Caractérisation par SDL, remplacement des PFAS : Les dernières nouveautés à ne pas manquer !

Sommaire :

💡 A la une – les actualités du CITRA.

💡 R&D, les évolutions dans le traitement et revêtement de surfaces.

💡 Zoom sur la caractérisation des surface par SDL au CITRA.

💡 Un projet parmi les diverses prestations réalisées.

Démonstration Plasmatreat 🚀

Le CITRA a été invité, en septembre dernier, à participer à la conférence et à la démonstration organisée par l’entreprise Plasmatreat SAS, filiale de la société allemande Plasmatreat GmbH. Plasmatreat est une société spécialisée dans la fabrication de systèmes de plasma à pression atmosphérique. Cette démonstration a eu lieu dans les locaux de SAFIR.

Lamia ALLAM, Ph.D., cheffe de projet Voie Humide, Guillaume Desbordes et Thomas Crouzet, respectivement chef de projet et technicien Dépôts Sous Vide ont pu participer à cette démonstration sur le Système Openair-Plasma®️.

Ce système innovant utilise le plasma à pression atmosphérique pour traiter des surfaces, sans nécessiter de conditions sous vide ou de gaz spéciaux.

La démonstration a permis d’explorer les potentialités du plasma pour le nettoyage de surfaces. Il s’agit d’une technologie qui peut révolutionner le traitement de matériaux dans de nombreux secteurs industriels, notamment dans les domaines de l’électronique, de l’automobile et des matériaux composites.

Les avancées technologiques et scientifiques étant en constante évolution, il est primordial pour le CITRA de se tenir informé des dernières innovations. La découverte de nouvelles technologies, notamment dans le domaine du traitement de surface, est essentielle pour accompagner nos clients dans l’évolution de leurs procédés industriels.

L’équipe du CITRA s’agrandit 👥

Ces derniers mois ont également été source de nouveauté pour le CITRA.

En septembre, nous avons accueilli Camille Hospital, alternante en communication plurimédia au sein de l’école Groupe Alternance Limoges comme chargée de communication pour une durée d’un an. Son rôle sera de contribuer à la promotion des activités du CITRA, ainsi qu’à la gestion des supports de communication et des événements.

Au mois d’octobre, c’est Ahsen Budak alternante au sein du département mesures physiques de l’IUT du Limousin qui a rejoint l’équipe spécialisée en caractérisation pour une durée de deux ans. Sa mission est de se consacrer à la remise en fonction et l’étude d’une des machines de notre pôle d’analyse de revêtements. Son rôle sera d’apporter un soutien technique aux projets en cours.

Ces deux arrivées témoignent de l’engagement du CITRA à soutenir la formation des jeunes talents.

Retour sur la Newsletter du mois de Septembre ⏳

Notre dernière newsletter traitait de l’eau en Voie Humide. Si ce sujet vous intéresse nous vous invitons à la retrouver juste ici 👉 L’eau en Voie Humide

Innovation dans les revêtements : Une solution pour remplacer les PFAS ?

Les substances poly(per)fluoroalkylées (PFAS) sont une classe de composés chimiques largement utilisées dans l’industrie et les produits de consommation en raison de leurs propriétés remarquables (résistance à l’humidité, la chaleur, et leurs caractéristiques antiadhésives).

Ces propriétés ont conduit à leur utilisation dans divers secteurs, notamment l’industrie textile, l’aéronautique, la construction, et l’électronique, ainsi que dans des produits de consommation tels que les emballages alimentaires ou encore dans l’industrie de cuisson.

Cependant, les PFAS sont désormais reconnus pour leur persistance dans l’environnement et leur bioaccumulation. Face à ces enjeux, des initiatives législatives ont été mises en place pour limiter leur utilisation au niveau européen et national.

Réglementations récentes et interdiction des PFAS 📃

En 2023, l’Agence Européenne des Produits Chimiques (ECHA) a proposé une législation visant à interdire l’utilisation des PFAS au sein de l’Union européenne.

En mai 2024, cette initiative a été suivie par le Sénat lors de la proposition d’une loi visant à interdire progressivement la fabrication, l’importation, et la mise sur le marché de produits contenant des PFAS à compter de 2026.

Ces mesures législatives soulignent la nécessité urgente de développer des alternatives sûres et efficaces aux PFAS dans diverses applications industrielles.

Un revêtement innovant étudié au CITRA 💡

Dans ce contexte, des recherches ont été menées au sein du CITRA pour identifier et développer des solutions de remplacement.

Un projet interne, a permis de développer un revêtement innovant utilisant la projection de plasma atmosphérique (APS) pour remplacer les PFAS dans les applications industrielles. Ce revêtement est élaboré à partir de poudre de polyamide 11 (PA-11) biosourcée.

