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Dépôt de métaux et alliages en un tour de main

Christian Guyard
Développé pour la recherche fondamentale, le procédé de dépôt chimique dynamique trouve des applications industrielles bien ciblées.

Au départ, Guy Stremsdoerfer et son équipe du Laboratoire de tribologie et dynamique des systèmes à l'École centrale de Lyon (Rhône) souhaitaient étudier les propriétés magnétiques, mécaniques, tribologiques des couches métalliques minces alternées (cinq à vingt couches). Pour faire ces sandwichs, les chercheurs développent un procédé spécifique : la réaction d'oxydoréduction entre un sel métallique en solution et un réducteur. Rien de très nouveau, sauf que pour obtenir des couches minces de 0,1 µm à une trentaine de microns, il faut bien choisir ses réactifs, adapter la mouillabilité du mélange au substrat... Bref développer un réel savoir-faire et le structurer. À tel point que Guy Stremsdoerfer brevette la méthode.

Au fait... ce procédé de dépôt métallique multicouche pourrait intéresser des industriels. Il offre des conditions de mise en oeuvre particulièrement simples : projection de deux liquides, réaction rapide de dépôt, séchage, terminé ! Difficile de faire plus simple. Les avantages sont nombreux : investissement très réduit avec des pistolets utilisés en peinture (HVLP, high volume low pressure), peu d'emprise au sol à tel point qu'une installation peut s'insérer sur une ligne existante. C'est une métallisation non polluante, à température ambiante, sans adjuvants toxiques, avec des volumes faibles de réactifs mis en oeuvre.

Une réaction à la surface de la pièce

Comparé à une chaîne de galvanoplastie, le procédé de dépôt chimique dynamique évite l'immobilisation de gros volumes de solutions dangereuses et leur retraitement en centre spécialisé, les traitements d'épuration sans parler du suivi administratif des installations dangereuses. La réaction se développe lors du mélange à la surface de la pièce sans besoin de prétraitements. Substrats possibles : métal, plastique, céramique, papier, textile. De nombreux métaux sont déposables : cuivre, nickel, or, argent, cobalt, etc. Raffinement : en incorporant des microparticules (PTFE, graphite) lors du dépôt, on obtient des propriétés lubrifiantes.

La principale limitation du procédé réside dans l'épaisseur accessible : la cinétique de dépôt est de l'ordre d'une dizaine de microns à l'heure soit des épaisseurs raisonnablement atteignables de 0,1 µm à une vingtaine de microns. Dans ce champ, les applications restent nombreuses.

C'est ce qui a poussé Samuel Stremsdoerfer, le fils de Guy, ingénieur lui aussi, à créer l'entreprise Jet Metal pour industrialiser le procédé, le commercialiser et l'adapter à des cas industriels précis. En 2008, quatre à cinq sites industriels seront équipés.

La société s'est concentrée sur trois domaines. La décoration en flaconnage, actuellement obtenue par évaporation sous vide, hors chaîne. Deuxième secteur, la prémétallisation avant dépôt galvanique sur plastique, aujourd'hui réalisée avec des bains sulfochromiques dangereux, puis dépôt chimique de nickel ou de cuivre ; le procédé Jet-Metal fait cela en 90 secondes !

La société s'associe avec un leader mondial du traitement de surface pour diffuser la méthode qui trouvera ses premières applications dans les connecteurs et le blindage électromagnétique (ordinateurs, téléphones...). Ensuite, viennent des applications technologiques : tribologie avec les microparticules de PTFE (moules), traçabilité et antifraude sur des pièces de grande diffusion (billets de banque, automobile...), couches absorbantes pour panneaux solaires, les textiles techniques, etc.

L'anticorrosion est aussi un secteur potentiel car les chercheurs ont observé qu'un multicouche de 3 µm était aussi résistant qu'un dépôt classique de 50 à 70 µm (phénomène encore inexpliqué).

À LA MANIÈRE DE LA PEINTURE

Avec le procédé Jet-Metal, finis les cuves de plusieurs centaines de litres, les postes de transformation électrique, les lignes de traitement ! Le procédé utilise deux pistolets qui projettent une faible quantité de solutions réactives sur la pièce. En quelques secondes, le dépôt métallique apparaît. Un rinçage, un séchage, et la pièce est finie. La place occupée est restreinte et le procédé s'installe sur une chaîne existante sans pénaliser la vitesse de production. De nombreux types de dépôts métalliques sont possibles pour des usages décoratifs, blindage électrique, conduction de surface avant galvanoplastie, etc.

EN BREF

Le PROBLÈME Lourdeur des traitements de surface classiques et gestion des bains polluants La solution Procédé comparable à une peinture au pistolet Couches minces adhérentes pour la décoration et la conductivité sur tout type de matériaux Possibilité d'application comme moyen anticontrefaçon

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