Projets E&D

FEDER ROMA (2018-2021)
Etude de la reprise mécanique du revêtement d'oxydation micro arc

ROMA

Plus d'informations
GIT a industrialisé le procédé d'Oxydation Micro Arc Cératronic sur aluminium. Le revêtement obtenu est assimilable à une céramique (haute propriété de dureté, de résistance à l'abrasion et à la corrosion) d'une épaisseur pouvant aller jusqu'à 200µm. Cependant la couche est poreuse en surface et a donc une rugosité importante. Avec le revêtement d'aujourd'hui la reprise mécanique doit être de 50% de la couche totale afin de répondre aux exigences clients et d'avoir uniquement la couche dense (couche avec les propriétés les plus importantes).

Or les sociétés d'usinage ne connaissant pas ce procédé, détériorent le revêtement lors de la reprise mécanique de la couche.

Aujourd'hui GIT ne maitrise pas la technique de reprise mécanique de la couche. Ce manque de technique est un réel problème de procédé car GIT ne gère pas sa finalité et ne peux donc pas vendre un produit fini conforme.

Finalement, ce projet permettra à la société GIT de mettre au point une technique de reprise mécanique de la couche d'OMA afin de répondre à 100% aux exigences clients.

De plus une étude sur la formation de la couche sera effectué afin de réduire la proportion de couche poreuse par rapport à la dense afin de réduire le temps de traitement et donc la consommation d'énergie lors du process.

Le projet ROMA a trois objectifs :

- Optimiser la reprise mécanique de la couche de céramique formée lors du traitement. Pour certaines applications, il n'est pas autorisé d'avoir des particules volatiles sur le revêtement. Il faut donc supprimer la couche poreuse présente à la surface du revêtement. Pour cela, une société d'usinage vient reprendre mécaniquement la surface traitée.
- Diminuer la consommation électrique lors du traitement d'Oxydation Micro Arc en réalisant une couche plus dense et moins épaisse donc moins longue en temps de traitement.
- Trouver un partenaire privilégié pour l'usinage des futures pièces de production en traite-ment d'OMA.
IRT AESE OXYMORE (2018-2021)
OXYdation MicrO-aRcs

Optimisation du procédé d'oxydation micro arc pour les applications visées : lèvres d'entrée d'air des nacelles, corps de vannes, rails de sièges...


OXYMORE

EVEREST IRT M2P (2018-2021)
EVolution and Enhancement of corrosion REsistant Surface Treatment

Développement d'une nouvelle solution de conversion chimique sans chrome des alliages d'aluminium


EVEREST

SURFCONTROLBIO (2018-2020)
Mise au point d'une méthode de quantification de la biomasse dans les bains de TSA et leurs rinçages et étude d'une solution de décontamination de cette biomasse

SURFCONTROLBIO

AFTER ALM IRT M2P (2017-2021)
Développement de technologies visant à améliorer l'état de surface des pièces ALM, d'améliorer les propriétés fonctionnelles (mécanique, corrosion...)

AFTER ALM

Plus d'informations
L'objectif principal du projet AFTER ALM est de développer des technologies afin d'améliorer l'état de surface des pièces ALM, d'améliorer les propriétés fonctionnelles (mécanique, corrosion,...). En effet, la technique de fabrication additive permet de réaliser des pièces de formes complexes. Cependant des problèmes de rugosité importante, dus aux particules détachables, sont observés.

Cet état de surface est dommageable car il peut entraîner un risque élevé de corrosion de la pièce. De plus, de nombreuses applications industrielles nécessitent des états de surface rigoureusement contrôlés, du point de vue de la rugosité et de l'esthétique. Il est donc important, après FA d'une pièce, de procéder à des traitements de parachèvement de la surface, notamment de polissage, qui pourraient être chimiques ou électrochimiques.

Les substrats concernés sont les aciers inoxydables, les alliages d'Aluminium (AS7G06), les alliages de titane (TA6V), les base Ni (Inconel 718) et les aciers inoxydables (316L).

Actuellement, peu de travaux de recherche existent sur le parachèvement des pièces de FA. Le projet AFTER ALM a pour ambition d'étudier et de développer plusieurs technologies de parachèvement tels que :

- Le polissage chimique ;
- Le procédé électrochimique ;
- Le Polissage Electrolytique Plasma (PeP) ;
- La tribochimie
- Les revêtements auto-lissant
- La technologie jet d'eau...

