Laboratoire MatéIS

MatéIS est un laboratoire de Science des Matériaux à l’intersection de champs disciplinaires, principalement en physique, en mécanique et en chimie. Le laboratoire étudie les trois classes de matériaux (métaux, céramiques, polymères) et leurs composites en intégrant les caractéristiques en volume, en surface et les interfaces.

MatéIS s’attache à décrire les relations élaboration-microstructure-propriétés, avec une approche expérimentale et/ou de modélisation. Les matériaux multifonctionnels pour la santé, l’énergie, le transport ou le bâtiment font partie de nos préoccupations actuelles. Le laboratoire est composé d’environ 180 personnes, structuré en 6 groupes de recherche. C’est une Unité Mixte de Recherche, qui relève de trois tutelles : l’INSA de Lyon (tutelle principale), l’Université Claude Bernard Lyon 1 et le CNRS.

Notre attention se porte sur :

• les procédés d’élaboration avancés des matériaux, permettant de développer de nouvelles microstructures et architectures, pour répondre à de nouvelles exigences et des contraintes multifonctionnelles de plus en plus élevées.
• la caractérisation des microstructures à différentes échelles, après l’élaboration, puis leurs évolutions in situ, dans une démarche d’observation et de quantification 3D.
• les relations entre microstructures et comportement macroscopique mesuré par diverses techniques (mécaniques, physiques, électrochimiques...), et aux échelles pertinentes, du nanomètre à la structure.
• l’évolution des matériaux en service et leur interaction avec l’environnement, dans le cadre d’une approche holistique (systémique).
• la modélisation multi-échelle, de l’atome à la structure s’appuie sur la caractérisation physique, chimique et mécanique réalisée à toutes les échelles. Elle permet de décrire les mécanismes physiques et leurs couplages, de proposer des lois de comportement ou de définir la microstructure optimale du matériau, meilleur compromis entre plusieurs critères parfois antagonistes.

 
MatéIS travaille en fabrication additive sur les trois familles de matériaux. Plus spécifiquement sur les métaux, nous travaillons sur trois piliers :
1. Le procédé de fabrication proprement dit :
    - de dépôt par coldspray
    - des petits lingots (grâce à un four à arc 200g)
    - des poudres métalliques (Tour d‘Atomisation 200 g)
    - des objets métalliques denses ou architecturés par FA Indirecte : machines de FDM, deux machines SLA (métaux et céramique) et fours de frittage
    - Mais nous ne fondons pas les poudres (ni LB-PBF, ni EB-PBF, ni DED)

2. La caractérisation de ce qu‘on fabrique et ce que fabriquent les autres:    
    - Radiographie/Tomographie à rayons X (trois tomographes de laboratoire)
    - Caractérisation microstructurale: microscopie, EBSD, ECCI, DRX, PTE, MET, etc
    - Essais mécaniques dont essais de fatigue
    - Simulation des essais, basées sur les images réelles de la microstructure
    - Essais in situ radio/tomo/DRX (sous charge ou T)

3. Les traitements postérieurs à la fabrication additive
    - Compaction Isostatique à Chaud (CIC / HIP)
    - Optimisation métallurgique: détensionnement/revenu/normalisation/vieillissement
    - Mais on ne fait pas de traitements de finition mécano-électro-chimiques