Campus

Arts et Métiers campus of Lille

Objectifs

Design and integrate agile (flexible and rapid) production systems for modern and competitive production industries.

Learning outcomes

Identifying and formalizing the Knowledge based on a scientific approach about Modeling, and designing of advanced production systems. The KIMP-APS program provides training for further PhD studies, research activities or positions in industry as an expert with having an international experience by working in an international and multicultural context.

Program description

This program is composed by one semester of courses taught in English and held in the campus of Lille and one semester dedicated to carry out the Master Thesis. This master thesis is a full time work in a laboratory or in a company, in France or abroad.

The first semester is split into two quarters, one quarter of core courses (shared with all KIMP tracks) and one quarter of specialized courses.

• Fall Semester : Courses.
• Spring Semester: Master Thesis.

Core courses :

• Methods, models for the integration of both product and manufacturing process parameters
• Tools for integration Example on the generation of Machining process by using AI approaches (expert system, Constraint Satisfaction Problem, Fuzzy Logic, AHP)
• Modeling and control of mechatronics devices
• Manufacturing process management
• Literature Review
• French language and culture (Foreign language for French speakers)

Specialized Courses :

• Modeling and Analysis of Dynamic Mechanical Systems
• Control of Dynamic Systems
• Advanced Mechatronics
• Robotics
• Team Building and Management

We use RoboDK for offline simulation and programming of industrial robots.

Laboratory and technologic platform

All informations available on LISPEN's Youtube channel 

Partners

• University of Teheran (Iran)
• ENSAM Meknès and ENSAM Casablanca
• École Nationale d'Ingénieurs de Bizerte (ENIB)

Internships and projects

• Contribution to the creation of the Digital Twin of robotic work station in an assembly line

  Remote video URL
• Design of Collaborative Robotic Cell for the Assembly of Car Engines.
• Design of a Mixing and Printing Head for the Continuous Bioprinting of Hydrogels
• Nonlinear vibration of a cyclic symmetric structure Implementation of Machine Learning Algorithms for Solving SLAM Problem of Mobile Robots
• Supply chain integration and its effect on both the performance of the supply chain and the quality of the product
• Data Mining on SCADA Event Codes for Predictive Maintenance of Wind Turbines

Practical Informations

• Expected degree: For Arts et Métiers students: the selection is performed through 2A and 2B selection processes. For foreign students: having a degree equals to M1 (first year of Master of science degree)
• Teaching language: English
• Period: One year (starts with fall semester in October)
• Teaching hours: about 200 hours of face to face classes
• ECTS credits: 30 per semester (a total of 60 credits)

Contacts

Adel OLABI

Key words

#Industry40 #KnowledgeIntegration #MechanicalEngineering #riskAnalysis #IndustrialRobotics #MachineLearning #Mach

Campus

Campus Arts et Métiers de :

• Cluny
• Lille
• Paris
• Sites des partenaires : ENSAIT Roubaix, ECAM Lyon et Université de Bourgogne – site de Dijon

Objectifs

• Approfondir les étapes essentielles d’une démarche type gestion de projet scientifique
• Apporter les outils nécessaires à la compréhension des phénomènes multiphysiques et à la modélisation dans le but d’améliorer les propriétés d’usage des matériaux. Un intérêt particulier est porté aux fonctionnalités de surfaces et à leur intégrité
• Approfondir les connaissances de base en matériaux, mécanique, procédés de mise en forme et thermique, ainsi que les méthodes d’analyse et de caractérisation des matériaux, des surfaces et interfaces
• Développer une démarche pluridisciplinaire qui traite de l’élaboration et de la mise en œuvre des matériaux, de leurs propriétés physico-chimiques et mécaniques ainsi que de leurs utilisations industrielles
• Aborder les aspects "Relation Procédés de Fabrication – Microstructure – Propriétés Mécaniques" en s’appuyant sur la modélisation et sur des exemples industriels concrets.

