Équipe SRS

L’équipe SRS regroupe 14 enseignant.es-chercheur.es permanent.e.s et une ingénieure en CDI.

Ses activités s’inscrivent dans la tradition de la recherche en traitements de surface à Besançon.

Les membres de l’équipe se retrouvent ainsi dans les domaines de la chimie, de la fonctionnalisation de surface, et de l’électrochimie.

Les recherches de l’équipe s’insèrent dans le domaine de la fonctionnalisation des surfaces et plus particulièrement sur l’élaboration de revêtements et films minces et le contrôle des caractéristiques de l’interface par voie électrolytique (revêtements électrodéposés/anodisation/dissolution contrôlée).

L’objectif est de maîtriser et d’améliorer les propriétés de surface des matériaux par voie électrochimique, avec comme spécificité le développement de procédés innovants au moyen d’ultrasons ou de systèmes transitoires par polarisations pulsées.

Cela se concrétise par des travaux reconnus dans ces domaines et des interactions très fortes avec le monde socio-économique.
Ces travaux entrent en résonance avec les formations professionnelles de BUT et Master qui sont des spécialités locales dans ce domaine.

Ces recherches sont déclinées en 3 axes principaux :

Élaboration de couches métalliques, électrochimie des complexes, codéposition d’alliages, courants pulsés.

Cette thématique a pour objectif l’élaboration de couches minces métalliques et l’évaluation des propriétés fonctionnelles (anticorrosion, tribologie, décoration) de systèmes complets pour des applications variées allant de l’industrie du luxe à des applications aéronautiques. Ces recherches s’appuient sur des études électrochimiques détaillées et des moyens de caractérisation importants, dont l’équipe dispose en ressource propre ou dans les plateformes de chimie d’UTINAM ou la plateforme MIFHySTO. Il s’agit principalement de déterminer les conditions thermodynamiques et cinétiques optimales de la réduction des espèces métalliques, par la formation de complexes et l’ajout de molécules s’adsorbant sur les substrats. Cela concerne par exemple les électrolytes à faible rendement, comme ceux utilisés pour les dépôts de chrome. La réduction des complexes organiques ou inorganiques voient une compétition avec la décharge à l’hydrogène, source de compétition avec la réduction des espèces métalliques rendement et de défauts dans les revêtements. Un autre besoin concerne la modification des paramètres thermodynamiques et cinétiques lorsque l’on cherche à déposer simultanément deux métaux pour lesquels il faut rapprocher les potentiels de réduction. Le contrôle de ces réactions permet alors de réaliser des alliages présentant des microstructures spécifiques, différentes de celles observées, ce qui est le cas des alliages CuZn. En plus de la chimie des électrolytes, le contrôle du courant ou du potentiel par des séquences pulsées revêt un intérêt particulier dans le cadre d’une pression règlementaire croissante. Ainsi, il agit d’une manière similaire à celles des molécules fonctionnalisées qualifiées d’inhibiteurs de croissance et/ou d’affineurs de grains d’une part, ou de complexants d’autre part. Cette modulation de l’onde de polarisation est un trait caractéristique des travaux de l’équipe SRS, avec des développements scientifiques propres dans la caractérisation des transitoires en réponse aux créneaux de courant.

Électropolissage et anodisation (alliages légers, métaux précieux ou issus de fabrication additive).

L’anodisation est une activité des traitements de surface par voie humide se déroulant sur la partie anodique des dispositifs à des hautes tensions sur l’aluminium, le titane et leurs alliages, qui consiste à élaborer un revêtement par oxydation du substrat pour former des couches poreuses, avec comme enjeu le contrôle de sa structure et de ses propriétés. Comme pour les revêtements, cela passe par la formulation d’électrolytes ou la modulation de la polarisation de l’onde, pour obtenir par exemple des couches barrières à l’hydrogène, protégeant de la corrosion ou pouvant accepter des particules pour augmenter leurs propriétés tribologiques. Concernant toujours les procédés anodiques, mais associés cette fois à une dissolution contrôlée de la surface, les travaux concernant l’électropolissage de métaux sont une activité de l’équipe initiée par l’industrie du luxe, mais dont l’essor vient des besoins de parachèvement des pièces métalliques issues de l’élaboration par fabrication additive, qui induit des rugosités élevées. Les défis scientifiques reposent sur le contrôle de cette dissolution, avec la formation de couches visqueuses par des triplets électrolytes/polarisation/substrats pour certains métaux ou la formation de complexes dans le cas des métaux précieux. Enfin, cette maitrise des interactions de dissolution de la surface ont conduit à l’étude de la de microtexturation sans masque ni outils sur des aciers. L’équipe travaille également sur des solvants non-conventionnels associés à des modulations de polarité pour diminuer la rugosité tout en préservant l’intégrité des géométries, ainsi que sur la formulation d’électrolytes respectueux de l’environnement pour l’électropolissage des métaux précieux, avec un focus sur l’or et ses alliages.