Le procédé de polissage de la pièce sera effectué après le traitement thermique et avant le traitement anticorrosion de la pièce.

Parmi ces procédés, GIT intervient sur le procédé de polissage par plasma des métaux légers (alliage d'Aluminium et alliage de Titane).

NEPAL (2015-2018)
NouvellEs Protections des ALuminiums


Optimisation des procédés développés à base de CrIII et développement d'un nouveau procédé sans Chrome




NEPAL

IRT AESE CANAL (2015-2017)
Le projet Canal (Coating ANtierosion Air inlet Lip) aborde les aspects de traitement de surface de lèvres d'entrée d'air des avions au travers du procédé d'oxydation micro-arcs

CANAL

NEW SURF IRT M2P (2014-2018)
Développement de la conversion COVENTYA : LANTHANE 613.3 + POST DIP 610

NEWSURF

PROJET MAO / IRT M2P METZ (2014-2018)
Développement du procédé d'oxydation micro-arc sur titane (et ses alliages) et optimisation du procédé d'oxydation micro-arc sur aluminium (et ses alliages)

Plus d'informations
L'objectif visé par les industriels est de développer des procédés écologiques pouvant être des solutions alternatives aux anodisations traditionnelles afin de respecter la nouvelle réglementation REACh (Registration, Evaluation, Authorization and restriction of Chemicals).
Le procédé d'oxydation micro-arc (OMA ou MAO) apparait comme une solution intéressante d'un point de vue environnemental.

Les avantages liés à ce procédé sont les suivants :
- Pas ou peu de préparation avant traitement ;
- Cinétique de croissance rapide, croissance de couches épaisses possibles ;
- Morphologie et propriétés des couches d'oxydes formées (couches très denses à cœur, couches poreuses en surface) ;
- Permet d'intégrer les éléments chimiques du bain aux couches formées ;
- Electrolyte « REACh Compliant ».

Mais ce procédé présente néanmoins des inconvénients :
- Puissance consommée importante (limitation de la taille des pièces traitées (quelques dm²)) ;
- Nécessité de développer un outillage spécifique ;
- Générateur spécifique couteux.

Les buts de ce projet sont de :
- Développer le procédé MAO pour alliage de titane et d'obtenir un revêtement présentant des caractéristiques satisfaisantes (dureté, usure, frottement, collage, tenue HT )
- optimiser le procédé MAO pour alliage d'aluminium (corrosion, tribologie)
- Fonctionnaliser les revêtements selon l'application visée
- Comprendre les mécanismes de croissance des couches.

Au cours de ce projet, trois paramètres déterminants sont à optimiser :
- La composition de l'électrolyte; 
- Les paramètres liés au procédé; 
- Le signal électrique et ses caractéristiques.
 
Ce projet a fait l'objet de 2 thèses et 2 post-docs.
PROJET  SURFINNOV  / IRT SAINT EXUPERY TOULOUSE (2014-2017)
Développement d'un revêtement de couche mince par oxydation micro arc en vue de remplacer l'OAC


NOMAD (2014-2016)
Conception de "générateur CERATRONIC ® nouvelle génération" et optimisation du procédé

MAGNOM (2013-2014)
Mise au point d'un revêtement CERATRONIC ®  anticorrosion sur alliages de magnésium

PROJET ECOCONV (2012-2014)
Développement d'un procédé de conversion chimique sans chrome hexavalent pour la protection des alliages d'aluminium aéronautique

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La Santé, la Sécurité et l'Environnement dans l'industrie font l'objet de préoccupations majeures qui ont un impact de plus en plus important sur les procédés de fabrication mis en œuvre par les entreprises manufacturières. C'est notamment vrai dans la métallurgie et le travail des métaux, pour certaines activités comme le traitement de surface, qui utilisent des produits chimiques dangereux et produisent des effluents/résidus toxiques.

