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L’environnement, moteur de l’innovation

Lorsque l’on parle de traitements de surface on fait appel à de multiples domaines et technologies visant à modifier les propriétés surfaciques des matériaux traités. Chaque domaine regorge de créativité pour s’adapter aux évolutions des besoins de l’industrie et à celles des contraintes législatives qui encadrent ces activités. Un des moteurs de l’innovation est alimenté par les contraintes environnementales qui poussent les industriels du secteur à adapter les procédés existants pour les rendre moins polluants. Ces contraintes incitent également les industriels à développer des technologies et des procédés produisant peu d’effluents. Parallèlement, des dépôts de nouveaux matériaux sont mis au point ou se démocratisent afin d’améliorer le rendement des systèmes mécaniques et de prolonger la durée de vie des composants pour réduire les émissions de polluants et de déchets. Pour les applications mécaniques, l’ajustement des propriétés en sous-couche fait également partie des gisements d’innovation avec notamment un certain nombre de travaux portant sur l’optimisation du couplage entre des traitements thermiques ou thermochimiques et des traitements de surface. Ce numéro de Traitements & Matériaux vous permettra de vous faire une idée de ces évolutions au travers du compte-rendu du congrès A3TS qui s’est déroulé les 6 et 7 juin derniers à Grenoble. Vous retrouverez également des articles illustrant la tendance, avec l’émergence des revêtements DLC à haute adhérence ou les études visant à mieux cerner l’intérêt tribologique des nitrocarburations. Vous pourrez également vous pencher sur les perspectives qu’offre le procédé de projection plasma de suspension. Bonne lecture.

Stéphane Chomer, directeur technique, Thermi-Lyon

L’innovation,  la clef du succès

À l’ère de la réduction de la consommation d’énergie, les fours ne sont pas épargnés et évoluent de façon permanente pour s’adapter aux contraintes économiques et environnementales toujours plus fortes. La recherche de performances accrues associée à la baisse de la consommation énergétique reste un des axes de développement  majeur qui permettra à nos entreprises de rester compétitives face à la concurence mondiale. Le marché de la fibre optique illustre fortement cette voie. Les fours semi-continu « traversants » - chauffés par induction à 2 100 °C par rayonnement thermique sur une préforme de verre de différents indices pour former la fibre - ont vu leur consommation énergétique réduite de 18 à 23 % selon la gamme. L’utilisation de nouveaux matériaux isolants et une conception améliorée par simulation numérique ont permis ces avancées. Les technologies traditionnelles avec des fours résistifs, des fours à gaz, ou encore les technologies par induction qui permettent de limiter la consommation énergétique au juste nécessaire suivent le même élan. La fusion, le chauffage avant forgeage, la préchauffe, la cémentation, la nitruration, les traitements sous vide, le frittage, le traitement thermique (recuit, revenu ou trempe), le brasage, l’élaboration de matériaux complexes ou encore la purification des matériaux font partie des applications des fours les plus courantes. Mais la liste est loin d’être exhaustive et les demandes, de plus en plus exigeantes pour des produits de plus en plus performants, conduisent à élargir les champs d’applications et à développer de nouvelles technologies. Certaines technologies encore très peu connues telles que les fours à plasma d’induction ont un avenir prometteur pour l’élaboration de matériaux de haute pureté. Une même volonté anime les innovations : l’augmentation de la qualité des pièces produites dans les fours et la diminution des coûts de production dans le respect toujours plus fort des contraintes environnementales et des conditions de travail.  Les procédés sont de plus en plus pointus afin d’optimiser les rendements. Les matériaux sont améliorés et ajustés plus précisément aux besoins réels.  La mixité des solutions technologiques est une dynamique d’avenir. L’association de technologies différentes sur une même étape pourrait conduire dans certains cas, à gagner en productivité et à améliorer les performances globales des procédés. Une plus large utilisation du chauffage par induction en association avec des fours sous vide permettrait de bénéficier des avantages spécifiques de l’induction tels que la rapidité de chauffage et la localisation précise de la chauffe. Le monde des fours industriels est en évolution permanente, le succès de nos entreprises dépendant avant toute chose de leur capacité et celle de nos laboratoires de recherche publics ou privés à développer des solutions innovantes en phase avec les besoins des marchés.  

