L'Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux (I2M) s’associe à 4 universités en Australie pour optimiser les matériaux obtenus par fabrication additive. Ce projet à l’échelle international vise à renforcer la synergie entre recherche académique et applications industrielles.
Un IRP-CNRS à la pointe de l’innovation en fabrication additive
L'Institut de Mécanique et d'Ingénierie de Bordeaux (I2M / Arts et Métiers, Bordeaux INP, CNRS, Inrae, université de Bordeaux) s’est associé depuis 2020 avec l’Université de Cambera, de Sydney, de Monash et de Swinburne, quatre universités majeures sur le territoire australien pour développer un projet international de recherche porté par le CNRS dans le cadre des programmes IRP (International Research Project). Le Projet AMHELIE est dédié à l’optimisation de matériaux architecturés obtenus par fabrication additive en couvrant les aspects procédés et de durabilité liés à ce procédé. Ce partenariat vise à améliorer la performance des matériaux utilisés dans des secteurs de pointe notamment le biomédical et l’aéronautique.
Objectif : faire le lien entre le développement de nouveaux alliages, l’optimisation des process, le comportement mécanique et la simulation en particulier dans le domaine du lien microstructure-procédés et des matériaux architecturés.
La collaboration entre l’I2M et les universités australiennes repose sur des expertises complémentaires. L’I2M se distingue par son savoir-faire reconnu dans l’analyse de la mécanique de l’endommagement en lien avec la microstructure des matériaux, tandis que les équipes australiennes apportent une expertise de premier plan en métallurgie et en procédés de fabrication additive.
Progrès technologiques et applications concrètes
Le programme de recherche s'articule autour de plusieurs axes complémentaires :
Développement de nouveaux alliages : L’Université de Sydney et Monash travaillent sur des alliages de titane offrant des performances mécaniques accrues, tandis que l’université de Swinburne se concentre sur les alliages TiNi pour des applications biomédicales.
Analyse et caractérisation des matériaux : Les équipes de l'I2M et de l’Université de Canberra scrutent les microstructures et le comportement mécanique des matériaux en conditions extrêmes, notamment en fatigue et sous sollicitations dynamiques.
Modélisation et simulation avancée : L’objectif est de mieux comprendre les mécanismes d’endommagement et de déformation pour optimiser les conceptions et prédire la durée de vie des matériaux.
Optimisation des structures : Ces structures, obtenues par fabrication additive, combinent légèreté et robustesse et ouvrent de nouvelles perspectives industrielles.
Des essais mécaniques et des études microstructurales approfondies sont réalisées pour mieux comprendre l'impact des procédés de fabrication sur les propriétés finales des matériaux. Des collaborations avec des industriels permettent également d’évaluer l’adaptabilité des structures à des contraintes réelles, notamment dans l’aérospatiale et la médecine régénérative. De plus, des expérimentations sur la réduction des défauts et leur prise en compte dans les méthodes de dimensionnement et l'amélioration des états de surface sont en cours pour perfectionner la qualité des pièces produites par fabrication additive.
Une collaboration tournée vers l’avenir
Ce partenariat s’inscrit dans une stratégie de grands projets structurants, avec notamment le projet BEST 4.0, dans lequel la fabrication additive et les matériaux architecturés jouent un rôle important. Il constitue également une opportunité pour développer des collaborations industrielles stratégiques avec, par exemple, le secteur naval.
De plus, cette collaboration représente une première étape vers la création d’un réseau de recherche international visant à élargir les champs d’application des recherches et à identifier de nouvelles synergies académiques et industrielles.
Cette coopération permet de renforcer les liens entre la France et l’Australie notamment grâce aux échanges de chercheurs et aux thèses en co-tutelle. À terme, les avancées issues de ce projet contribueront à la mise en place de solutions innovantes pour les matériaux et structures de demain.
