17 Janvier 2013  |  Technique de revĂȘtement
Publié dans OberflÀchen POLYSURFACES 05/2012

Une forte dose de vitamines pour la technique de revêtement suisse

Elsbeth Heinzelmann

La Suisse est le leader mondial en matière de technique de revêtement; pour l’instant, car les compétences s’effritent dans les hautes écoles et il n’existe pas de formation spécifique. Mais des institutions comme le CSEM et l’Empa ont une longueur d’avance. Elles lancent l’initiative «Swiss Coating Center», une couveuse pour les essais de couches innovantes et de techniques industrielles et pour des formations professionnelles et continues.
 
Die Schweiz ist weltweit führend in Beschichtungstechnik; noch, denn die Kompetenzen an den Hochschulen bröckeln, eine spezifische Ausbildung gibt es nicht. Doch Institutionen wie das CSEM und die Empa haben die Nase vorn. Sie lancieren die Initiative «Swiss Coating Center», eine Brutstätte für das Erproben innovativer Schichten und Prozesstechniken sowie für Aus- und Weiterbildung.
 
Oerlikon Balzers, Sulzer Metco, Ionbond, Ruag: le savoir-faire des sociétés suisses en matière de revêtement est connu dans le monde entier. Nos hautes écoles ne considèrent cependant pas le sujet à sa juste valeur. La formation en technique de revêtement, comme la propose l’Allemagne depuis des années dans les entreprises et les écoles professionnelles, est absente dans les contrées helvétiques, car jusqu’à présent, on a importé les spécialistes dont on avait besoin du pays du nord voisin.
 
Problème détecté – action mise en œuvre
«Le paysage actuel de la recherche et de la formation en Suisse, en ce qui concerne la technologie de revêtement, ne représente en aucune manière les besoins de l’industrie», déclare le Professeur Dr. Alex Dommann, vice-président du CSEM, Centre Suisse d’Electronique et de Microtechnique SA. De récentes conclusions de recherches du laboratoire doivent être vérifiées sur des installations industrielles. Mais les infrastructures de la plupart des laboratoires de recherche ne sont pas adaptées et les entreprises ne peuvent pas encore prendre en charge de tels développements à ce stade précoce. «Nous manquons d’infrastructures adaptées pour tester de nouvelles couches et des procédés par rapport aux applications industrielles afin de recevoir rapidement une preuve de concept (Proof of Concept) avec des premiers prototypes», dit Alex Dommann.
 
Dépôt chimique en phase vapeur assisté par plasma (PECVD): il permet de déposer des couches à des températures considérablement moins élevées qu’avec le procédé de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) conventionnel, en particulier sur des substrats sensibles à la température. (Photo: Empa)
 
Pour mettre ce projet en œuvre, les chercheurs innovateurs du CSEM se sont réunis avec leurs collègues de l’Empa. Leur objectif est de créer le Swiss Coating Center, un centre de compétence pour la recherche pré-concurrentielle et de réunir également des entreprises et des instituts de recherche ingénieux dans des projets communs du domaine des technologies de revêtement – en particulier celui des plasmas industriels. Le Competence Centre for Materials Science and Technology (CCMX) du domaine des EPF, qui associe la recherche industrielle et universitaire dans des projets pré-concurrentiels, souhaite soutenir cette initiative avec son Materials Challenges Programm. Le transfert dynamique de connaissances et de technologies entre la recherche universitaire et les développements industriels sera ainsi stimulé. L’attention sera portée sur la modélisation des procédés plasmas sur le plan de l’uniformisation, des phénomènes en fonction du temps et de la conception des sources, de la caractérisation des plasmas et des couches et de la sélection des technologies. Pour faire avancer la recherche et le développement, les institutions partenaires comme le CSEM et l’Empa donnent accès à leurs méthodes d’étude et de caractérisation sophistiquées et aux connaissances de leurs spécialistes. Une formation professionnelle et continue de grande qualité en matière de technologies de revêtement, également hébergée dans ce centre d’innovation, et réalisée en étroite collaboration avec l’Empa et le CSEM, témoigne de cette volonté de disposer à l’avenir des experts nécessaires pour l’industrie.
 
