Équipe Traitement des Matériaux par Laser

ÉQUIPE TRAITEMENT DES MATÉRIAUX PAR LASER (TML) 

L’équipe Traitement des Matériaux par Laser (TML) a été créée en 2001, elle a pour mission de développer une recherche de pointe sur l’utilisation des lasers dans les procédés de fabrication et d’usinage aux échelles micro et macroscopique. Cette recherche implique des approches théoriques et expérimentales, qui mettent en œuvre des modélisations numériques et des systèmes lasers de forte et moyenne puissances en modes continu et quasi continus, ainsi que des lasers générant des intensités considérables en mode ultracourt. Les applications abordées par l’équipe TML concernent la découpe, le soudage, le rechargement, qui impliquent des puissances supérieures à 1 kW et autres traitements de surfaces tels que le durcissement, le marquage, le formage, etc. La fabrication additive par laser récemment abordée constitue le sujet d’étude principal de l’équipe pour les trois prochaines années. Dans le domaine de l’utilisation des lasers ultracourts, les applications visées concernent le domaine de l’énergie, la plasmonique, où des lasers de type femtoseconde sont utilisés pour la structuration des matériaux et le médical.

Les objectifs de l’équipe sont :

• Aboutir à des études quasi complètes des procédés cités précédemment en introduisant les paramètres liés au matériau (paramètres thermo et électrophysiques, composition du matériau,…), ceux liés au faisceau laser (diamètre de tache, polarisation, longueur d’onde, effet de la défocalisation,…), et aux conditions expérimentales (air ambiant, gaz de protection, gaz réactif, turbulence, chocs,….).
• Proposer des modélisations validées expérimentalement avec les équipements présents (laser de marquage), avec l’acquisition des équipements prévus (laser de puissance et accessoires), ou à travers les coopérations internationales. Ceci permet par une approche scientifique de contribuer par la technologie à l’optimisation d’un procédé donné, en général non encore totalement maîtrisé sur le terrain. Valoriser les modèles établis par des publications, par des présentations à des conférences internationales de haut niveau, et breveter un produit ou un procédé.
• Investir les champs socio-économique en proposant un accompagnement et des paramètres opératoires optimaux pour une application donnée, que l’on retrouverait dans le secteur de l’industrie (automobile, aéronautique, spatial, naval), du médical, ou de l’énergie.

EXPERTISE ET SAVOIR FAIRE

Les membres de l’équipe TML ont développé une expertise dans les domaines des applications au traitement des matériaux par laser, englobant le soudage profond, la découpe, le marquage, le rechargement, le formage. L’équipe TML utilise des approches théoriques validées expérimentalement à travers des collaborations avec des laboratoires étrangers (Laboratoire d’Applications des Lasers Intenses d’Arcueil, Ecole des Arts et de Métiers de Paris, National Laser Centre de Pretoria,…), comme elle utilise des moyens locaux pour effectuer des expériences.

Parmi les disciplines impliquées et les thèmes développés actuellement par l’équipe on retrouve :

•  la dynamique des fluides et la thermodynamique,
•  l’interaction laser-matière,
• le calcul à l’échelle microscopique (ab-initio, dynamique moléculaire) et macroscopique (ANSYS/FLUENT CFD),
• la modélisation numérique des procédés laser par les méthodes d’éléments finis et de volumes finis (utilisation de codes commerciaux, codes ouverts, programmes sources, développement de procédures de calcul,…)
• la fabrication additive par lasers continus ou quasi-continus à forte ou moyenne puissance,
•  l’utilisation des lasers ultracourts (femto-seconde) pour la structuration de surfaces est également abordée par l’équipe.

Chef d’équipe

DR.Farida BRIHMAT-HAMADI (MRB)