Morphomeca

La plateforme MORPHOMECA est consacrée à l’exploration et l’analyse morphologique des surfaces, des échelles décimétriques aux échelles nanométriques.

Qu’est-ce que la Morpho-Mécanique ?

La Morpho-Mécanique, c’est mesurer la topographie d’une surface d’un objet et appliquer une méthodologie de traitement morphologique adaptée à son environnement en vue de caractériser son historique, quantifier ses propriétés et accroître ainsi des fonctionnalités recherchées tout en garantissant son intégrité structurale.

MORPHOMECA, une plateforme pluridisciplinaire

Inaugurée en 2017, la plateforme MORPHOMECA est consacrée à l’exploration et l’analyse morphologique des surfaces, des échelles décimétriques aux échelles nanométriques.

L’objectif de la plateforme MORPHOMECA est de construire des outils d’exploration morphologique de la surface, aux échelles où les phénomènes physiques, chimiques ou biologiques apparaissent (tailles des cellules en biologie, des particules abrasives en usure…).

Cette plateforme pluridisciplinaire permet d’investiguer des champs disciplinaires variés (mécanique, chimie, optique, archéologie, médical, sensoriel, art …) dont le dénominateur commun est la compréhension des mécanismes physiques aux interfaces.  

Une sollicitation de nombreux industriels

De nombreux industriels, de la TPME aux grands groupes, sollicitent cette plateforme et les outils de traitements associés pour étudier les surfaces manufacturées et ainsi optimiser leurs fonctionnalités et leurs intégrités physiques. Les ingénieurs et chercheurs des équipes associées à cette plateforme participent aux développements de prototypes avec les constructeurs d'équipements d'exploration de surface (Bruker USA, Alicona Autriche, Altimet France) et d’éditeurs de solutions logicielles (DigitalSurf France).

De nombreux partenariats

Grâce à ces partenariats, la plateforme MORPHOMECA dispose des dernières innovations en termes de caractérisation morphologique. Elle regroupe un ensemble unique d’équipements, conjuguant différentes techniques métrologiques dimensionnelles. Cette multiplicité de méthodes de caractérisation morphologique fiabilise la mesure des surfaces à chaque échelle représentative des phénomènes à observer. L’intégration et un couplage fort des techniques instrumentales permettent une description géométrique des surfaces depuis les échelles décimétriques jusqu’aux échelles nanométriques, sans rupture du continuum dimensionnel.

Les équipements de la plateforme

La plateforme, référencée au CNRS et dans les instituts Carnot, comporte :

Nom de l'équipement Modèle Marque Informations spécifiques
Profilomètre tactile

Dektak XT

Bruker

4 machines asynchrones 4 quadrants

Microscope à variation de focus

Infinite focus G5

Alicona

 
Microscope à variation de focus portable

Infinite Focus Portable RL

Alicona

 
Microscope à variation de focus (prototype) Contour LS-K Bruker  
Interféromètre    Newview 7300 Zygo     VSI - Vertical Scanning Interferometry
Interféromètre Contour GT Bruker VSI, PSI - Phase Shifting Interferometry
Microscope à force atomique (AFM) Dimension Edge Bruker  
Nano-indenteur environnemental en température TriboIndenteur HysitronTI980 Bruker  
Dome De Reflectance Prototype Altimet      

Au-delà de moyens de mesure hors-norme, l’équipe s’appuie sur le système expert MesRug, pour assurer les traitements et analyses des bases de données morphologiques, quantifier les échelles physiques pertinentes et fournir les indicateurs numériques robustes associés aux phénomènes étudiés. Des logiciels sont développés pour expliquer la formation des morphologies mesurées (usure, sablage, diffusion…). D’autres logiciels sont implémentés afin de modéliser l’interaction de phénomènes physiques avec la surface mesurée (brillance, transmission de la lumière, adhésion cellulaire, étanchéité…).

Informations supplémentaires

Coût total équipements : 1.8 M€

Supports financiers

ELSAT2020, GDR CNRS Topologie des Surfaces, INSA, Instituts Carnot, ANR et contrats industriels (Grands groupes, PME, TPME), partenariats public-privé.

Partenaires industriels

Bruker, DigitalSurf, Essilor.

Mots-clés

Surface ; Caractérisation ; Topographie ; Fonctionnalisation ; Tribologie ; Propriétés micromécaniques ; Texturation ; Rugosité; Sensoriel; Fractographie ; Biomatériaux ; Implantologie ; Archéologie ; Métallurgie ; étanchéité ; métrologie.

À lire aussi

Responsables scientifiques

Maxence Bigerelle

Romain Vayron

Responsables techniques

Raphael Deltombe

Frederic Robache