Compétences visées

A l’issue de cette formation par et à la recherche, les étudiants diplômés devront :

• Avoir acquis des connaissances scientifiques de haut niveau dans le domaine de matériaux divers (métaux et alliage métalliques, polymères et bio-polymères, composites, textiles)
• Avoir acquis des connaissances scientifiques de haut niveau dans le domaine des procédés de fabrication (textile, dépôts CVD-PVD, traitements thermochimiques, polymères et composites, etc.)
• Avoir acquis des connaissances scientifiques de haut niveau dans le domaine de la fonctionnalité et intégrité des surfaces et interfaces (rôle mécanique et chimique de la surface d’une pièce)
• Acquérir la démarche de gestion de projet scientifique et des outils associés
• Acquérir, pratiquer et approfondir les moyens de communications de la recherche scientifique, en anglais et en français.
• Connaître et comprendre les grandes classes de comportement thermomécanique des matériaux, leur modélisation à l’échelle macroscopique ainsi que leurs applications industrielles
• Être capable de concevoir et conduire une campagne d’essais expérimentaux avec des techniques et instrumentations adaptées et contrôlées
• Être capable d’expliquer le lien entre la présence de défauts et d’hétérogénéités et le comportement thermomécanique des matériaux
• Être capable d’améliorer les propriétés de surface en choisissant le procédé de traitement adéquat en lien avec l’application visée.

Programme

Le début de la partie académique de cette formation a lieu tous les ans fin janvier – début février, pour se finaliser mi-mai. Elle est suivie d’un stage (projet) de recherche d’une durée minimale de 4 mois et de 6 mois maximum. Certains partenariats (ENSAIT Roubaix, ECAM Lyon) peuvent supposer un début de stage/projet de recherche avant la partie académique.

La partie académique de ce Master se décompose en 7 Unités d’Enseignement (UE) :

• (UE1) Gestion de projet et initiation à la recherche (6 ECTS) – Cluny
• (UE2) Polymères organiques et Mise en œuvre (4 ECTS) – Paris (semaine ATHENS)
• (UE3) Matériaux composites (4 ECTS) – Paris et Roubaix
• (UE4) Techniques expérimentales (6 ECTS) – Lille
• (UE5) Traitements de surface (6 ECTS) – Cluny
• (UE6) Métallurgie des poudres (4 ECTS) – Dijon
• (UEA)* Adaptation : métallurgie et mécanique des milieux continus – Cluny 

*UEA : unité d’enseignement facultative (et non évaluée)

A noter : environ 20% des cours sont dispensés en anglais actuellement, avec une volonté d’augmentation forte dans les années à venir. Les supports et documents fournis aux élèves sont majoritairement en anglais.

Principaux animateurs scientifiques et pédagogiques de l’expertise

• Sorin IGNAT (Arts et Métiers Cluny) – responsable scientifique du master et de l’UE1
• Abbas TCHARKHTCHI (Arts et Métiers Paris) – responsable de l’UE2
• Juan-Pablo MARQUEZ COSTA (Arts et Métiers Paris) – coresponsable de l’UE3
• Xavier LEGRAND (ENSAIT Roubaix) – coresponsable de l’UE3
• Adrien VAN GORP (Arts et Métiers Lille) – responsable de l’UE4
• Corinne NOUVEAU (Arts et Métiers Cluny) – responsable de l’UE5
• Maria-Rosa ARDIGO-BESNARD (Université de Bourgogne Europe) – responsable de l’UE6

Plateforme technologique associée

• LaBoMaP – Laboratoire des Matériaux et Procédés, EA 3633, Arts et Métiers Cluny
• PIMM – Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux, UMR CNRS 8006, CNAM et ENSAM Paris
• MSMP – Mechanics Surfaces and Materials Processing, EA 7350, Laboratoire Multi sites : ENSAM Lille et Châlons-en-Champagne
• GEMTEX – Laboratoire Génie et Matériaux TEXtiles EA 2461 UPRES-MEN, ENSAIT Roubaix
• LabECAM – ECAM Lyon
• ICB – Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne, UMR 6303 CNRS, Université de Bourgogne
• Université Elmo-Sanat (IUST, Iran University of Science & Technology) de Téhéran (Iran)

Modalités de validation

L’évaluation de ces unités enseignements se fait par du contrôle continu, des tests et/ou des soutenances, selon l’unité d’enseignement.

