Surfaceplus
Le projet ADAMAS s’inscrit au cœur d’une transformation majeure de la filière verrière : la transition vers un cristal sans plomb, répondant aux nouvelles exigences environnementales et sanitaires européennes. Ce projet vise à accompagner la cristallerie de Baccarat dans le développement de nouvelles formulations et procédés, tout en préservant les propriétés d’excellence du cristal traditionnel.
Projet SURFACEplus
#Verres de scellement
Les besoins en matériaux intelligents, capables de s’adapter à des environnements et des surfaces dans un contexte complexe, sont de plus en plus importants. De nombreux verrous techniques et scientifiques doivent encore être levés. C’est là que les CRT interviennent : le Cerfav, aux côtés du CRIT TJFU et du CRITT MI, développent des solutions originales de fonctionnalisation des surfaces au sein du projet Surface+.
Le Cerfav, qui prend en charge le volet “verre” de ce projet de recherche collaboratif, met en œuvre ses compétences en matière de fabrication additive verre, de scellement verre-métal et de formulation de verre pour développer des solutions de fonctionnalisation dans des secteurs de pointe.
Ce projet est financé par la Région Grand Est et l’Union Européenne via le Fonds Européen de Développement Régional (FEDER)
Objectifs du projet SURFACEplus
SURFACEplus vise à développer des procédés performants de fonctionnalisation des surfaces pour :
➡ réduire le temps de production de scellement verre/métal grâce à la fabrication additive,
➡ rendre les matériaux conducteurs et/ou hermétiques en conditions extrêmes,
➡ contrôler leur réactivité vis-à-vis du milieu environnant.
Ces propriétés sont étudiées dans les conditions d’utilisation des produits destinés aux marchés de l’hydrogène, de l’énergie, de l’automobile, des équipements portatifs autonomes et des dispositifs médicaux.
Au sein du projet, l’objectif du Cerfav est de réaliser des scellements verre/métal via la fonctionnalisation de surface des matériaux et l’utilisation de GLAM, son procédé de fabrication additive de verre.
Marchés adressés
Contexte
Les objets interagissent avec leur environnement via leur surface ; on peut donc améliorer leurs performances en optimisant ou en ajoutant des propriétés aux surfaces des matériaux qui les constituent.
Parmi ces propriétés de surface, on peut citer la conduction électronique et protonique, l’activation de réactions chimiques, le greffage d’agents, les barrières chimiques, l’adhérence, l’accroche mécanique, ou encore le caractère antibactérien.
Une fonctionnalisation précise et judicieuse des surfaces peut permettre de tels progrès, et ainsi répondre aux besoins urgents des industriels dans l’hydrogène pour la mobilité, l’énergie et la santé.
Pour répondre à ces enjeux, les CRT de la région Grand Est mobilisent les procédés et les méthodes spécifiques d’hybridation des technologies de modification de surface.
Résultats attendus
Le Cerfav s’appuie sur la technologie de fabrication additive GLAM et sur la formulation de nouveaux verres techniques de scellement pour apporter des solutions aux industriels des domaines de la santé, des nouvelles énergies ou des systèmes informatiques. Dans ces secteurs, le verre occupe une place stratégique grâce aux propriétés d’isolation et d’inertie de sa surface.
SURFACEplus doit permettre d’obtenir des scellements verre/métal par fabrication additive, dont un scellement de verre sur aluminium (pour des connecteurs).
Moyens
- Imprimante 3D verre GLAM : fabrication additive sur support,
- Fours de fusion (de 1 g à 400 kg) : réalisation de compositions de verre à façon,
- Laboratoire de recherche : caractérisation de verre (physico-chimique, thermique, optique, mécanique…).
Résultats
Les travaux menés démontrent que la réussite du scellement verre/métal repose fortement sur la préparation et la fonctionnalisation des surfaces métalliques, notamment via des traitements par jets fluides générant des topographies favorables à l’adhérence du verre. L’optimisation de la composition du verre, en particulier l’apport en oxydes de baryum et de magnésium, contribue également à atteindre les performances attendues de scellement. L’association de ces paramètres avec des procédés de fabrication additive, comme la fabrication additive SLS utilisant des verres adaptés aux métaux, permet d’obtenir des scellements verre/métal. Les essais réalisés confirment la faisabilité de scellements sur différents couples verre/métal pour la connectique et pour l’énergie, avec un impact positif des traitements de surface.