Le département Mécanique et Procédés d’Élaboration (MPE) se consacre à l’étude des matériaux céramiques et composites, en s’appuyant sur la mécanique pour optimiser les procédés d’élaboration directe et leurs impacts sur les structures et microstructures. Ses travaux s’organisent autour de deux axes : les matériaux innovants pour l’énergie et l’environnement, et les procédés avancés pour les énergies renouvelables. Ces activités illustrent l’engagement du département en faveur de la transition énergétique et de l’innovation durable.

Responsable
Julien Bruchon
Mail : julien.bruchon@mines-stetienne.fr
Téléphone : +33 4 77 42 00 72

12 enseignants-chercheurs et ingénieurs
4 techniciens travailant à l’Atelier de l’École
1 Unité de recherche
10 publications à comité de lecture par an

Domaines d’expertise

Compétences

Le département développe une expertise à l’interface de plusieurs disciplines, permettant une approche intégrée des procédés d’élaboration :

  • Sciences des matériaux et caractérisation expérimentale
    Analyse fine des structures et propriétés des matériaux.
  • Modélisation mécanique et physique
    Simulation des phénomènes d’élaboration et de mise en forme.
  • Informatique scientifique et méthodes numériques
    Développement d’outils numériques pour la conception et l’optimisation des matériaux.

Domaines d’intervention

Les travaux s’articulent autour de procédés d’élaboration directe, sans enlèvement de matière, appliqués à :

  • La métallurgie des poudres, en particulier le frittage des céramiques.
  • Les matériaux (bio-)composites structuraux, élaborés par infusion de résine liquide.

Axes de recherche

Métallurgie des poudres et frittage avancé

  • Développement de procédés de frittage rapide (micro-ondes, flash) et de fabrication additive pour concevoir des céramiques à haute performance, appliquées à la santé (biocéramiques), l’énergie, la défense et le design.
  • Étude des interactions micro-ondes-matière lors du chauffage/frittage, notamment l’influence des compositions chimiques et des propriétés diélectriques des matériaux.

Matériaux composites structuraux

  • Caractérisation multi-échelle des interactions résine-fibres dans les procédés Liquid Composite Molding (LCM), avec un focus sur les fibres synthétiques (carbone, aéronautique) et naturelles (lin, sport et loisirs), ainsi que sur les résines thermodurcissables et thermoplastiques recyclables.
  • Simulation et optimisation de la mise en forme des renforts fibreux, calcul des propriétés mécaniques des pièces, et contrôle non destructif de la qualité des composites via des méthodes inverses.

Grâce à cette approche combinant expérimentation et modélisation, le département MPE accompagne les avancées en conception et fabrication de matériaux innovants pour l’industrie du futur.

Unité de recherche

Ce rattachement reflète une synergie entre les compétences en mécanique, en science des matériaux, et en ingénierie des procédés. L’UMR 5307 favorise une approche pluridisciplinaire pour étudier, concevoir et optimiser des matériaux avancés et leurs procédés de fabrication. Grâce à ce cadre collaboratif, le département MPE s’inscrit dans une dynamique de recherche de pointe, en partenariat avec des acteurs académiques, industriels et institutionnels, renforçant son rôle au cœur des défis liés à la transition énergétique et à l’innovation durable.


Alumines poreuses obtenues sous gradient thermique
Micrographie d’un multipli de carbone NC2r après 2000 cycles hygrothermiques

Contact et informations pratiques

  • Adresse
    École des mines de Saint-Étienne
    Sciences des Matériaux et des Structures
    158, cours Fauriel,
    42000 Saint-Étienne, France
  • Transport
    Bus : Ligne 6, arrêt « École des Mines »