Le laboratoire commun Mestrel (*), porté par le CEA, le CNRS et l'entreprise Protec Industrie, a pour objectif d’industrialiser un traitement organique de surface sur métal, satisfaisant aux normes et exigences aéronautiques. Ce procédé permettra d'améliorer la protection contre la corrosion et l'adhérence des peintures. Le marché français de la préparation de surface avant peinture représente environ 35 millions d'euros par an (**), dont 3 millions d’euros de chiffre d’affaire pour Protec Industrie.
Le point de départ de la méthode est le procédé d’électrogreffage SEEP (***) développé par une équipe du CEA Paris-Saclay, au sein d’un laboratoire CEA-CNRS. Cette équipe de recherche fondamentale et appliquée maitrise de longue date les mécanismes physico-chimiques utiles pour les traitements de surface. Le procédé SEEP consiste à plonger la pièce à traiter dans une solution aqueuse. Le revêtement obtenu adhère fortement à la pièce, via des liaisons chimiques stables. Le procédé respecte les principes de la chimie verte.
Les équipes du laboratoire commun Mestrel veulent acquérir une meilleure maitrise du procédé, déjà validé à l’échelle du laboratoire en levant plusieurs verrous technologiques. Un développement à l’échelle industrielle permettra de traiter de grandes surfaces métalliques, telles qu'une structure d'avion (panneaux de fuselage et/ou panneau de voilure), tout en préservant les propriétés de primaire d’adhésion (1er verrou), d’anticorrosion (2ème verrou). La phase d’immersion sera remplacée par une technique de pulvérisation (3ème verrou), moins contraignante et plus économe en produits. Ces axes seront étudiés en parallèle, avec l’objectif d’une mise rapide sur le marché du procédé.
À terme, Protec Industrie pourra ajouter à son offre industrielle ce traitement dérivé de SEEP, permettant de satisfaire les plus récentes normes environnementales et de sécurité, tout en réduisant les coûts associés et ainsi gagner en compétitivité. L'entreprise cherche également à diversifier ses activités en visant notamment le traitement de panneaux de voilure d'avions, actuellement sous-traité en raison de contraintes dimensionnelles. Les débouchés de ces procédés peuvent aussi s’étendre au transport ferroviaire, au milieu maritime (plateformes pétrolières, éoliennes, etc.), où la protection contre la corrosion touche le cœur de ces activités.
La mise sur le marché de ce procédé développé par le laboratoire commun Mestrel permettra à Protec Industrie de prendre une dimension plus large, dans son domaine privilégié.
Se passer du chrome hexavalent
Les traitements de surfaces actuels des métaux, assurant les fonctions de couche primaire d’adhésion en préparation de peinture et d’anticorrosion, est à base de chrome Cr VI (6ème état d'oxydation du chrome). Du fait de sa toxicité, l’utilisation du Cr VI est à présent proscrite par la réglementation européenne Reach (****), mais encore tolérée de manière dérogatoire dans certaines industries jusqu’en 2024. La majorité des traitements actuels de substitution remplacent le Cr VI par du Cr III, mais celui-ci est moins performant comme primaire d’adhésion et d'anticorrosion. Une alternative est aujourd'hui fournie par la technologie sol-gel qui présente, cependant, de multiples inconvénients : la durée de vie limitée du revêtement avant la mise en peinture est de moins de 48 h et il est impossible de faire des retouches de peinture après application.
Les partenaires de Mestrel
Les expertises académiques et industrielles des deux partenaires du laboratoire commun Mestrel sont complémentaires :
Le Laboratoire d'innovation en chimie des surfaces et nanosciences (Licsen) au sein de l’Unité mixte de recherche (UMR 3685 CEA-CNRS) Nimbe (Nanosciences et innovation pour les matériaux, la biomédecine et l'énergie) sur le centre de recherche CEA Paris-Saclay, est spécialisé dans la fonctionnalisation de surface des matériaux et a une grande expérience du transfert technologique vers l’industrie.
Protec Industrie, est une PME de 190 employés, leader du traitement de surface et procédés spéciaux en France. Un pôle R&D a été créé en 2012, avec pour objectif principal le développement de procédés verts en remplacement des procédés utilisant le Cr VI et autres produits toxiques.
(*) Laboratoire Mestrel : MEtallic Surface TREatment Laboratory, programme Labcom financé par l'ANR (Convention ANR-16-LCV1-0001)
(**) Sources de ces chiffres : analyse benchmarking Protec Industrie
(***) Procédé SEEP : Surface Electroinitiated Emulsion Polymerization
(****) Reach : Registration, Evaluation and Authorisation of Chemical
Communiqué de presse CEA-CNRS-PROTEC : Le communiqué sur le site du CEA. Le communiqué sur le site du CNRS. Collaboration : Laboratoire LICSEN de l'UMR CEA-CNRS NIMBE (Nanosciences et Innovation pour les Matériaux, la Biomédecine et l'Énergie) Groupe PROTEC Industrie. À propos de Protec Industrie :
Protec Industrie, spécialiste dans le domaine des traitements de surfaces pour le domaine d'activité de l'Aéronautique, le Spatial et la défense, compte parmi ses clients les principaux donneurs d'ordre et équipementiers de ce domaine d'activité. Les trois unités de productions en Ile de France emploient 250 personnes. Leader pour le traitement de surface des pièces complexes, Protect Industrie est en permanence à la recherche de procédés innovants, en substitution de ceux employant le chrome hexavalent.