Matériaux et soutenabilité
API0102
Matériaux et soutenabilité en fabrication additive
Responsable de l'Api
Julie Marteau
Autres intervenants
Nicolas Piton
Raoudha Gaha Elkamel
Résumé
La formation a pour objectif d’explorer la fabrication additive sous l’angle de la soutenabilité.
La fabrication additive désigne un ensemble de procédés industriels permettant de fabriquer les objets, couche après couche, par ajout de matière. Elle s’oppose aux méthodes de fabrications soustractives.
Les relations systémiques des couples matériaux/procédés pour un composant fabriqué en fabrication additive seront explorées en arbitrant performances mécaniques et impact environnemental.
En effet, les performances d’une pièce ne dépendent pas uniquement du matériau choisi ou de la technologie utilisée mais de l’interaction entre le matériau, le procédé de fabrication, les paramètres de mise en œuvre.
De même, une impression au juste nécessaire, par comparaison à un enlèvement de matière pourrait directement impliquer un impact environnemental moindre mais les relations sont plus complexes que cela.
Enfin, pour une pièce donnée, est-ce possible de trouver un compromis entre la performance mécanique attendue et performance environnementale ?
L’API s'adresse aux futurs ingénieurs en ingénierie mécanique (toutes filières) et en génie biologique.
Typologie Api
Modalité : #Stage
Format : #Enseignant #Chercheur
Complément : #Cours #Atelier
Domaine
Mécanique (Matériaux)
Public visé
IM et GB : MQ17 ou équivalent (introduction aux propriétés mécaniques des matériaux) en pré-requis.
Compétences
TR/1-3 – Adopter un raisonnement systémique
TR/2-2 - Communiquer efficacement à l'oral comme à l'écrit, sur objectifs, en respectant la parole d'autrui.
GB/C3-2 – Procéder à des choix simples ou combinatoires de bioproduits, de matériaux, d’équipements ou de méthodes en connaissant leurs caractéristiques et leurs limites
IM/1-1 - Modéliser et dimensionner en statique une pièce mécanique par un calcul analytique en tenant compte des propriétés des matériaux
IM/8-2 - Mobiliser des méthodes d'ingénierie soutenable selon une approche systémique et critique
Objectifs pédagogiques
Objectif de l’Api : La formation et les ateliers ont pour objectif de donner une première expérience d’analyse d’un compromis performances mécaniques/impact environnemental dans le cadre de la fabrication additive.
Objectifs spécifiques :
Savoir analyser la criticité des éléments chimiques composant un matériau
Savoir analyser l’impact des paramètres procédés sur les propriétés mécaniques d’un matériau et évaluer l’impact environnemental associé
Savoir analyser des données d’essais mécaniques
Objectifs transversaux :
Savoir utiliser la littérature scientifique pour répondre à un objectif
Savoir poser une hypothèse et définir un plan d’expérience associé
Savoir restituer des résultats
Programme
Phase 0 (avant ou après l’API) : Criticité des matériaux – module à suivre en autonomie – Evaluation sur Moodle.
Cette partie a été conçue comme un complément autonome. Suivant leurs contraintes, les étudiants pourront la faire avant l’API ou jusqu’à une semaine après la fin de l’API.
Jour 1 & 2 : Procédés de fabrication additive – revue de littérature et restitution (classe inversée) et notion de compromis performance mécanique/environnementale – cas d’étude (début du mini-projet).
Jour 3 : Cas pratiques à la plateforme de prototypage (où le Fablab est situé) – impression des cas d’études (impact du recyclage de matière, de la direction d’impression des pièces…).
Jour 4 : Etudes mécaniques des impressions réalisées
Jour 5 : Analyse du compromis performance mécanique/environnementale (analyse de la littérature et mise en place d’un calcul de performances) – soutenances des mini-projets
Journée type : 8h00 – 17h00
Évaluation
Evaluation sur Moodle : 30%
Mini-projet (livrable + soutenance) : 70%
Inter-semestre
H27
Période
18/01-22/01
Capacité d'accueil
16
Lieu de déroulement
A distance pour la phase 0
Jours 1, 2 et 5 à BF - Jour 3 au CI (plateforme de prototypage) - Jour 4 au CR (F333)
ECTS
3
Temps de travail étudiant
Travail demandé pendant l'Api : 45h
Travail demandé après l'Api : 15h ; NB : ce volume horaire peut être réalisé avant l’API selon l’organisation souhaitée par les étudiants ou partagé avant/après (puisqu’il est conçu comme un complément)