Concernant les alliages d'aluminium utilisés dans le secteur aéronautique, 95 % des pièces font l'objet de traitements de surface dans le but d'obtenir des propriétés de résistance à la corrosion. Les procédés utilisés depuis plusieurs dizaines d'années mettent en œuvre du chrome hexavalent, sont très performants mais sont classés CMR (Cancérogène, Mutagène et Reprotoxique). En effet, les pièces sont traitées soit par un procédé d'anodisation chromique, soit par un procédé de conversion chimique à base de chrome hexavalent (Alodine 1200®). Le traitement de conversion chimique est préféré à l'anodisation, même si la protection contre la corrosion est inférieure, dans les cas où il est nécessaire d'assurer une conductivité électrique sur la pièce.
La problématique sur le chrome hexavalent est mondiale mais l'urgence de la situation est imposée au niveau européen par la réglementation REACH (Registration Evaluation Administration of Chemicals). En effet, l'Agence Européenne des produits chimiques, l'ECHA (http://apps.echa.europa.eu), est en charge d'étudier les dossiers d'enregistrements et d'autorisations déposés par les industriels. Ces dossiers doivent indiquer le domaine d'utilisation du produit ainsi que sa dangerosité. Dans un premier temps, l'ECHA vérifie et valide ces dossiers d'enregistrements. Ensuite, elle cible les substances les plus dangereuses qui seront listées dans l'annexe XIV du règlement REACH (N°1907/2006), et ainsi soumises à autorisation.

Pour utiliser une substance soumise à autorisation, il faudra qu'un dossier de demande d'autorisation pour une certaine application soit validé par l'agence européenne des produits chimiques. Ce dossier peut être déposé par un fabricant, un fournisseur ou un utilisateur de produits. Si aucun dossier n'est déposé ou si le dossier est rejeté par l'ECHA, le produit sera interdit de commercialisation à partir d'une date butoir, indiquée dans l'annexe XIV.

Ainsi, pour qu'une entreprise puisse utiliser un produit il faut que celui-ci:
- soit enregistré dans le domaine d'utilisation correspondant
- soit absent de l'annexe XIV ou autorisé par l'ECHA après validation du dossier d'autorisation

A ce jour, le trioxyde de chrome utilisé dans le bain d'Alodine 1200® est enregistré pour l'application traitements de surface, et peut par conséquent être encore utilisé. Cependant, cette substance est citée dans la « candidat list » et pourrait à court terme passer dans l'annexe XIV du règlement REACH « Liste des substances soumises à autorisation ». Ainsi, un dossier de demande d'autorisation devra être déposé et validé par l'ECHA pour que les fabricants, fournisseurs et utilisateurs puissent continuer à exploiter ce produit mais la procédure sera très complexe et très couteuse. De plus, l'ECHA acceptera la demande d'autorisation et ainsi l'utilisation du produit uniquement, si elle considère les risques maîtrisés, les avantages socio-économiques plus importants que les risques ET s'il n'existe pas de solutions de substitution.

Au sein du GIFAS, des groupes de travail se mobilisent pour tenter de décaler la date butoir d'interdiction d'utilisation du trioxyde de chrome affichée au 1ier janvier 2016, mais le GIFAS est conscient de l'urgence à rechercher et qualifier un substitut au trioxyde de chrome, même si un délai supplémentaire est obtenu.

Les partenaires du consortium ont déjà mené des travaux de R&D sur la substitution du trioxyde de chrome dans le cas de l'anodisation chromique. Dans cette gamme de traitement, le décapage sulfochromique a été remplacé par un décapage sulfonitroferrique, l'oxydation anodique chromique a été remplacée par une oxydation anodique sulfurique fine, et des travaux sont actuellement en cours dans le cadre du projet « APACA III » financé par l'appel à projet AEROSAT 2011 sur le développement d'un procédé de colmatage sans chrome hexavalent.

La couche d'anodisation étant isolante, ces nouveaux procédés ne pourront pas répondre aux besoins de conduction électrique de certaines pièces ou de certaines zones de la pièce traitée en anodisation. En général, dans ces cas là, il est appliqué un traitement de conversion chimique qui permet de former une couche d'oxydes/hydroxydes d'aluminium et de chrome de fine épaisseur (≤1µm), qui présente des propriétés anti-corrosion plus faibles que l'anodisation mais qui assure le passage d'un courant électrique à travers la pièce.
Le même consortium souhaite poursuivre sa collaboration fructueuse pour développer dans ce nouveau projet un procédé de conversion chimique exempt de chrome hexavalent en remplacement du traitement de conversion conventionnel Alodine 1200®.
Le besoin industriel est fort, ce qui explique le soutien technique pour ce projet de grands groupes donneurs d'ordre ou équipementiers comme AIRBUS, DASSAULT, SAFRAN (non partenaires du projet). Ils soutiennent notamment le développement de formulation de bains « maison », vu l'urgence de la situation et l'absence sur le marché de procédés commerciaux qui permettent de répondre aux exigences du secteur aéronautique. La réussite de ce projet sera par conséquent une véritable innovation dans ce secteur.