Guillaume Lecomte, responsable R&D, département Procédés & Solaire, EFD-Induction

« Savoir, c’est prévoir pour agir »

En ouvrant les pages de cette revue professionnelle, vous avez choisi de consacrer du temps à la lecture de Traitements & Matériaux et vous avez raison. Une enquête réalisée fin décembre par l’Ifop pour le compte la Fédération nationale de la presse d’information spécialisée (FNPS) souligne en effet la très forte valeur d’usage de la presse professionnelle. Ainsi, 89 % des lecteurs interrogés ont jugé les médias professionnels « utiles dans l’exercice de leur métier », alors qu’ils sont 78 % à leur attribuer un véritable rôle de formation. Par ailleurs, 92 % des sondés ont affirmé que la presse professionnelle est « crédible et fiable », alors que la presse dans son ensemble n’est jugée « fiable » que par 51 % des Français, selon le baromètre La Croix/TNS. Une bonne nouvelle n’arrivant jamais seule, si la crédibilité globale de l’information sur le web demeure faible (37 % selon La Croix/TNS), elle atteint 94 % pour les sites de presse professionnelle, selon l’étude FNPS/Ifop. L’utilité des informations délivrées par un média professionnel ne fait donc aucun doute pour ceux qui le lisent. Pourtant, certains d’entre vous ne sont pas encore abonnés au magazine que vous tenez entre vos mains et ne peuvent donc accéder aux services qui leur sont réservés sur le site www.traitementsetmateriaux.fr. Alors que nous entamons, avec l’A3TS *, une vaste campagne d’abonnement auprès des professionnels du métier, il nous a semblé utile de vous rappeler qu’en rejoignant nos fidèles abonnés, vous réaliserez un choix judicieux pour votre réussite professionnelle et le développement de votre entreprise. Un investissement pertinent à valeur ajoutée, encouragé par cette citation du philosophe Henri Bergson : « savoir, c’est prévoir pour agir ».

Jean-Christophe Raveau, directeur de publication

Regarder l’avenir avec confiance

Nous abordons cette année 2012 en plein paradoxe. Il n’est pas un jour sans qu’on nous rappelle la récession dans laquelle l’industrie française devrait plonger en 2012. Et pourtant beaucoup d’éléments doivent nous amener à regarder avec confiance au-delà. Toutes les économies font face à de formidables défis dont une demande mondiale d’énergie en forte croissance et une irrépressible croissance de la demande de transport. Dans le même temps, les contraintes associées au réchauffement climatique et à la rareté des ressources énergétiques et de matières premières imposent une réorientation du modèle de développement économique, industriel et sociétal vers une gestion raisonnée des ressources naturelles. Face à ces enjeux, les technologies des matériaux et de leurs traitements vont vivre une véritable révolution. L’industrie aéronautique a déjà engagé la sienne, l’industrie automobile nous a présenté lors du Cimatts dernier à Metz les enjeux matériaux et traitements à l’horizon 2020. C’est l’ensemble des composants et systèmes de nos véhicules qui vont ainsi être revisités pour aller vers un mix matériau qui fera la part belle aux alliages légers, thermoplastiques et composites. évoquons aussi le programme français de création d’une filière de production pour les EMR - énergies marines renouvelables. Renforcement des propriétés mécaniques combiné avec allègement généralisé, amélioration de la protection anticorrosion, réduction des frottements générateurs de déperdition d’énergie, assemblages de matériaux hétérogènes, réduction de l’impact environnemental dans les procédés sont ainsi devenus le langage commun des centres de recherche, bureaux d’études et cellules d’industrialisation. L’industrie française et ses filières d’excellence – énergie, aéronautique, transports terrestre - possède de solides atouts pour jouer un rôle dans cette révolution des matériaux. Mais l’ampleur des challenges technologiques qui sont devant elle et l’imminence des échéances  imposent une mutualisation des ressources et une approche collaborative entre les acteurs : grands donneurs d’ordres, ETI (entreprises de taille intermédiaire) et PMI, industrie et filières de formation, centres techniques et organismes de recherche. Saluons ainsi la création des deux IRT « M2P » et « Jules Vernes » portés respectivement par les pôles Materalia et EMC2. Un facteur clé sera la capacité de ces filières à attirer des talents, ingénieurs et techniciens, pour réaliser les programmes d’innovation et de développement technologiques. Les entreprises doivent largement communiquer vers les jeunes et les étudiants autour des carrières et des formidables aventures industrielles qu’elles proposent. Rarement dans le passé autant d’industries n’ont eu devant elles des défis technologiques de cette ampleur. Sachons exploiter ces opportunités pour en faire l’un des moteurs de la croissance française.

