• Langue : Anglais
• Discipline : Chimie des matériaux
• Identifiant : Inconnu
• Type de mémoire : Habilitation à diriger des recherches
• Date de soutenance : 14/06/2013

Résumé en langue originale

L’objectif actuel dans le domaine des matériaux est de concevoir et développer des produits innovants à forte valeur ajoutée répondant à différents critères de performance. Différentes stratégies peuvent être considérées pour apporter à un matériau une ou plusieurs fonctionnalités. L’approche dite « en masse » consiste à incorporer des additifs « actifs » à une formulation avant ou pendant la mise en œuvre du matériau tandis que l’approche par traitement de surface permet d’apporter à un matériau de référence, dont le procédé de fabrication est bien maîtrisé, des propriétés spécifiques. J’ai développé durant ma carrière une expertise pluridisciplinaire sur les procédés de réaction et de résistance au feu de matériaux par traitements de surface. Les peintures dites « intumescentes » constituent une voie reconnue permettant d’augmenter la résistance au feu de l’acier. Des corrélations entre le comportement au feu d’une peinture et (i) son mécanisme de dégradation, (ii) son comportement visco-elastique en fonction de la température et (iii) la résistance mécanique du résidu carboné ont pu être établies et des modèles prédictifs de comportement au feu utilisant des tests développés à l’échelle laboratoire ont été mis au point. Ces peintures étant développées pour l’acier et le bois, le concept a été étendu à l’ignifugation de matériaux polymères et une attention particulière a été portée à l’amélioration de l’adhésion des peintures sur ces substrats ainsi qu’aux mécanismes d’ignifugation en présence ou non d’additifs dans la matrice polymère. L’épaisseur des peintures étant un facteur limitant pour certaines applications, des procédés de traitement de surface permettant d’obtenir des couches minces, essentiellement par voie plasma froid, ont été mis au point et appliqués sur des substrats polymères. L’accent est actuellement mis sur le développement de procédés plasma froid à pression atmosphérique, qui ouvrent la voie à de nombreuses applications potentielles. La durabilité fonctionnelle de ces différents traitements de surface est cependant un facteur clé et il devient nécessaire de prendre en compte les aspects de vieillissement du revêtement et leurs impact sur ses propriétés. Pour une meilleure compréhension à la fois des mécanismes de vieillissement et de leurs conséquences sur les propriétés d’usage des matériaux, des observations sont menées à trois échelles différentes : l’échelle moléculaire (la chimie), l’échelle réticulaire (la morphologie du réseau) et l'échelle macroscopique (propriétés mécaniques et propriétés d'aspect).