Présentation du laboratoire

Les travaux du S.P.C.T.S. (Science des Procédés Céramiques et Traitements de Surface UMR-CNRS 6638) ont pour objet l’étude des transformations de la matière intervenant dans la mise en oeuvre de procédés céramiques et de procédés de traitements de surface.

Ces activités se situent à l’intersection du domaine « matériaux » et de celui des « procédés », et le SPCTS concentre son effort sur quelques domaines spécifiques, comme ceux relatifs à la mise en forme de céramiques, aux procédés de dépôt de couches minces ou épaisses, céramiques pour la plupart, aux matériaux fonctionnels et à leurs propriétés d’usage. Son objectif est de comprendre, caractériser, maîtriser, si possible modéliser, les différents processus qui conduisent à l’obtention d’un objet présentant une ou plusieurs propriétés en vue d’un usage donné.

Il occupe ainsi une place originale dans le dispositif français de recherche, ce qui lui vaut une notoriété nationale et internationale reconnue. Par ailleurs, les connaissances scientifiques acquises permettent un soutien efficace à des entreprises utilisatrices de procédés céramiques, notamment dans les domaines de la production d’énergie, de l’électronique, de l’optoélectronique et du bio médical (Air Liquide, Snecma, Alcan, Areva…).

Les axes de recherche

Le S.P.C.T.S. décline ses activités selon quatre grands axes :

- Procédés céramiques

L’axe « Procédés Céramiques » mène une recherche intégrée allant de la synthèse de poudres spécifiques aux propriétés d’usage, en passant par la mise en forme d’objets, la modélisation des processus de consolidation et la caractérisation des propriétés. Il a pour but la maîtrise de l’ensemble des étapes du procédé d’élaboration permettant d’obtenir un objet avec une micro-nano-structure et une architecture adaptées à la fonction souhaitée. Le travail de l’axe est organisé en trois sous-groupes thématiques.

 - Poudres céramiques : synthèse, fonctionnalisation, structuration, formulation

- Procédés de mise en forme et fabrications numériques

- Mécanismes de consolidation

L’axe est également impliqué dans le cadre d’un Laboratoire Commun CNRS/Air Liquide.

 

- Procédés Plasmas et Lasers

Les recherches de cet axe s’inscrivent dans le développement de procédés de dépôt par voie sèche (PLD, PVD, PECVD, projection thermique) pour l’élaboration de revêtements céramiques d’épaisseur nanométrique à millimétrique. L’approche intégrée, du matériau à l’application, met en œuvre des compétences tant en recherche fondamentale qu’appliquée.

Elle couple modélisation, simulation, diagnostics et caractérisations pour la compréhension des processus réactionnels mis en jeu dans les milieux plasma, ainsi que des mécanismes de formation et croissance des matériaux. Cette approche permet de maîtriser et d’optimiser les dépôts pour des applications dans les domaines de l’énergie, de l’optique ou de l’électronique.

 

- Organisation structurale multiéchelle des matériaux

Dans le but d’améliorer les propriétés d’usage des matériaux céramiques et d’identifier de nouvelles propriétés, l’axe s’intéresse a la production d’échantillons sous forme de verres, poudres, couches minces et monocristaux. Ces nouvelles compositions et microstructures sont générées par différentes voies de synthèse (solide, sol-gel, solvothermale…).

Il mène sur ces échantillons des études structurales et microstructurales adaptées aux différentes échelles. Les structures sont ainsi résolues, en utilisant des méthodes expérimentales ou de chimie théorique, pour des tailles de grains, des géométries ou des traitements thermiques différents.

Les propriétés (optiques, électriques…) des matériaux étudiés sont finalement reliées aux propriétés structurales afin de comprendre leurs mécanismes et prévoir les voies d’amélioration.

 

- Céramiques sous Contraintes Environnementales 

L’axe se consacre à l’élaboration de céramiques destinées à être utilisées dans des environnements sévères de température, d’atmosphère et/ou de contraintes mécaniques spécifiques.

Trois grands groupes thématiques sont représentés :

-       Les matériaux hautes performances (carbures, nitrures, borures de métaux de transition, sesquioxydes et grenats).

-       Les biocéramiques fonctionnalisées (apatites carbonatées, silicatées, implants à porosité contrôlée)

-       Mécanique/thermomécanique (fluage, méthodes acoustiques…)

La démarche intégrée mise en œuvre pour atteindre les fonctions visées va de l’élaboration des matériaux céramiques en passant par l’étude des évolutions (nano)microstructurales (durant les étapes de mise en forme, de frittage et/ou en service) jusqu’à la caractérisation des propriétés finales (mécaniques, optiques ou biologiques).

 

Contact :

Thierry CHARTIER

Directeur de Recherche CNRS

Tél : 05 87 50 23 03

Fax : 05 87 50 23 04

Pamela BATHIAS

Secrétariat

Tél : 05 87 50 23 03

Fax : 05 87 50 23 04

Site internet : www.unilim.fr/spcts/