Pierre Bruchet, vice-président de l’A3TS

Midest 2011 : des sous-traitants vigoureux

Le Midest s’est déroulé du 15 au 18 novembre, avec un bilan positif malgré l’ambiance et le pessimisme macro-économique actuels. Les indicateurs statistiques, le nombre de visiteurs et de donneurs d’ordres venus avec des projets fermes sont en progression. Quant à la présence de nombreux officiels dont MM. Eric Besson, ministre chargé de l’industrie, Bernard Accoyer, président de l’Assemblée Nationale, et Jean-Claude Volot, médiateur de la sous-traitance, elle a su  montrer l’importance que les pouvoirs publics portent au secteur de la sous-traitance. Concernant l’UITS, le village traitement des matériaux réunissait les différents métiers représentés par le syndicat professionnel, traitement thermique, dépôt, peinture et voie humide pour les applicateurs mais aussi des fournisseurs de matériel de peinture et à l’extérieur du village pour la première fois l’ensemble des formulateurs de produits chimiques. Le nombre des exposants drainés par la dynamique de l’UITS est en augmentation de plus de 50 % par rapport aux éditions précédentes. Ce village était à proximité des autres syndicats de la sous-traitance et des deux partenaires naturels du syndicat, complémentaires de son action, la Fim et le Cetim. Cette offre complète de services s’est traduite par un nouveau visitorat venu chercher des solutions innovantes aux problèmes posés par l’économie et les règlementations. Cette réussite est expliquée par Jean-Claude Monier, président de la société Thermi-Lyon et du Midest : « le succès rencontré par cette édition 2011 n’est, lorsqu’on y réfléchit, guère étonnant malgré le contexte économique et financier préoccupant que nous connaissons. Les sous-traitants en général, et français en particulier, ont réagi vigoureusement à la crise de 2008 en développant simultanément quatre grands chantiers intimement liés : la recherche en innovations, la mise au point de nouveaux produits, l’implantation sur d’autres secteurs et la quête de marchés à l’international. à cela s’ajoute la capacité qu’ils ont acquise à gérer les cycles économiques et à préserver leurs fondamentaux : leur personnel qualifié et leur outil de production. Le succès de cette édition reflète ainsi la réussite d’une sous-traitance à la fois dynamique, réactive, décomplexée et qui passe (malheureusement) quasiment systématiquement sous les radars d’analystes aveuglés par la macro-économie ». En conclusion, excellente édition qui a permis aux adhérents de l’UITS présents, la prise de commande sur le salon ; fait  qui s’était raréfié les années précédentes.

Denis Théry, délégué général UITS

On peut être « lourd » et agile !

