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Brevets et licences

Des bobines de magnétoformage à grande durée de vie

Le Laboratoire national des champs magnétiques intenses du CNRS développe des matériaux conducteurs pour électroaimants capables de générer des dizaines de milliers d'impulsions intenses. Conçues en collaboration avec la société Bmax, ces bobines seront utilisées pour le magnétoformage de pièces industrielles.

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Le magnétoformage1 est un procédé industriel qui permet de fabriquer en une seule étape des pièces de formes complexes avec une précision inégalée. Elle repose sur l'utilisation d'impulsions magnétiques intenses, produites par des bobines conductrices. Ces électroaimants subissent de très fortes contraintes magnétiques, mécaniques et thermiques, qui limitent leur durée de vie et imposent de les changer fréquemment. Pour améliorer la tenue de ces bobines, le Laboratoire national des champs magnétiques intenses du CNRS a entamé dès 2013 une collaboration avec les sociétés Bmax et I-Cube Research2, spécialisées dans les systèmes de magnétoformage.

« À l'issue de nos recherches sur les matériaux conducteurs et leur procédé de production, les tests ont montré que nos bobines prototypes pouvaient supporter plus de 30 000 impulsions, alors que les électroaimants n'en supportaient jusqu'ici que quelques centaines », indique Jérôme Béard, ingénieur de recherche CNRS au Laboratoire national des champs magnétiques intenses. Ce résultat est l’aboutissement du projet MAG-IC cofinancé par la Région Occitanie.

Pour obtenir ces performances, le laboratoire a travaillé sur la composition du matériau conducteur, mais aussi sur la mise en forme par tréfilage3. La difficulté était d'améliorer la résistance mécanique du conducteur (à base de cuivre), tout en maintenant une forte conductivité électrique. « Grâce à l'atelier de tréfilage du laboratoire, nous avons également mis au point le procédé de mise en forme du cuivre renforcé », précise Florence Lecouturier-Dupouy, directrice-adjointe du Laboratoire national des champs magnétiques intenses. La société Bmax doit prochainement intégrer les nouvelles bobines conductrices dans ses équipements de magnétoformage.

L'équipe du laboratoire poursuit ses recherches sur les conducteurs renforcés pour la production d'impulsions magnétiques intenses, en explorant notamment la piste des conducteurs composites. Le laboratoire travaille sur des matériaux composites cuivre/acier inoxydable, et coordonne par ailleurs le projet ANR SIgMA4, auquel participe Bmax/I-Cube Research, et dont l'objectif est de mettre au point des conducteurs composites cuivre/argent combinant forte conductivité électrique et haute résistance mécanique.

 

1 Le magnétoformage consiste à générer, à l'aide d'une bobine conductrice, une impulsion magnétique intense à proximité de la pièce en métal à mettre en forme. Le champ magnétique transforme l'état du matériau (qui devient visco-plastique) et projette à très grande vitesse la pièce sur un moule, dont elle prend la forme. Le procédé, qui permet d'atteindre un haut niveau de précision sur la géométrie des pièces, intéresse des secteurs très divers comme l'aéronautique, l'automobile, et le luxe.

2 Bmax (production) et I-Cube Research (R&D) sont deux sociétés du groupe I-Pulse.

3 Ce procédé de transformation consiste à faire passer le métal à travers une filière à orifice calibré de façon à réduire sa section et à accroître ses propriétés mécaniques.

4 Le projet SIgMA réunit 5 partenaires :

  • Laboratoire national des champs magnétiques intenses (CNRS) coordonnateur
  • Laboratoire interdisciplinaire Carnot de Bourgogne (CNRS/Université Bourgogne Franche-Comté) ;
  • Institut Pprime (CNRS) ;
  • Centre interuniversitaire de recherche et d'ingénierie des matériaux (CNRS/Université Toulouse III - Paul Sabatier/ Toulouse INP) ;
  • I-Cube Research.

 

Contacts :

Florence Lecouturier-Dupouy / Directrice-adjointe du Laboratoire national des champs magnétiques intenses / florence.lecouturier@lncmi.cnrs.fr

Jérôme Béard/ Ingénieur de recherche CNRS au Laboratoire national des champs magnétiques intenses / jerome.beard@lncmi.cnrs.fr