Modalités pédagogiques

Les enseignements sont sous forme de cours magistraux, travaux pratiques ou projet. Un stage/projet de recherche, en entreprise ou en laboratoire, de minimum 4 mois et maximum 6 mois, sera et devra être validé par un rapport et une soutenance devant un jury. Ce stage peut être réalisé en France (rémunéré conformément aux lois en vigueur) ou à l’international, sur un sujet que l’équipe du master peut proposer ou que l’étudiant peut trouver par soi-même (après accord du responsable scientifique du master).

Atouts de la formation

Cette formation donne :

• Une vision élargie des matériaux, des procédés et de l’influence des surfaces et des interfaces
• Une approche complémentaire entre expérimentation (matériels et méthodologies de haut niveau) et modélisation (multi-physique et multi-échelle)
• Une démarche gestion de projet en général et scientifique en particulier

Débouchés

Ce master prépare à la poursuite des études dans des formations doctorales et forme des experts dans les domaines de la Mécanique des Matériaux et les Procédés de Fabrication. L’approche pluridisciplinaire proposée permet d'accéder à des postes en recherche et développement dans des grands groupes institutionnels ou industriels tels que le CEA, EDF, Renault, AREVA, APERAM, SAFRAN, etc. Plus d'un tiers des étudiants poursuivent par une thèse de doctorat (généralement accompagnée par un contrat CIFRE), généralement en partenariat avec l’une de ces entreprises.

Quelques domaines d’application :

• Les matériaux de structure : les traitements thermomécaniques et de surface de ces matériaux ont pour but d’améliorer les propriétés d’emploi, la résistance à la corrosion ou à l’usure et la durabilité, tout en allégeant les structures.
• Les matériaux composites et les multi-matériaux : utilisés par exemple dans l’industrie automobile pour alléger les structures tout en conservant leur rigidité.
• Les polymères techniques et de hautes performances : Le liner du réservoir d’hydrogène à très haute pression (700 bars de fonctionnement) pour l’automobile
• Les matériaux intelligents (« smart materials ») : les métaux ou les polymères à mémoire de forme
• Les matériaux à gradient de propriétés : permettent d’améliorer localement les pièces mécaniques dans les zones les plus chargées, et conduisent à trouver des solutions optimales d’un point de vue économique et mécanique.
• Les matériaux à surface fonctionnelle spécifique : dans le but de minimiser ou maximiser les frottements, brillance, tolérance dimensionnelle, réalisation de surfaces hydrophobes ou hydrophiles, résistance à la fatigue de contact…
• Les matériaux revêtus : peinture, galvanisation, chromage, nickelage, projection par torche plasma, PVD, CVD…
• Les biomatériaux : interface os-biomatériau, biocompatibilité de l’interface, adhérence des cellules, biointégration, usure et relargage de particules, biocorrosion, dégradation des biomatériaux pour prothèses orthopédiques…
• Les matériaux à usage alimentaire : bioneutralité, résistance aux chocs, tenue thermique, adhérence, nettoyage, vieillissement …

Partenaires

• Industriels :

Airbus Helicopters, PSA, EDF, CEA, SAFRAN, Airbus Group, AREVA, BODYCOTE, SAFE Metal, BMI Fours Industriels, SECO Tools, Delphi, Air Liquide, Total, ASCO-Forge, APERAM, A2C, Sandvik, COROMANT, etc.

• Institutionnels

L’appui scientifique est principalement apporté par les laboratoires auxquels sont rattachés les enseignants du master. Les étudiants peuvent y effectuer leur stage, ou profiter d’une aide scientifique et expérimentale lorsque leur stage se déroule en entreprise.

LaBoMaP : Laboratoire des Matériaux et Procédés, EA 3633, Cluny

PIMM : Procédés et Ingénierie en Mécanique et Matériaux, UMR CNRS 8006, CNAM et Arts et Métiers Paris

MSMP : Mechanics Surfaces and Materials Processing, EA 7350, Laboratoire Multi sites : Lille ou Châlons-en-Champagne

GEMTEX : Laboratoire Génie et Matériaux TEXtiles EA 2461 UPRES-MEN, Roubaix

LabECAM : ECAM Lyon

ICB : Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne, UMR 6303 CNRS, Université de Bourgogne

Université Elmo-Sanat (IUST, Iran University of Science & Technology) de Téhéran (Iran) 

• Universitaires

Nos partenaires étrangers (Institut d’Ingénierie en Science des Matériaux de Lodz-Pologne, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne - EPFL Suisse, EMPA - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt - de Thun, Université Lomonosov de Moscou-Russie, KIT Karlsruhe Institute of Technology-Allemagne, IUST, Université de Guilan et université de Téhéran, etc.) proposent des stages aux élèves en dehors de la période d’enseignement du master ou pendant leur projet.