La métallurgie est considérée comme une industrie « lourde », les traitements thermiques comme de « vieux » procédés, ce qui peut notamment expliquer leur faible attractivité vis-à-vis des étudiants et candidats. Remercions donc les manifestations comme le congrès A3TS 2011 de Nantes qui a montré toute la vitalité de ces secteurs, que ce soit au niveau des nouveaux matériaux, des traitements thermiques et de surface ou des revêtements. Ces secteurs ne sont pas seulement « lourds » par leurs investissements mais aussi et peut être surtout par l’impact qu’ils ont sur beaucoup d’autres secteurs d’activité. Le domaine des transports a besoin d’allègement et de performance pour réduire notamment ses émissions, l’énergie de matériaux et revêtements résistants à des températures toujours plus élevées pour une meilleure efficacité énergétique, sans citer l’industrie chimique, le médical, la construction...  Que proposent les fournisseurs de matériaux et les acteurs des traitements thermiques et des traitements de surface pour répondre à ces enjeux ? Des solutions de plus en plus complètes intégrant à la fois l’optimisation du matériau de base, de ses traitements dans la masse, de ses opérations d’usinage, de mise en forme et d’assemblage ainsi que de ses différents traitements de surface. On voit par exemple se multiplier les traitements duplex, comme les traitements thermochimiques réalisés avant dépôt ou pré-traitements mécaniques avant traitements thermiques/thermochimiques. On obtient alors un véritable gradient de propriétés, chaque partie du matériau (cœur/interface/surface) remplissant au mieux une fonction donnée. Ces solutions globales impliquent des collaborations de plus en plus poussées tout au long de la chaîne de valeur, du producteur du matériau au client utilisateur final. Les performances requises ne peuvent être atteintes qu’avec des compromis plus globaux, arbitrés par l’efficacité coût-performance finale et avec des contraintes de temps toujours plus fortes, d’où la nécessité d’être agile. L’importance des enjeux, la richesse des compétences et de leur partage, les formidables opportunités des technologies démontrent bien l’attractivité de nos métiers de plus en plus agiles bien que « lourds » !

Tony Prézeau, Directeur Recherche et Innovation, Winoa

Le contrôle n’est pas une sanction mais plutôt une ouverture

Depuis la plus tendre enfance, le contrôle est synonyme d’examen et qui dit examen sous-entend inéluctablement risque d’échec et donc de sanction. Hors, cette phase est impérative et doit au contraire être retenue comme une opération positive dans un processus de qualité. Quoi de plus valorisant que de pouvoir prouver par le contrôle la qualité de son savoir-faire. Les procédés d’élaboration des matériaux devenant de plus en plus pointus, les techniques et les cadences de contrôle de plus en plus sévères, la regrettable réduction des effectifs qualifiés en laboratoire ou encore la délocalisation des moyens de production font que le matériel de préparation doit être fiable, robuste et de haute technicité. Nos industries travaillant de plus en plus à flux tendu doivent être capables, en interne, de s’assurer via le contrôle que la production est conforme au cahier des charges du client. à l’heure où la non-conformité chez le client occasionne des arrêts de chaine de production, il est inconcevable de ne pas contrôler en continu toutes les opérations transformant les caractéristiques des matériaux. Le contrôle va aussi par exemple démontrer qu’un nouveau traitement ou qu’un nouveau moyen de production atteint parfaitement ses objectifs couronnant ainsi l’effort d’innovation et d’investissement de l’entreprise. Mais il y a plus… Le contrôle est aussi un fantastique moyen d’ouverture aux autres. Quiconque  voudra s’ouvrir à de nouveaux marchés devra démontrer son savoir-faire d’un point de vue technique mais aussi en termes de régularité. De là, point d’alternative : le contrôle sera le fer de lance de son ouverture aux autres et aux nouveaux marchés. De nombreuses sociétés ne s’y sont pas trompées et reproduisent d’ailleurs leurs laboratoires haut de gamme dans des pays où la fabrication est plus aléatoire que sur notre continent. Alors n’hésitons pas, investissons dans le contrôle et faisons de nos laboratoires une des magnifiques vitrines de nos entreprises.

