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Expertise et caractérisation des matériaux, analyse de leurs propriétés

Afin d’aider les industriels à assurer la qualité de leurs produits et à anticiper les risques de défaillances, le LNE caractérise les matériaux qu’ils utilisent en analysant leurs propriétés chimiques, physiques, mécaniques et structurales, ce qui permet entre autres d’optimiser leurs performances.

Prestations de caractérisation proposées

Les caractéristiques chimiques, physiques, mécaniques et structurales des matières utilisées dans la fabrication d'un produit (produit fini, semi-fini, pièce constitutive du produit final…) ont une influence déterminante sur ses performances finales et sa durée de vie.

La caractérisation des matériaux s’effectue en analysant leurs propriétés par le biais d’essais chimiques, physiques, et mécaniques. Cette analyse permet aux industriels d’optimiser les performances de leurs matériaux et de maîtriser les risques de défaillance, aussi bien pendant la conception que lors de l’utilisation du produit final. Elle permet également de les adapter et les améliorer pour répondre aux exigences technologiques ou environnementales, mais aussi de pouvoir les choisir judicieusement en fonction de leur utilisation.

Dans vos secteurs d’activité où les exigences de qualité sont élevées (médical, aéronautique-défense, énergie-nucléaire, produits de construction, emballages, cosmétiques…), vous avez besoin de vous assurer que :

vos matériaux ont bien les caractéristiques attendues
leurs propriétés sont fiables dans le temps et dans divers environnements
les risques de défaillances sont maîtrisés.

Le LNE caractérise vos échantillons de matériaux en vous proposant les prestations suivantes :

Analyse du matériau pour évaluer :
- Sa performance
- Son évolution dans le temps
- Sa compatibilité avec l’utilisation finale du produit
- Les causes d’un dysfonctionnement du produit final
Evaluation de la conformité du matériau au regard :
- Des normes en vigueur
- D’un cahier des charges client
- Des nouvelles normes relatives aux solutions de réemploi des matériaux et de réincorporation de matériaux recyclés et bio sources

Expertise déployée en fonction du besoin

Notre savoir-faire repose sur notre capacité à pouvoir formuler des hypothèses de qualification de votre matériau en relation avec l’objectif d’analyse attendu : amélioration des performances, étude des défaillances, etc.

Sur les métaux-alliages, polymères, et céramiques, ou multi-matériaux, nous pouvons plus particulièrement :

Proposer les essais les mieux adaptés au regard de l’usage de votre produit ou de votre matériau
Interpréter les analyses résultant des caractérisations et permettant d’expliquer les performances du produit
Proposer des pistes d’amélioration de performances de votre produit
Rechercher et identifier de la matière à l’état de trace grâce à des méthodes d’essais spécifiques
Nous déplacer sur site pour étudier les chaînes de conception, fabrication, et leur environnement global afin d’adapter les meilleures solutions d’analyse.

Evaluation de la conformité

Notre expérience des normes et réglementations nous permet aussi d’évaluer la conformité de vos produits et de vous accompagner dans leur évolution ou dans le développement de vos nouveaux matériaux.

Montage de bancs d’essais sur mesure

Conception de bancs ou adaptation de bancs existants pour répondre au mieux au besoin d’essais (mécanique, chimique, électrochimique).

Matériaux concernés

Matériaux et alliages, polymères, composites, céramique, verre, composites, pierres, papier/carton, peintures, colles, revêtements.

Prestations et analyses réalisées
Matières premières	Caractérisation physico-chimique et mécanique, composition, interactions contenant/contenu, nanomatériaux, biocompatibilité, analyse de pureté et de pollution
Analyse structurale et chimique	Composition (déformulation), dosage, impuretés, morphologie [poudre : caractérisation géométrique et structure chimique], structures des matériaux
Caractérisation des matériaux	Performance, morphologie, structure, étude du relargage, analyse des nanomatériaux, analyse des contraintes résiduelles (métaux)
Caractérisation d’état de surface	Revêtement, dépôt, corrosion, usure, adhérence, frottement, dureté, rugosité, planéité, profilométrie, etc.
Étude de défaillances des matériaux	Perte de performance, détérioration (fissure, érosion, porosité, corrosion, etc.), rupture de pièces, usure et dégradation prématurée, changement d’aspect, anomalie de fonctionnement (bruit, vibration, etc.), identification d’un dépôt ou d’une pollution, etc.
Vieillissement des matériaux	Fatigue-corrosion, vieillissement standard ou accéléré (UV, conditions environnementales (T°, humidité, etc.)), exposition à des solutions spécifiques (chlore, …).
Etude de la durée de vie	Étude d’une propriété chimique, physique, structurale, ou mécanique spécifique du matériau : analyse réalisable grâce à la pluridisciplinarité technique du LNE, combinant des mesures en acoustique, électrique, optique, thermique, etc.). Accompagnement sur l’interprétation des résultats et des causes de transformation des caractéristiques de la propriété initiale du produit.
Étude de la recyclabilité et réemploi	Étude de la recyclabilité et du réemploi des matériaux stockés en caractérisant les performances critiques des produits, en conformité avec les référentiels en vigueur. Accompagnement des utilisateurs dans l’échantillonnage des matériaux à caractériser (et sur les calculs d’incertitudes) pour répondre aux besoins du réemploi Analyse de la transformation des matières plastiques et du niveau de pollution pour incorporation dans les matériaux recyclés
Prestations complémentaires	Analyse sensorielles des produits : produits du bâtiment, tests organoleptiques des tubes PE pour transport de l’eau