Entreprises visées

Eurocopter, PSA, EDF, CEA, SAFRAN, EADS, AREVA, BODYCOTE, ECM, SECO Tools, Delphi, Air Liquide, Total, ASCO-Forge, APERAM, etc.

Exemples d’offres de stage proposées / de projets menés

Voici quelques exemples de projets, déroulés les années précédentes :

• Développement de dépôts protecteurs sur outils de coupe lors de l’usinage assisté par cryogénie de Ti6Al4V
• Caractérisation des nuances d’acier inoxydable martensitiques en sollicitation thermomécanique de type freinage (automobile)
• Etude de l'usure des tubes de générateur de vapeur des Réacteurs nucléaires à Eau Pressurisée
• Etude des mécanismes de la croissance des couches minces pour le développement d'un porte substrat pour le dépôt PVD
• Caractérisation et étude de la cristallinité /expansion thermique du liner d'un réservoir d'hydrogène à haute pression pour l'automobile en vue de l'homologation
• Tenue à la rupture de la zircone YFSZ, matériau modèle du dioxyde d’uranium UO2
• Etude de la micromécanique d’un matériau composite (SMC)
• Optimisation du dépôt de molécules fluorescentes organisées sur des surfaces (111) de métaux nobles
• Modelization of rapid austenitization by means of the cellular automaton method
• Caractérisation et modélisation du matériau des bielles d'avion en matériau composites

Le catalogue annuel d’offres de stages et thèses du CEA de Valduc est systématiquement mis à disposition des étudiants. Les laboratoires associés dans ce master et bon nombre d’entreprises partenaires proposent également des offres de stages/thèses, tous les ans.

Critères d’admission

• Niveau académique (en général, mais aussi particulièrement dans des disciplines liées au sujet du master)
• Motivations
• Projet professionnel (adéquation avec le contenu et les objectifs de la formation)
• Maîtrise du français
• Maîtrise de l’anglais
• Recommandations

Un niveau minimal (éliminatoire) pour chacun de ces critères pourra être exigé.

Date(s) limite(s) de candidature

• Pour les étudiants Arts et Métiers : procédure interne
• Pour les étudiants des partenaires (ENSAIT Roubaix et ECAM Lyon) : procédure interne
• Pour les étudiants du double diplôme avec l’université de Téhéran : procédure interne
• Pour les autres candidats : Les candidatures sont possibles de mai à septembre, tous les ans. Une première sélection a lieu fin juin – début juillet. Une deuxième étude des dossiers peut avoir lieu, si besoin, avant mi-septembre.

Informations pratiques

• Langue de cours : anglais (supports de cours et environ 20% de la partie orale) et français
• Nombre d’heures : 280h pour la partie académique
• Crédits ECTS visés par la formation : 60, soit 30 pour la partie académique et 30 pour le stage de recherche
• Coût annuel : 256€ taux normal (168€ taux réduit – étudiants Arts et Métiers qui préparent en parallèle le diplôme d’ingénieur). Des frais de sécurité sociale (maximum 217€) peuvent également se rajouter.
• Lieu(x) de la formation : 6 semaines consécutives à Cluny, puis 2 semaines à Paris, 2 semaines à Lille et une semaine à Dijon.

Candidatures 

Les candidatures se font exclusivement en ligne.

Informations complémentaires

Les déplacements des étudiants, prévus dans le programme de la formation, dans d'autres campus Arts et Métiers ou établissements sont pris en charge par Arts et Métiers.

Mots-clés

#Matériaux #Surfaces #TraitementsDeSurfaces #Composites #Textiles #Polymères #Fabrication #Métallurgie #GestionDeProjet #ProcédésDeMiseEnŒuvre