Guillaume Jaillette, responsable laboratoire, Presi

Temps de printemps ! 

Averses. Il est prévu de supprimer des classes de BTS Traitements thermiques à la rentrée prochaine. Il est difficile de les maintenir quand il n’y a pas d’élèves candidats pour les remplir. Même si les médias ne cessent d’expliquer que l’Inde et la Chine produisent beaucoup plus d’ingénieurs et de personnes qualifiées que nous, prêts à travailler pour des salaires bien plus faibles que les nôtres, que de toute façon la croissance est là bas… Nous avons des atouts à faire valoir. Notre passé industriel est riche et nous fournit des bases solides pour inventer et développer les technologies de demain. Les limites des ressources en termes de matières premières et les besoins en termes de développement durable nous obligent à définir au mieux les matériaux, leur mise en œuvre,  l’utilisation qui en est faite et leurs possibilités de recyclage. Nous devons continuer à développer nos industries, nos technologies, et c’est ce que nous faisons chaque jour en recherchant les solutions permettant de diminuer les mises au mille, d’améliorer les caractéristiques, d’alléger les systèmes, d’accroître les rendements… Il n’y a pas contradiction entre industrie et progrès ! Et il y en a encore tant à faire. Pour pallier au désintérêt des jeunes pour nos filières industrielles, nous avons aussi des outils. L’apprentissage et la formation en alternance sont des moyens qui nous permettront de faire face aux difficultés actuelles. éclaircies. Les Instituts de recherche technologique viennent d’être officialisés : le gouvernement leur consacrera 2 milliards d’euros (issus de l’emprunt national), les industriels devant « doubler la mise ».  Ces centres de recherche regrouperont sur des sites communs, avec des équipements communs, des industriels et universitaires. L’innovation, la formation, la mutualisation des moyens et des compétences, la valorisation des résultats de recherche font partie de leurs missions.  Les IRT * doivent permettre d’améliorer considérablement  l’efficience des recherches : réactivité face aux attentes des industriels grâce à la concentration de moyens et de compétences et déploiement industriel des résultats obtenus en  recherche facilité grâce au partage des connaissances acquises. à nous de relever le challenge des IRT, de profiter de cette belle opportunité pour continuer à développer et faire évoluer les matériaux, leur mise en œuvre,  leur utilisation et leur recyclage. 

* Les IRT de Metz et de Nantes seront dédiés aux matériaux.

Claude Maillard-Salin, coordination du développement des produits nouveaux, Ascométal