Prestations et analyses réalisées

Matières premières

Caractérisation physico-chimique et mécanique, composition, interactions contenant/contenu, nanomatériaux, biocompatibilité, analyse de pureté et de pollution

Analyse structurale et chimique

Composition (déformulation), dosage, impuretés, morphologie [poudre : caractérisation géométrique et structure chimique], structures des matériaux

Caractérisation des matériaux

Performance, morphologie, structure, étude du relargage, analyse des nanomatériaux, analyse des contraintes résiduelles (métaux)

Caractérisation d’état de surface

Revêtement, dépôt, corrosion, usure, adhérence, frottement, dureté, rugosité, planéité, profilométrie, etc.

Étude de défaillances des matériaux

Perte de performance, détérioration (fissure, érosion, porosité, corrosion, etc.), rupture de pièces, usure et dégradation prématurée, changement d’aspect, anomalie de fonctionnement (bruit, vibration, etc.), identification d’un dépôt ou d’une pollution, etc.

Vieillissement des matériaux

Fatigue-corrosion, vieillissement standard ou accéléré (UV, conditions environnementales (T°, humidité, etc.)), exposition à des solutions spécifiques (chlore, …).

Etude de la durée de vie

Étude d’une propriété chimique, physique, structurale, ou mécanique spécifique du matériau : analyse réalisable grâce à la pluridisciplinarité technique du LNE, combinant des mesures en acoustique, électrique, optique, thermique, etc.).
Accompagnement sur l’interprétation des résultats et des causes de transformation des caractéristiques de la propriété initiale du produit.

Étude de la recyclabilité et réemploi

Étude de la recyclabilité et du réemploi des matériaux stockés en caractérisant les performances critiques des produits, en conformité avec les référentiels en vigueur.
Accompagnement des utilisateurs dans l’échantillonnage des matériaux à caractériser (et sur les calculs d’incertitudes) pour répondre aux besoins du réemploi
Analyse de la transformation des matières plastiques et du niveau de pollution pour incorporation dans les matériaux recyclés

Prestations complémentaires

Analyse sensorielles des produits : produits du bâtiment, tests organoleptiques des tubes PE pour transport de l’eau

Equipements et moyens

Nos bancs d’essais sont dimensionnés en fonction des besoins techniques et applicatifs de nos clients (traction, compression, flexion, cisaillement, choc, fluage, analyse macro et micro-fratographique, etc., en effort statique ou dynamique, avec ou sans contrainte environnementale).

Les protocoles d’essais peuvent être développés à façon. Ils sont adaptés en prenant en compte l’usage du matériau ou du produit et sa conception initiale afin d’évaluer la meilleure méthode de caractérisation possible et d’obtenir les résultats les plus pertinents.

Nouveau : essais de performance mécanique à façon

Machine de traction permettant de réaliser des essais de performance mécanique à façon sur produits finis selon cahier des charges clients ou protocoles LNE spécifiques.

Détermination selon référentiels normatifs ou selon protocoles spécifiques, des caractéristiques mécaniques des matériaux en traction, compression, cisaillement et flexion de -80°C à 1100°C sur une gamme de forces allant de 1 N à 250 kN associé à des mesures de déformation réalisées aux moyens d’extensomètres à contact ou vidéo, ou encore par instrumentation des éprouvettes ou produits avec des jauges de déformation.

Prestations de caractérisation complémentaires

Propriétés thermiques : mesure de diffusivité thermique, détermination de la conductivité thermique….
Propriétés électriques et magnétiques : mesure de résistivité/conductivité, perméabilité...
Propriétés optiques : photosensibilité...
Propriétés de réaction au feu : essais réglementaires, évaluation des risques de dégradation, inflammation et propagation, analyse des effluents...
Nanomatériaux : Distribution de taille de particules et composition chimique, Mesure de pulvérulence de poudre, Caractérisation de la surface spécifique

Pourquoi choisir le LNE

Laboratoire pluridisplinaire, capable de proposer un large éventail de prestations de caractérisation des matériaux et nanomatériaux, permettant une parfaite connaissance de la matière et de ses propriétés.