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Vincent Guipont

Vincent Guipont

Directeur de recherche

Centre · CMAT

Discipline(s)
Génie des procédés, Mécanique du solide
Thème(s)
Biomatériaux, Fabrication additive, Superalliage

Mots-clés

Équipe

GEM - Genèse, Évolution des Microstructures

Biographie

Vincent Guipont est un chercheur spécialisé dans l’étude des revêtements et des interfaces, avec une expertise marquée dans les procédés de dépôt par projection thermique et les mécanismes de dégradation des matériaux sous sollicitations thermomécaniques. Ses travaux portent principalement sur les revêtements céramiques et métalliques, notamment les barrières thermiques (TBC) utilisées dans les turbines aéronautiques et les systèmes énergétiques. Il explore les phénomènes d’endommagement interfacial, tels que la délamination, la fissuration et la corrosion sous contraintes thermiques, en combinant des approches expérimentales innovantes (comme le test d’adhérence par choc laser, LASAT) et des modélisations numériques par éléments finis. Ses recherches abordent également les procédés émergents comme la projection à froid (cold spray) pour le dépôt de céramiques et de composites, en étudiant l’influence des paramètres de projection sur la microstructure et les propriétés mécaniques des revêtements. Une part importante de ses travaux concerne l’analyse des interactions entre les défauts microstructuraux (porosité, inclusions) et les performances des matériaux en conditions réelles d’utilisation.

Publication(s)

Enseignements

Dispositifs implantables et matériaux pour la médecine

Intervenant

Programme Les différents concepts abordés dans ce cours, nombreux et extrêmement variés, seront illustrés par l’équipe pédagogique à l’aide d’un ou deux cas réels d’organes ou de tissus (dentaire, ostéo-articulaire, cardiovasculaire …) en guise de « fils conducteurs » tout au long du cours. Lors de la première séance, les étudiants joueront le rôle d’une équipe de R&D, en charge de développer un matériau pour une application de santé. Ils choisiront ainsi leur propre « fil rouge », auquel ils appliqueront d’un cours sur l’autre les différentes notions abordées. Chaque séance de cours sera organisée en trois phases : - I - un exposé suivi d’échanges au cours duquel un binôme ou trinôme d’étudiants présentera l’application du cours précédent à son projet ; - II - un cours d’introduction aux concepts fondamentaux ou une présentation d’un intervenant extérieur (médecin, industriel, spécialiste des questions réglementaires) ; - III - une séance de travail en groupe pour appliquer les concepts vus au cas d’étude choisi. En outre, dès que le cas d’étude aura été choisi, l’équipe pédagogique se chargera avec les étudiants de contacter un ou des spécialiste(s) du domaine (médecin, chercheur, ingénieur …) à qui une synthèse de l’étude sera présentée en fin de parcours sous forme d’un rapport et d’un exposé de défense de projet. Les étudiants pourront ainsi confronter leur démarche aux avis critiques d’experts et de professionnels. Contenu Le programme s’articulera autour de 6 séances au cours desquelles seront notamment abordées les notions relatives : • à la composition et l’organisation des matériaux biologiques, • à la biocompatibilité, la bioactivité, la biointégration et la biorésorbabilité, • aux propriétés mécaniques des tissus et leur caractérisation mécanique in vivo et in vitro, • aux grandes classes de biomatériaux (polymères, métaux, céramiques), • aux nouveaux procédés de fabrication et à l’approche par ingénierie tissulaire, • aux méthodes d’évaluation de la tenue en service des biomatériaux et dispositifs médicaux, • aux aspects réglementaires, • à la prise en compte des contraintes médicales, • au contexte industriel.

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 Endommagement à haute température de barrières thermiques : les effets de l’environnement étudiés par choc laser. DEGOUILLES Eliott
  • 2024 Dimensionnement fatigue thermo-mécanique de barrières thermiques nouvelle génération COLOMBEL Paul
  • 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 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
  • 2020 Projection de céramiques par cold spray : influence de l’architecture de poudres agglomérées sur le comportement à l’impact et l’élaboration des dépôts CÉLESTE Geoffrey
  • 2019 Effet de la présence d'inclusions d'oxyde sur la prévision de l'amorçage de la corrosion sous contrainte de l'alliage 600 en milieu REP PEREZ Colette
  • 2019 Maîtrise de la microstructure d'un superalliage base nickel (Iconel 718) élaboré par le procédé L-PBF LACOSTE Luc
  • 2019 Evolution du système barrière thermique AM1/(Ni,Pt)Al/YPSZ en conditions de fatigue thermo-mécanique MAHFOUZ Lara
  • 2018 Etude de revêtements base nickel pour le chaînage des procédés Cold Spray et L-PBF (Laser-Powder Bed Fusion) PLOUZE Cléa
  • 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 Etude de l’essai d’adhérence par choc laser (LASAT) sur dépôts plasma d’hydroxyapatite : influence des effets de bord sur les contraintes et la fissuration à l'interface COTTIN Alexandre
  • 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