Le déclin de nos métiers n’est pas une fatalité

Le déclin de nos métiers n’est pas une fatalité. C’est pourtant ce que la réalité des faits pourrait, depuis plus d’une décennie,  nous conduire à penser. La disparition de sites de fabrication en France a conduit de nombreux constructeurs de fours industriels à  unir leurs forces, se restructurer ou hélas  parfois à disparaître ; ceci, alors que de nouveaux compétiteurs apparaissent dans les pays à forte croissance à un rythme soutenu. Paradoxalement, il y a aujourd’hui des raisons d’espérer car il existe des signaux qui montrent que le pire n’est pas acquis et que notre savoir-faire est encore requis.
Il nous faut  par exemple considérer que les traitements thermiques de demain sont encore à inventer car les cahiers des charges de nos clients évoluent vite sous la pression de leurs propres clients. Le simple cahier des charges métallurgique définissant un profil dureté est bien souvent dépassé, la  maîtrise des microstructures devient la voie pour donner de la performance aux pièces à coût équivalent. Nos clients recherchent des  fours de traitements respectueux de l’environnement et moins gourmands en énergie… Aujourd’hui, cette demande émane de toutes parts, y compris des pays dits « low cost » qui s’empoison­nent avec leur propre croissance  et ce sont nos technologies qui sont requises et non celles des constructeurs autochtones qui axent très souvent leur offre sur un prix de vente au plus bas et des solutions parfois dépassées. Les constructeurs de fours  européens gardent une image de qualité forte. Lorsque ECM Technologies a étudié en 2009 le marché Chinois par rapport à l’intérêt de fabriquer ses fours   localement, nos clients Chinois nous demandèrent  « comment ferez-vous pour nous garantir le même niveau de qualité qu’actuellement ? » Lorsque nous avons chiffré le coût des solutions à mettre en œuvre pour y parvenir et prenant en compte une hausse des salaires locaux de 8 à 15 % par an pour des emplois qualifiés, notre réponse fut d’étendre notre capacité de production à Grenoble. Je suis convaincu que l’écoute de nos clients, l’innovation dans le process et la conception des fours puis la  standardisation pour des solutions robustes et rentables peuvent non seulement  permettre de développer nos entreprises, mais aussi  pérenniser l’emploi dans nos régions. Le déclin attendra. L’heure est à la mobilisation sur nos points forts… pour la conquête !

Alfred Rallo, directeur commercial, ECM Technologies

Alphonse le trempeur 

L’art du traitement thermique appartient au trempeur représenté souvent par Alphonse, personnage au sens pratique, créé il y a quelques années par Jacques Marty, alors rédacteur en chef de la revue Traitement Thermique. Ce métier de trempeur est toujours répertorié dans les références de pôle emploi. Il a la compétence de régler le four, de savoir attacher la pièce à traiter, la placer dans la charge et la saisir après un chauffage convenable pour l’immerger dans un fluide, afin d’obtenir son durcissement. Ainsi, tremper est synonyme de durcissement et d’immersion dans un liquide. Le choix du fluide est très important. On attribue la qualité des épées de Tolède à l’eau disponible pour les tremper. Il semble bien que l’origine ou « l’invention » de la trempe se perde dans la nuit des temps. Cette expression est passée dans le langage courant : « un caractère bien trempé, dur comme l’acier trempé, mettre ou recevoir une trempe… ».
On a pu voir dans la littérature jusqu’à la fin du XIXe siècle des astuces pour modifier les propriétés du fluide de trempe qui n’avaient rien à envier aux recettes des grimoires de sorciers, sans parler du bénéfice de l’urine souvent présente dans le bac de trempe par suite des soulagements naturels du trempeur. Ces « ficelles » seront remplacées par la maîtrise des propriétés des fluides de trempe, par leur nature, leur composition et leurs paramètres d’emploi. Plus tard seront définis par M.A. Groosmann aux états-Unis, les notions de drasticité et de sévérité de trempe. L’ATTT (aujourd’hui A3TS) contribuera à la rédaction des documents normatifs sur ce sujet.
Le terme de trempe a ensuite évolué vers la notion de durcissement par trempe (induisant le mécanisme de transformation - marten­sitique - et les notions de vitesses critiques). La trempabilité a été définie. Les mécaniciens continuent à évaluer l’efficacité de la trempe par des locutions comme tremper trop sec (durcir trop et fragiliser), trempailler (mal tremper). Dans le jargon de métier, se sont répandus des termes réprouvés par « l’académie » comme auto-trempant (pour un alliage prenant le durcissement après un refroidissement à l’air) ou  hypertrempe (traitement de mise en solution des aciers à structure austénitique à la température ambiante). Le terme de trempe doit être réservé aux opérations conduisant au durcissement par trempe et de mise en solution, aux traitements conduisant à une solution métastable susceptible de durcir par vieillissement, maturation ou revenu.
Ainsi la trempe est toujours bien une opération de durcissement réalisée par des hommes au caractère bien… trempé. 

Alphonse le trempeur, personnage inventé par Jacques Marty.