Quentin CASTILLON Richard DERRIEN Doctorant … · • (2000-2004) « Propriétés physiques du...
Transcript of Quentin CASTILLON Richard DERRIEN Doctorant … · • (2000-2004) « Propriétés physiques du...
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Quentin CASTILLON Doctorant 3ème année
Richard DERRIEN Ingénieur R&D
Air Liquide
24 Mars 2016
Objectifs
Montrer un exemple de collaboration Entreprise/Laboratoire sur une thématique
Exposer l’ensemble des matériels et des techniques d’analyses disponibles
Les avantages pour chacun
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Formations
Cursus universitaire :
Master IM2PS au COST à Bourges
Stage de fin d’études :
Stage recherche : Air Liquide / GREMI
Sujet : Étude du soudage MIG-MAG
Doctorat :
Thèse CIFRE
Collaboration Air Liquide / GREMI
Sujet : Contribution à l’étude du soudage MIG-MAG sous mélange Ar-CO2-O2 : Diagnostics physiques et physico-chimiques du milieu.
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Définition : Thèse CIFRE Collaboration qui a pour but de favoriser le
développement de la recherche entre plusieurs acteurs
LABORATOIRE ENTREPRISE
DOCTORANT
Thèse CIFRE Air Liquide et le laboratoire GREMI
Collaboration qui perdure depuis 16 ans
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L’avantage d’une collaboration Des moyens de recherches disponibles et mutualisables :
Le laboratoire GREMI (physique des plasmas) :
Instrumentations lourdes et matériels de diagnostics
Air Liquide :
Apporte une problématique de recherche
Les installations industrielles nécessaires
Début d’une longue collaboration
But : achat de matériel, mise en place d’un banc expérimental, réalisation d’essais, analyses, interprétations
Échange de données entre les acteurs
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Air Liquide / GREMI Le laboratoire GREMI :
Plusieurs axes de recherches Les traitements, dépôts et gravures de surfaces. La production de rayonnement énergétique. La production et la caractérisation de plasmas produits en champs croisés dans les moteurs à faisceau d’ions. La caractérisation des arcs électriques. La production et l’utilisation des plasmas hors équilibre à pression atmosphérique ou supérieures.
Air Liquide : Groupe international et leader des gaz industriels et médicaux. Présent dans 80 pays
Air Liquide Les Loges en Josas - 78
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L’HISTORIQUE DE LA COLLABORATION
1ére thèse: en cotutelle avec l’université Jagellonne de Cracovie et en collaboration avec Air Liquide : • (2000-2004) « Propriétés physiques du plasma MIG-MAG »[thèse de S. Zielinska] Responsable de la validation des processus techniques – Air Liquide EPS Pologne (European Platforms and Services) • (2004-2007) « Etude microstructurale de l’anode fusible corrélée aux changements de mode de transfert du métal dans l’arc MIG – MAG » [thèse de F. Valensi] Maître de conférence Université Paul Sabatier Toulouse – LAPLACE • (2007 – 2009) « Etude du soudage MIG-MAG en polarité négative » [thèse de B. Puyrenier] Ingénieur de Maintenance – Thermo Fisher Scientific • Stages Master… • Stages DUT… • Projets tutorés
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Contexte et besoins industriels Sujet de recherche : Le soudage MIG-MAG
Nécessité d’effectuer des recherches et d’obtenir une meilleure compréhension des phénomènes
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• Gaz de protection:
Argon, Hélium (MIG)
CO2, O2, N2, H2 (MAG)
• Caractéristiques plasma :
P ~ 105 Pa, T ~10 000 K
• Polarités:
Directe (fil cathode)
Inverse (fil anode)
Exemples de résultats Diagnostics spectroscopiques de l’arc de soudage :
l
r
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Vapeurs métalliques
Température
Densité électronique
Exemples de résultats Analyses microstructurales
de l’électrode :
MEB
Microsonde de Castaing
EDX
DRX
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00-006-0615 (I) - Wustite, syn - FeO - Y: 7.30 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cubic - a 4.30700 - b 4.30700
00-033-0664 (*) - Hematite, syn - Fe2O3 - Y: 4.55 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Rhombo.H.axes - a 5.035
00-005-0667 (*) - Cuprite, syn - Cu2O - Y: 6.40 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cubic - a 4.29094 - b 4.2909
00-019-0629 (*) - Magnetite, syn - FeFe2O4 - Y: 29.57 % - d x by: 1. - WL: 1.5406 - Cubic - a 8.39600 - b
Operations: Y Scale Add 40 | Background 0.977,1.000 | Import
135-1 - File: 135-1.raw - Type: 2Th/Th unlocked - Start: 5.000 ° - End: 120.000 ° - Step: 0.020 ° - Step ti
Operations: Y Scale Add 10 | Y Scale Add -40 | Y Scale Add 40 | Y Scale Mul 0.708 | Y Scale Mul 1.00
85-1 - File: 85-1.raw - Type: 2Th/Th unlocked - Start: 5.000 ° - End: 120.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time:
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Operations: Y Scale Add -100 | Y Scale Add 120 | Background 0.098,1.000 | Import
91-2 - File: 91-2.raw - Type: 2Th/Th locked - Start: 5.000 ° - End: 120.000 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 4.
Lin
(C
ps)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
2-Theta - Scale
27.4 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44
d104 H
em
atite
d311 M
agnetite
d111 W
ustite
d111 C
uprite
135-1
129-1
91-2
85-1
DRX: identification de phase
% M
assi
qu
e
Cartographie Fer
Cartographie Oxygène
Exemples de résultats Diagnostics par cinématographie rapide :
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Régime court circuit
Régime globulaire
Régime spray
Différentes mesures: • Fréquence • Longueur de la veine
liquide • Diamètre des gouttes • Hauteur de l’arc • …
Résultats de la collaboration
11 articles et 10 actes de conférences
17 participations orales et 4 posters à des conférences nationales et internationales
1 brevet déposé en 2008 en France et étendu à l’internationale en 2009
Consortium d’expertises BREVET D’INVENTION 2008 [PCT/FR2009/050863] Titre: « SLAG-FREE MIG/MAG FLUX-CORED WIRE CONTAINING LITHIUM WITH CO2-BASED GAS, AND METHOD FOR MIG/MAG ELECTRIC-ARC WELDING USING A SLAG-FREE FLUX-CORED WIRE”
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Conclusion Pour l’industriel :
Possibilité d’étudier des phénomènes complexes du point de vue de leurs mécanismes
Appui sur les compétences recherches d’un laboratoire
Résultats qui apportent une aide à la décision d’orientation
L’entreprise n’aurait jamais pu investir dans les instruments d’analyses
Avantage financier : subvention annuelle et Crédit Impôt Recherche
Pour le laboratoire : Obtention de financements au fil des années
Embauche de personnel et achat de matériel
Développement d’outils expérimentaux et numériques
Expertise qui s’affirme avec un rayonnement scientifique conséquent
Création d’une thématique propre en lien avec la demande
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