Le Cerfav développe depuis 2023 et jusqu’en 2025, un nouveau projet de recherche et développement centré sur les verres techniques et la fabrication additive : SURFACEplus. Objectifs : proposer des solutions développant la fonctionnalisation de surfaces et améliorer les performances de matériaux innovants dans plusieurs domaines (connectique, batteries et solution de stockage, biomédical …). Ce projet est réalisé en collaboration avec deux autres CRT (Centres de Ressources Technologiques) : le CRITT TJFU (Techniques Jet Fluide et Usinage) et le CRITT Matériaux Innovation, avec le soutien de la Région Grand Est et de l’Union Européenne via le Fonds Européen de Développement Régional (FEDER). Les ingénieurs du pôle R&D du Cerfav en charge du projet, Maxime Morgano et Théo Desfontaines, nous expliquent comment ce nouveau challenge se déroule.
Maxime, Théo, pouvez-vous dans un premier temps nous en dire plus sur votre parcours et votre implication dans l’équipe R&D du Cerfav ?
Maxime Morgano : Avant d’arriver au Cerfav, j’ai effectué une thèse sur les verres extraterrestres, la thématique de recherche portait principalement sur l’altération des verres et leurs interactions avec l’eau. Je voulais retrouver cette même dynamique dans ma vie professionnelle et le Cerfav m’a semblé être le bon endroit !
Théo Desfontaines : Je suis arrivé au Cerfav il y a maintenant 3 ans, au départ en tant que stagiaire. J’ai obtenu un diplôme d’ingénieur, puis j’ai intégré l’équipe en tant qu’ingénieur chargé de projet, et j’ai travaillé notamment sur DIAVEM II, un des projets du Cerfav qui concernait déjà le scellement verre/métal pour les connectiques. SURFACEplus aborde aussi cette thématique de recherche, j’ai donc été chargé de travailler sur ce projet en équipe avec Maxime.
SURFACEplus est un projet complexe qui fait appel à plusieurs procédés innovants en partie développés au Cerfav. En version simple, quel est le but du projet ?
Maxime : Le projet s’articule en plusieurs étapes. La première, c’est de rendre les surfaces plus fonctionnelles, c’est-à-dire de leur donner des propriétés qu’elles n’ont pas ou d’améliorer celles qu’elles ont déjà. Par exemple, sur un métal on va pouvoir venir faire des traitements de surface par jets fluides (jet d’azote supercritique et jet d’eau très haute pression) pour améliorer ses propriétés d’adhérence. Ensuite, on intervient en améliorant les propriétés du verre (sa formulation) pour avoir, par exemple, une meilleure isolation électrique mais aussi une meilleure résistance à l’environnement. Cette thématique de recherche sur le scellement est une spécificité développée au Cerfav.
Quels seront vos rôles dans le projet ?
Théo : C’est d’abord un projet collaboratif où nous nous investissons ensemble sur tous les aspects de celui-ci. J’ai déjà communiqué les résultats de nos travaux précédents à Maxime. Je travaille plutôt sur la formulation et la fusion du verre, et Maxime sur l’utilisation du procédé de fabrication additive “GLAM”.
SURFACEplus fait la liaison entre différents projets du Cerfav, de DIAVEM à PRACORMAT I et II en passant par GLAM, le procédé d’impression 3D verre utilisant un laser.
Nos rôles sont complémentaires.
Maxime, peux-tu nous en dire plus sur l’utilisation du procédé GLAM ?
Maxime : GLAM signifie Glass Laser Additive Manufacturing. C’est un prototype de fabrication additive utilisant de la poudre de verre et un laser. Je vais utiliser GLAM pour fusionner le verre, c’est-à-dire monter assez haut en température pour atteindre la fusion du verre et pour tenter de réaliser des scellements verre/métal très localement et à petite échelle sur un substrat métallique. On peut évaluer les interactions entre le verre et le métal par ce procédé.
SURFACEplus est un projet collaboratif qui implique aussi le TJFU et le CRITT Matériaux Innovation.
Théo : oui, nous sommes trois CRT à travailler sur le projet. Un CRT c’est d’abord une interface entre les laboratoires où se réalise la recherche fondamentale, et le monde industriel. Cela permet de faire maturer les projets de recherche pour donner des clés d’industrialisation.
C’est dans cette dynamique que la collaboration s’est créée. Le CRITT TJFU développe trois technologies innovantes : le jet d’azote supercritique, le jet d’eau très haute pression et le procédé de projection dynamique à froid le Cold spray pour le traitement et la fonctionnalisation des surfaces des matériaux métalliques et polymériques permettant d’améliorer les propriétés de surfaces comme on l’a évoqué en début d’échange. La combinaison et l’hybridation de ces trois technologies permet également l’élaboration de revêtements cold spray de haute qualité.
Le CRITT Matériaux Innovation travaille sur : la caractérisation des matériaux (essais mécaniques), les traitements et les revêtements de surface, notamment par plasma, la caractérisation de ces surfaces (adhérence) et les applications biomédicales (tribologie).
Quelles sont les applications envisagées pour SURFACEplus ?
Théo : Ce projet concerne plusieurs secteurs : l’électronique, l’énergie et le biomédical. Une application typique concerne les connectiques pour l’aérospatiale et l’aéronautique et comment les rendre plus performantes (hermétiques et légères). Le joint en verre va pouvoir permettre ça. D’autres applications pourront aussi être envisagées notamment les piles à combustibles qui utilisent l’hydrogène ou encore le secteur du biomédical où la fabrication de prothèses peut être concernée car le verre favorise l’ossification. Il s’agit encore de scellement, mais avec une prothèse cette fois.
En savoir plus sur le projet et prendre contact avec le pôle R&D du Cerfav :