Le PA-11, une alternative prometteuse pour les industriels recherchant des solutions efficaces. Il a été sélectionné en raison de ses propriétés mécaniques et chimiques compatibles avec les exigences industrielles. La faisabilité de l’application de ce matériau par projection thermique a été démontrée par des essais de dépôts réalisés à l’aide du procédé APS, permettant de produire des revêtements d’une épaisseur contrôlée, allant de 50 microns à plusieurs millimètres.

Caractéristiques du revêtement ✒️

Les revêtements ainsi obtenus présentent plusieurs caractéristiques clés qui en font une alternative intéressante aux PFAS :

• Résistance au brouillard salin : Les revêtements montrent une excellente résistance à la corrosion saline (à minima 600 heures, équivalent à 25 ans d’utilisation).
• Résistance à l’usure : Le revêtement résiste bien aux forces d’abrasion, ce qui en fait une solution idéale pour des applications tribologiques.
• Faible coefficient de frottement : Avec un coefficient de frottement de 0,3, ce revêtement permet de réduire l’usure des surfaces en contact.
• Impact thermique mineur : Le procédé APS utilisé pour l’application du revêtement minimise l’impact thermique sur les pièces traitées.

Ces propriétés font de ce revêtement une solution particulièrement adaptée pour les applications de protection contre la corrosion et les environnements tribologiques. Sa résistance aux produits chimiques, notamment à basse température, le rend également recommandable pour remplacer les PFAS dans des secteurs industriels, tels que l’aéronautique, l’automobile, et l’industrie chimique.

Conclusion

Le développement de solutions alternatives aux PFAS, comme le revêtement à base de polyamide 11 (PA-11) proposé dans ce projet, constitue une avancée significative pour répondre aux réglementations liées à l’utilisation de ces substances tout en offrant des performances mécaniques et chimiques comparables à celles des PFAS.

La caractérisation des surfaces par SDL : une technologie clé pour analyser les matériaux

La Spectrométrie à Décharge Luminescente (SDL), est une technique avancée permettant de quantifier précisément la composition chimique de tout type de matériaux et de mesurer l’épaisseur de revêtements ou de couches de diffusion nanométriques ou micrométriques.

Comment ça fonctionne ?

L’échantillon à analyser (cathode) est placé au contact d’une anode en cuivre. L’application d’un potentiel électrique radiofréquence en présence de gaz (argon) permet de générer un plasma entre l’anode et la cathode.

Ce plasma va avoir deux actions successives : éroder l’échantillon par impacts des particules du plasma et exciter les atomes de l’échantillon arrachés de sa surface.

Les photons générés lors de la désexcitation de ces atomes sont ensuite analysés par un polychromateur qui va décomposer la lumière polychromatique générée dans le plasma en faisceaux monochromatiques quantifiables. Une méthode de calibration est ensuite appliquée pour convertir les intensités lumineuses analysées en concentrations chimiques élémentaires.

Pourquoi l’utiliser ?

• Déterminer avec une grande précision (0.001% massique) la composition d’échantillons métalliques ou céramiques.
• Mesurer l’épaisseur de revêtements ou de couches de diffusion nanométriques ou micrométriques.

Applications concrètes :

• Discriminer des nuances d’acier ayant des compositions proches, notamment en carbone
• Quantifier les pollutions, notamment en éléments légers (B, C, N, O et F) de matériaux métalliques ou céramiques.

L’utilisation de la caractérisation par SDL au CITRA 🔍

Le CITRA est équipé d’un Spectromètre à Décharge Luminescente (SDL) pour l’analyse de la composition chimique des revêtements et couches élaborés en interne ou par nos clients, ainsi que des matériaux massifs.

Bien que cette méthode soit relativement simple à utiliser, elle nécessite au préalable un étalonnage précis, ce qui peut parfois demander un certain temps. Cependant, une fois calibrée, l’analyse devient très fiable et reproductible, permettant ainsi une caractérisation fine des matériaux étudiés.

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Le CITRA, partenaire des entreprises pour intégrer les technologies de demain

Dans le cadre de son engagement à soutenir les entreprises dans leur développement technologique, le CITRA a accompagné l’entreprise CHPOLANSKY dans une étape clé de son développement. Notre équipe, spécialisée dans l’utilisation du Cold Spray, a travaillé avec CHPOLANSKY pour les former à l’arrivée d’une nouvelle technologie innovante au sein de leur parc d’équipements : le Cold Spray.

Grâce à cet accompagnement, CHPOLANSKY a pu anticiper les enjeux techniques et organisationnels liés à cette acquisition stratégique, garantissant une prise en main optimale. Nous sommes très heureux de cette collaboration enrichissante, qui a démontré une grande synergie entre nos équipes.

Un bel exemple d’innovation collaborative au service de la performance industrielle !

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