Terrain de jeu pour la haute technologie industrielle
«Pour les couches et les techniques innovantes, de nouvelles possibilités et de nouveaux marchés se dessinent», commente le Dr. Pierangelo Gröning, qui gère à l’Empa le département Matériaux modernes et surfaces et l’unité de recherche prioritaire Matériaux nanostructurés. Il pense à des combinaisons de matériaux comme les composites métal-polymère, intéressants sur le plan économique. Les paliers lisses en composite métal-polymère sans entretien qui dispensent de lubrification pendant toute la durée d’utilisation, en sont un exemple. La base de la couche lisse est le polytétrafluoroéthylène (PTFE), dans lequel sont noyés des additifs chimiquement inactifs. Les couches fonctionnelles, fabriquées par exemple avec des plasmas micro-ondes basse pression, font partie de cette tendance. Cela permettra notamment de traiter de façon ciblée les surfaces de matériaux sensibles à la température, ou appliquer un revêtement, en utilisant peu d’énergie. On pense au réglage spécifique des propriétés de surface pour l’hydrophobie/hydrophilie, à l’intégration de couches barrières pour la diffusion de gaz ou l’isolation électrique, au dégermage pour les applications dans l’industrie alimentaire, la médecine et la pharmacie.
Mais les initiateurs de Swiss Coating ont aussi pour cible les techniques de procédés, comme les procédés roll-to-roll, qui permettent, par exemple dans la fabrication de cellules solaires à couches minces, une application rapide et continue avec de purs films ultrafins dans le procédé sous vide. Il est question de toujours plus de procédés avec des polymères fonctionnels, des systèmes de matériaux macromoléculaires complexes à haut niveau d’intégration de fonctionnalités. Ces «polymères intelligents» peuvent, par exemple, réagir à des stimulations comme la pression, la chaleur, la lumière ou l’électricité et produire des effets spéciaux. Ainsi, le département des polymères fonctionnels d’Empa étudie de nouveaux matériaux polymères avec des propriétés fonctionnelles uniques, ainsi que le procédé de revêtement par laser dans la plage du micromètre, qui sont utilisés entre autres pour la fabrication de pièces avec film fin en polymère.
 
 
Structure multicouche complexe d’une cellule solaire flexible à couche mince CIGS à haute efficience (18,7%; record mondial actuel).
(Photo: Empa)
 
Puissance pour l’avenir
«Avec le Swiss Coating Center et ses installations semi-industrielles qui permettent les applications industrielles de procédés, nous pouvons refermer la brèche aujourd’hui béante en recherche et développement», juge Pierangelo Gröning. La base de la future compétitivité de la branche suisse des revêtements est ainsi assurée sur la scène internationale. Comme pour cela des investissements qui dépassent en général le budget des instituts de recherche suisses sont nécessaires, les initiateurs visent un modèle PPP – un Partenariat Public Privé – avec la branche nationale des revêtements.
L’action Swiss Coating Center en est encore à sa phase de planification. On recherche maintenant des personnes tournées vers l’avenir, des têtes intelligentes, qui s’engageront dans cette initiative et proposeront leurs idées. Ce n’est qu’en regroupant le savoir-faire des scientifiques et les connaissances relatives aux applications industrielles innovantes que l’industrie suisse du revêtement pourra jouer ses atouts dans ce domaine et confirmer à l’avenir sa position de leader en matière de technologies du revêtement sur les marchés mondiaux.
 
Informations complémentaires:
CSEM
Prof. Dr. Alex Dommann
alex.dommann@csem.ch
 
Empa
Dr. Pierangelo Gröning
pierangelo.groening@empa.ch


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