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Fabrication d’aciers : une simulation ultrasonore haute performance pour une production optimisée

Fours de réchauffage du laminoir à bandes à chaud, Gand, Belgique. © ArcelorMittal
Le comportement des ondes ultrasonores dans les microstructures des métaux est un phénomène clé pour de nombreuses applications industrielles. Comprendre l’influence de la structure interne complexe de certains métaux demeure néanmoins un défi scientifique.

Le CEA-List a développé l’outil Microstruct, qui permet leur simulation et leur analyse. ArcelorMittal l’a adopté pour mettre au point des méthodes de contrôle de la production d’acier.
Microstruct associe des descriptions de microstructures, des calculs par éléments finis, ainsi que des analyses automatisées des champs ultrasonores, et les rend accessibles via une interface intégrée à la plateforme logicielle CIVA. Il permet à
ses utilisateurs de bénéficier de méthodes développées pour la recherche en élastodynamique et de les appliquer directement à leurs besoins spécifiques.
Pour ArcelorMittal, l’objectif est de suivre l’évolution des propriétés d’aciers à hautes performances au cours de leur fabrication à l’aide de mesures par ultrasons laser. Un contrôle plus précis de ces procédés présente des avantages à la fois économiques et écologiques, car il permet d’en réduire le coût énergétique ainsi que d’incorporer davantage de matière première recyclée.
ArcelorMittal a fait partie des premiers utilisateurs de Microstruct, et continue à accompagner son développement dans le cadre du projet européen ANNEAL-LUS.

Simulation Microstruct du champ ultrasonore émis par laser dans un échantillon d’acier. © CEA

 

Associé à d’autres modules déjà disponibles dans CIVA, Microstruct permet par ailleurs des approches de simulations multiéchelles qui peuvent être appliquées aux contrôles ultrasonores de différents matériaux hétérogènes. Des travaux sont en cours au CEA-List avec d’autres partenaires pour des applications de contrôle des soudures, des pièces issues de fabrication additive, ainsi que des bétons.

Cet outil de simulation ouvre de nouvelles perspectives à la fois pour la recherche amont en modélisation et pour des applications à des matériaux spécifiques correspondant à des problématiques industrielles très concrètes

Rebecca Cabean

Vincent Dorval

Ingénieur-chercheur et expert — CEA-List

Microstruct est le maillon clé de la chaîne de modélisation qui permet d’interpréter des caractéristiques de propagation d’ondes ultrasonores dans les aciers pour en évaluer des propriétés microstructurales.

Guillaume Cousin & Philip Meilland

Ingénieurs de recherche — ArcelorMittal