures cinématiques et thermiques à l’échelle macroscopique et mésoscopique, mesures de perméabilité, émission acoustique...
introduction
La plateforme PIMS contribue à la compréhension de la relation procédés - microstructures – propriétés avec comme objectif l’amélioration des performances et la durabilité des matériaux et des structures. La plateforme comporte 3 pôles permettant l’élaboration de matériaux par procédés conventionnels, l’élaboration par fabrication additive et la caractérisation de leurs microstructures et propriétés. La plateforme PIMS est fortement connectée aux plateformes ISIS4D et 4Maat.