Close

‹ Retour à l’annuaire

Christophe Colin

Christophe Colin

Chargé de recherche

Centre · CMAT

Mots-clés

Équipe

GEM - Genèse, Évolution des Microstructures

Biographie

Christophe Colin est un chercheur spécialisé dans les procédés de fabrication additive et les matériaux avancés, avec une expertise marquée en métallurgie et en caractérisation microstructurale. Ses travaux portent principalement sur l’optimisation des procédés de fabrication additive tels que le *Binder Jetting*, la fusion laser sur lit de poudre (L-PBF) ou le *Laser Metal Deposition* (LMD), en étudiant les phénomènes physiques sous-jacents comme la solidification, les contraintes résiduelles ou les interactions laser-matière. Ses recherches couvrent également l’analyse des microstructures générées par ces procédés, notamment pour des alliages métalliques (aciers inoxydables, Inconel, titane, aluminium) et des céramiques, en mettant en lumière les liens entre paramètres de fabrication, conditions de solidification et propriétés mécaniques. Christophe Colin contribue également à l’amélioration des modèles numériques pour simuler les transferts thermiques et les dynamiques de fusion-solidification, ainsi qu’à l’étude des mécanismes de ségrégation chimique et de texturation cristallographique dans les pièces fabriquées.

Publication(s)

Enseignements

Impression 3D métallique

Intervenant

Le programme d’enseignement est le suivant, sur les journées de cours : Introduction générale aux procédés additifs, Présentation des phénomènes intervenants dans les procédés LBM et ColdSpray. Thermodynamique, transformation de phase en solidification rapide, évolution microstructurale associée. Evolution mécanique et propriétés des pièces réalisées par procédés additifs, traitement final, limitation des défauts. Technique d’élaboration en LBM et ColdSpray, étapes de construction, Présentation des méthodologies de caractérisation expérimentale liées aux procédés additifs et à l’étude des défauts, mesure des contraintes résiduelles par DRX. Modélisation numérique des procédés additifs, objectifs du développement des outils de simulation, phénomènes physiques suivis, échelles de résolution, prédiction des propriétés finales. Présentation (ingénieur R&D en industrie) sur l'utilisation des procédés de fabrication additive en contexte industriel, les objectifs poursuivis et les résultats attendus. En complément de ces enseignements, un temps de projet sera également inscrit dans le cours, réalisé sur une durée de 6 h, au Centre des Matériaux (CMAT, Evry) nécessitant le déplacement des étudiants sur deux journées complètes dans ce laboratoire. Durant ces deux journées, les étudiants suivront, sur la première matinée, la séance d’enseignement sur les techniques d’élaboration et de caractérisation associées aux procédés additifs (séance V – 3 h matinée journée '1'). Le temps de formation suivant (3 h après-midi journée '1' + 3 h matinée journée '2') correspondra au temps de réalisation des projets encadrés. Un temps de travail autonome (3 h après-midi journée '2') pourra être réalisé au CMAT, pour permettre le dépouillement et l’analyse des résultats produits, en préparation à la séance d’évaluation. Les choix de projets seront réalisés, au plus tard, durant la première séance d’enseignement.

