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Naissance d'une métallurgie à froid : vers une révolution ?

ActualitéClassé sous :physique , nitruration de l'aluminium , acier

L'aluminium détrônera-t-il un jour l'acier, notamment dans les secteurs de l'automobile et de l'aéronautique, en ouvrant de nouvelles voies d'utilisation aux industriels ? Un procédé de nitruration de l'aluminium vient d'être mis au point, qui inaugure également une véritable métallurgie à froid.

La source ECR du prototype industriel de la machine de nitruration de l'aluminium en cours de montage chez Quertech Ingénierie (DR).

Depuis la naissance de la métallurgie, de l'âge de bronze jusqu'à aujourd'hui, l'homme a toujours dû chauffer les pièces pour pouvoir créer des alliages et les mélanger entre eux. Le nouveau procédé de nitruration de l'aluminium par implantation d'ions d'azote qui a été mis au point par Denis Busardo, un chercheur issu de la physique atomique, ouvre la voie à une « métallurgie à froid » qui permet de conserver les propriétés mécaniques de l'alliage d'origine ou même de les améliorer, et pourrait à terme contribuer dans certains cas au remplacement de l'acier par l'aluminium.

Récent lauréat dans la catégorie « Innovation » de la deuxième édition du Prix des Ingénieurs de l'Année décerné par l'Usine Nouvelle, ce quadra, titulaire d'un doctorat de physique obtenu dans le cadre du développement d'applications industrielles des faisceaux d'ions lourds au GANIL (Grand Accélérateur National d'Ions Lourds) à Caen, a développé une technologie à partir d'une source ECR (Electron Cyclotron Resonance). La technique, utilisée couramment pour la gravure ionique ou en cancérothérapie, permet ici d'implanter des ions d'azote dans l'aluminium.

« Quand j'ai quitté le GANIL en 1989, ce type de source occupait le volume d'une pièce. Mais la révolution des aimants permanents au cours des années 90 a permis de miniaturiser ces sources qui tiennent désormais dans un cartable », résume Denis Busardo. D'où l'idée de cet ingénieur, au début des années 2000, d'intégrer des sources ECR dans une machine pour implanter des ions, plus particulièrement d'azote, dans de l'aluminium, à des profondeurs allant jusqu'à 3 microns. Résultat : l'obtention de pièces dont la dureté est proche, voire supérieure, à celle de l'acier.

Denis Busardo et son associé Frédéric Guernalec ont créé Quertech Ingénierie en 2004 pour commercialiser des machines à nitruration. Alcan, le géant de l'aluminium, s'est intéressé très rapidement aux travaux de la start-up : durant le premier semestre 2006, l'entreprise devrait disposer d'un prototype industriel permettant de traiter soit des échantillons d'alliages d'aluminium spéciaux, soit directement des pièces. Ce procédé pourrait être utilisé à terme pour d'autres matériaux.

Pour en savoir plus

Source ECR (Electron Cyclotron Resonance, pour : résonance électronique cyclotronique) : la source ECR utilisée est une petite bouteille magnétique dans laquelle est injecté le gaz qui est ionisé puis extrait grâce à une tension d'extraction pour donner un faisceau très énergétique. La source a la particularité d'être de faible poids (une dizaine de kilo) et d'être inusable (aimants permanents).

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