PROJET APACA III (2011-2014)
Développement d'un procédé de colmatage sans chrome hexavalent de couches d'anodisation nouvelle génération

Plus d'informations
L'anodisation poreuse de l'aluminium et de ses alliages est un procédé ancien dont les bases ont été exposées la première fois en 1911. L'avènement dans les années 1920 de l'aluminium pour la construction des avions, en remplacement du bois et de la toile, fut l'occasion de développer différents procédés d'anodisation permettant d'élaborer des revêtements présentant de bonnes propriétés de tenue en corrosion. Le plus emblématique est le procédé d'oxydation anodique chromique (OAC), breveté en 1923 mais dont le principe et la mise en oeuvre demeurent toujours d'actualité aujourd'hui encore.

Cependant, les contraintes environnementales actuelles remettent en question l'utilisation de ceprocédé de part la présence de chrome hexavalent, produit classé CMR (Cancérigène, Mutagène, Reprotoxique). La directive européenne (2004/73/CE), le code du travail (article R.231-56-2) et les DREAL exigent la recherche de produits de substitution. Les avionneurs abondent en ce sens (cf. l'AP1003 d'AIRBUS). Dans le cas des pièces PEINTES (en majorité des pièces de structure), des solutions sans chrome existent déjà à l'échelle industrielle, étant donné que la gamme de traitement n'inclut pas de posttraitement de colmatage. En effet, un revêtement peinture est directement appliqué sur la couche d'oxydation anodique. En remplacement de l'OAC, des procédés d'oxydation anodique sulfurique fine, de type OAST (sulfo-tartrique, procédé développé par AIRBUS) ou OASB (sulfo-borique, procédé développé par BOEING) sont déjà mis en oeuvre industriellement. Les performances anticorrosion de ces couches sont bien inférieures à celles d'une couche d'OAC, ce qui est dans ce cas peu gênant étant donné qu'elles ne servent que de base d'accroche au revêtement peinture qui assure quant à lui une bonne protection anti-corrosion. Par contre, dans le cas des pièces NON PEINTES (en majorité des équipements), la gamme de traitement nécessite une étape de colmatage pour conférer à la couche d'anodisation des propriétés anti-corrosion. L'urgence de la situation est davantage focalisée sur cette étape de colmatage à base de bichromate de potassium, substance non enregistrée à ce jour selon le règlement REACH, stoppant ainsi tout approvisionnement. Le délai d'activité des sociétés de traitements de surface ne dépend plus que de leur quantité de stockage de ce produit. Il est alors très urgent de trouver une solution de substitution au traitement OAC/colmatage CrVI, avec bien sûr des performances équivalentes, sans quoi les donneurs d'ordre ne s'engageront pas dans un processus de qualification du procédé de remplacement.

Pour répondre à la problématique des pièces non peintes, des travaux de R&D ont déjà été menés par le même consortium dans le cadre de deux projets, financés par OSEO, « APACA 1 » et « APACA 2 ». Le projet APACA 1 était axé sur la préparation de surface des alliages d'aluminium et a permis de développer un bain de décapage sulfo-nitro-ferrique en remplacement du décapage sulfochromique. Le projet APACA 2 visé quant à lui le remplacement de l'OAC et a permis de développer un procédé d'oxydation anodique sulfurique fine, avec des propriétés équivalentes à l'OAC en terme d'épaisseur de couche et d'abattement en fatigue. L'objectif du projet APACA III sera focalisé sur les propriétés anti-corrosion et d'adhérence peinture de cette couche d'OAS fine, en développant un procédé de colmatage sans chrome, innovant et aussi performant que le colmatage au bichromate de potassium.

COPROCLAM / CLEANSKY (2011-2013)
Mise au point d'un revêtement CERATRONIC ®  anticorrosion sur alliages d'aluminium et magnésium

AXON CABLE (2007-2010)
Réalisation  d'un revêtement CERATRONIC ®  sur des barres d'alimentation électrique pour les satellites

ASTRIUM (2007-2009)
Optimisation des propriétés thermo-optiques du rêvetement CERATRONIC ® pour applications spaciale

Groupe de travail aéronautique (2001-2006)
Mise au point de gamme de traitement  CERATRONIC ® des alliages d'aluminium