Sciences et génie des matériaux (SGM) option

Intervenant

La 2e année : découvrir, observer, expérimenter Les deux semaines d'option sont consacrées à un mini-projet par binôme, dans un des deux laboratoires de l'Ecole (Centre des Matériaux à Evry ou Centre de Mise en Forme des Matériaux à Sophia-Antipolis, soit plus de 70 enseignants-chercheurs en appui à l'option). Les sujets tournent autour d'un projet industriel précis. L'accent est mis sur la découverte de phénomènes physiques, chimiques, mécaniques... et sur leur quantification. Un rapport détaillé et une soutenance orale permettent aux élèves, non seulement de se former aux techniques de communication, mais surtout de se former "les uns par les autres". Quelques sujets : expertise de la défaillance d'un frein ferroviaire, expertise de non-conformité de joints métalliques, soudage (essais instrumentés et modélisation numérique), étude des mécanismes de formation d'une mousse pour siège automobile, formation d'aérogels pour super-isolants ou applications biomédicales... La 3e année : comprendre, savoir choisir, optimiser Les deux temps forts de la troisième année sont le mois d'option (dès la rentrée) et le projet personnel qui occupe tout le reste du temps consacré à l'option. Le mois d'option : "Matériaux et ingénieurs" dans un secteur industriel donné. Le mois d'option est consacré à l'ingénierie des matériaux et s'articule autour d'un secteur industriel précis (2004 et 2005 : l'automobile ; 2006 et 2007 : l'aéronautique, 2008 et 2009 : le bâtiment, 2010 et 2011 : l'énergie, 2012 et 2013 : la santé, 2014 et 2015 : le spatial). Les multiples activités permettent une formation active et la constitution d'un groupe homogène, riche des origines et des personnalités diverses des élèves et des enseignants : visites industrielles : élaboration, transformation et utilisation des matériaux dans le domaine choisi ; quelques conférences données par des experts industriels ; mini-projets de "Découverte Industrielle" : 5 jours par groupes de 2 à 4 élèves, sur site industriel, encadrés par des ingénieurs sur place, sur un problème d'ingénierie ; un rapport écrit (note interne à l'entreprise) et une restitution orale permettent aux différents groupes de partager savoirs et expériences acquis sur le terrain ; quelques "cours", en fait des séances de préparation des visites et des séances de "debriefing" sous forme de questions-réponses aux enseignants, à propos des conférences et des visites industrielles. Le travail d'option : mettre en pratique méthodes et connaissances pour résoudre un problème industriel. Les travaux d'option, individuels, forment la colonne vertébrale de la troisième année. Définis dès le mois d'octobre, en accord avec les desiderata de chaque élève, ils portent sur un problème industriel bien identifié. D'une durée d'au moins 4 mois (total de 8 mois pour les polytechniciens en "voie spécialisée"), ils se déroulent sur site industriel, avec un double tutorat : les ingénieurs de l'entreprise d'une part et un enseignant-chercheur d'un des deux laboratoires "Matériaux" de l'Ecole d'autre part. L'accent est mis sur la compréhension des phénomènes et sur la résolution du problème pratique posé. Quelques sujets d'option représentatifs traités ces dernières années : choix d'un matériau pour une pièce de Formule 1 automobile (Renault, Viry-Châtillon) modélisation des couches minces déposées sur un verre (Saint-Gobain, Thourotte) sélection et dimensionnement d'une mousse antichoc (SNCF, Le Mans) faisabilité du revêtement de pistons par projection plasma (Toyota, Evry - Belgique - Japon) procédé innovant de coulée continue d'acier (Vallourec, Aulnoye-Aymeries / Brésil) optimisation du procédé d'injection de polymère renforcé de fibres (Bosch, Allemagne) analyse de verres dorés émaillés du Moyen-Age (Laboratoire des Musées de France, Paris) prédiction des propriétés à rupture d'aciers pour gazoducs (ArcelorMittal, Gand, Belgique). critère d'acceptabilité de défauts de forge (PSA, La Garenne-Colombes) défauts de mise en peinture des pièces de carrosserie plastique automobile (Mécaplast, Monaco) soudage de pièces en superalliage pour lanceurs spatiaux (Snecma, Vernon) amélioration du contrôle non destructif d'éléments de centrales électriques (EDF, Saint-Denis) décontamination de bétons utilisés en génie civil pour les centrales nucléaires (Bouygues, St-Quentin / CEA, Marcoule) amélioration de la fabrication de pièces en composite pour aéronautique (Dassault, Argenteuil) choix de matériaux pour sondes endoscopiques avec microcope intégré (Mauna Kea Technologies, Paris) Particularités de l'option : Du concret ! L'option comporte très peu de cours à proprement parler : les savoirs et compétences sont acquis dans les cours proposés à tous les élèves (tronc commun, enseignements spécialisés) et surtout par le partage des expériences vécues par chacun sur le terrain. Il s'agit d'expérimenter par soi-même et en équipe (double tutorat ingénieur industriel + enseignant-chercheur). Pratique intensive du travail en groupe La diversité et le nombre des optionnaires permet à chacun d'apprendre aux autres et par les autres. C'est un entraînement efficace aux méthodes d'auto-formation que pratiquera l'ingénieur pendant toute sa carrière pour rester un acteur majeur dans son domaine de compétences et maîtriser son évolution professionnelle. Pluridisciplinarité Le domaine des matériaux est à l'intersection entre des disciplines telles que la physique, la chimie, la mécanique, les mathématiques appliquées et la modélisation numérique. Les travaux d'option comportent souvent une part expérimentale et une part de modélisation, qui permettent une formation équilibrée à la culture des matériaux. L'option s'intéresse aussi bien aux céramiques, aux "plastiques", aux métaux et alliages... qu'aux objets anciens (archéologie) ou aux innovations les plus récentes (aciers "biologiques", aérogels biosourcés ou non...).

Direction(s) de thèse(s)

  • 2024 Etude expérimentale de l’influence des paramètres du procédé de laser cladding sur les caractéristiques métallurgiques des pistes de disques de freins LEQUIN-SOUCHON Justine
  • 2022 Développement du procédé L-PBF avec préchauffage pour la fabrication de superalliages base nickel non soudables ASSAINTE Matthieu
  • 2021 Maîtrise de la fabrication additive de pièces en SS316L par Metal Binder Jetting (MBJ) pour une application grandes dimensions CHENY Thomas
  • 2021 Mécanismes de fissuration à chaud et à froid dans les superalliages à base de nickel élaborés par fusion laser sur lit de poudre (L-PBF) : effet de la microstructure induite par le procédé BORGES MENDONCA Elisa
  • 2021 Fabrication de pièces en Inconel 718 par Metal Binder Jetting : de l’impression au frittage en passant par le déliantage pour garantir la santé matière et les dimensions des pièces SCHNELL Agnès
  • 2019 Compréhension et optimisation des premières étapes jusqu’au déliantage du procédé de Métal Binder Jetting pour la fabrication additive indirecte de pièces aéronautiques en IN718 SANGOUARD Benjamin
  • 2019 Maîtrise de la microstructure d'un superalliage base nickel (Iconel 718) élaboré par le procédé L-PBF LACOSTE Luc
  • 2019 Céramiques eutectiques Al2O3-ZrO2 et Al2O3-ZrO2-YAG par fusion laser sélective de lits de poudre (L-PBF) : Du design de poudres auto-absorbantes à la stabilité microstructurale des pièces 3D MARTINEZ DOSAL Jorge
  • 2017 Détection in-situ par thermographie infrarouge de défauts de fabrication par Laser-Powder Bed Fusion (L-PBF) en vue d'un contrôle procédé en boucle fermée : applications aux alliages TA6V et 15-5PH FOSSE Bastien
  • 2017 Fusion laser sélective de pièces en Inconel 738 et René 77 : vers une maîtrise de la fissuration au cours du procédé pour les superalliages à haute fraction de précipités γ' GRANGE David
  • 2015 Etude de l'interaction laser-matière pour la fabrication de pièces à haute valeur ajoutée en céramiques oxydes semi-transparentes par fusion laser sélective sur lit de poudre MONIZ DA SILVA SANCHO Liliana