Engineering, ultrasons de puissance et sonochimie. L’utilisation des ultrasons de puissance pour la chimie (sonochimie) est également un point fort de l’équipe SRS, du point de vue fondamental (phénomène de cavitation, propagation de l’onde…) comme appliqué (nettoyage, décapage…). Cette activité, initiée comme une activation de réactions électrochimiques (réduction métallique, polymérisation, corrosion accélérée), s’est progressivement attachée à d’importants développements théoriques, en particulier sur la distribution de l’activité acoustique et le comportement des bulles de cavitation.  Fort d’un rayonnement international dans la communauté concernée et d’un grand réseau de collaborations, les activités les plus récentes ont concerné des applications nouvelles comme l’électroréduction du CO2 en hydrocarbures et la conception de tests de vieillissement accélérés, mais aussi de nouveaux développements théoriques avec les mesures de sonoluminescence et la spectroscopie associée avec des balayages en fréquence pour des sonoréacteurs HIFU (High Frequency Focused Ultrasound).  L’électrochimie sous ultrasons reste un domaine important avec des travaux fondamentaux pour la compréhension des mécanismes radicalaires menant à la formation de composés ou de polymères organiques, notamment via l’utilisation d’électrochimie rapide. La sonoélectrochimie trouve également sa place dans des applications pour la Transition Écologique, dans le Recyclage ou encore sur l’intensification de l’hydrolyse par ultrasons pour la production d’hydrogène.

Les compétences en modélisation acquises dans cette thématique sont mises en application en traitement de surface, lors de la détermination de paramètres de germination dans les tout premiers instants de formation des revêtements ou dans la simulation de la distribution de lignes de courant lors de l’électrodéposition ou de l’électropolissage de pièces.

Ces projets reposent sur notre participation active à deux réseaux : le premier est A3TS (association de Traitements Thermiques et Traitements de Surfaces www.a3ts.org) et l’ElectroChemical Society ECS, et concerne la fonctionnalisation de surface. Le deuxième est fait d’un réseau international (ESS, AOSS, JSS) avec les sociétés savantes de sonochimie et national avec le GDR Cavitation (https://gdr-cavitation.cnrs.fr/) pour tous les développements concernant les ultrasons de puissance.

Tous ces travaux s’inscrivent dans la politique de l’établissement, en développant une visibilité et une attractivité forte par les collaborations industrielles, et en soutenant les formations en lien direct avec nos préoccupations (BUT et Master en traitements de surface), la plateforme de chimie de l’Institut UTINAM (PCU) et la plateforme Microfabrication pour la miniaturisation, la Fonctionnalisation et l’Hybridation des Systèmes microTechniques et l’Outillage (MiFHySTO).

Les équipements de caractérisation de surface (MEB-FEG, SDL, DRX, AFM..) de la plateforme de chimie d’UTINAM (PCU) sont essentiels aux activités de l’équipe SRS, puisqu’ils sont systèmatiquement utilisés dans les différents projets.

MIFHySTO est une plateforme multiétablissements (Université de Franche-Comté, SUPmicrotech, UTBM) auxquels sont rattachées les équipes DMA de FEMTO-ST, PMDM de l’ICB et SRS pour L’Institut UTINAM. Elle héberge des équipements d’élaboration de dispositifs microtechniques et de caractérisations, et les équipes participantes au projet ont un accès privilégié aux différents équipements de toute la plateforme.

Ainsi, l’équipe SRS gère directement une chaine de traitement à cuve unique (de type Vibrobot) capable de revêtir des pièces usinées de taille millimétrique, un polisseur ionique qui entre dans les chaines de préparation d’échantillons du MEB, un microscope 3D numérique et une DRX).En raison de sa participation, l’équipe SRS a accès à un ensemble d’équipements, tel qu’un spectromètre RAMAN Xplora Horiba Jobin Yvon, un Micro & Nanotomographe, un équipement de mesure tridimensionelle haute résolution Alicona…

 
 

Actualités de l'équipe

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Publications de l'équipe

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Membres de l'équipe

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B

Doctorant équipe SRS

D

Maître de Conférences Université de Franche-ComtéÉquipe SRS

E

Maître de Conférences Université de Franche-ComtéÉquipe SRS

F

Ingénieur d’Etudes SATT SAYENSéquipe SRS
Ingénieur de recherche Safran TechÉquipe SRS

G

Maître de Conférences Université de Franche-ComtéÉquipe SRS
Gestionnaire Service Administratif et Financier Université de Franche-ComtéService SAF – Equipe SRS

H

Maitre de Conférence Université de Franche-ComtéÉquipe SRS
Attaché Temporaire d’Enseignement et de Recherche Equipe SRS
Professeur Université de Franche-ComtéResponsable Équipe SRS

L

Ingénieure d’études Université de Franche-ComtéÉquipe SRS

M

Maître de Conférences Université de Franche-ComtéÉquipe SRS
Maître de Conférences Université de Franche-ComtéÉquipe SRS

R

Professeur Université de Franche-ComtéÉquipe SRS
Doctorante Equipe SRS
Maître de Conférences Université de Franche-ComtéÉquipe SRS
Doctorante Equipe SRS

S

Doctorant Equipe SRS
Post-Doc Equipe SRS

T

Maître de Conférences Université de Franche-ComtéÉquipe SRS

V

Maître de Conférences Université de Franche-ComtéÉquipe SRS