Matériaux et systèmes avancés

Depuis sa création, le département Matériaux et Systèmes avancés est orienté vers le développement de nouveaux matériaux et de systèmes absorbeurs d’énergie.

Nous accompagnons les entreprises souhaitant des absorbeurs d’énergie (pour le choc, le vibratoire ou l’acoustique). Pour cela, des matériaux originaux, les sphères creuses, ont été? développés au début des années 1980.

Des premiers travaux de recherche ont été réalisés avec l’université Paul Sabatier afin de mettre au point ce nouveau type de matériaux : les sphères creuses métalliques.
ATECA a ensuite développé de nouvelles sphères creuses en polymère, élastomère et céramique pour des applications dans le domaine vibratoire, acoustique et du choc.

Les sphères creuses sont notre produit phare mais nous avons également enrichi notre offre avec d’autres matériaux : les feutres métalliques. Et fort de notre expérience dans la conception et réalisation de prototypes acquises dans le cadre de projets collaboratifs, nous proposons cette prestation directement à nos clients depuis 5 ans.

En raison de la petite taille de sa structure R&D, ATECA a une recherche très collaborative via des projets (FUI, Clean Sky, DGA, etc..) et utilise des approches Agile pour être réactive et au plus près des besoins de ses clients.

sphères creuses

ateca - spheres creuses

feutres métalliques

ateca - feutres metalliques

prototypes

Le département «Matériaux et Systèmes avancés» s’appuie sur une démarche agile et une forte réactivité.
En quelques chiffres, c’est :

brevets déposés

projets collaboratifs (EU et France)

années d’expérience

Références :
LIEBHERR AEROSPACE
ONERA
SKF AEROSPACE
CREO DYNAMICS
DAC VISION
SAFRAN/AIRBUS

Les Sphères creuses

Depuis la création des premières sphères creuses métalliques au début des années 1980, ATECA a évolué et propose des coques plus légères en polymère, élastomère, céramique ou argile. Nos sphères ont des Ø compris entre 2 et 6 mm et, sur demande, nous pouvons aller jusqu’à des Ø de l’ordre de 20 mm.
Les sphères peuvent être libres entre-elles ou collées (moulage) et permettent ainsi d’élaborer des absorbeurs d’énergie.

 

L’originalité des sphères réside dans leur capacité à atténuer considérablement les vibrations de toutes structures creuses (longeron, poutre, capot, pilier, nid d’abeille…) sans ajouter de rigidité à cette structure. Elles sont ainsi adaptables aux environnements de toutes structures creuses existantes (température, corrosion, …).

Ainsi, que ce soit pour l’acoustique ou la vibro-acoustique, on peut retrouver nos sphères creuses dans des panneaux sandwich. Ce qui leur confère de bonnes performances d’atténuation en transmission acoustique.

 

Les avantages des sphères creuses résident dans :

  • Leur ratio performances acoustique/masse élevé par rapport aux solutions habituelles (viscoélastique).
  • Leur intégration dans structures creuses existantes >> un gain de volume/encombrement (cellule nid d’abeille, poutre, cloison, …).

Nos produits sont reconnus dans le monde aéronautique puisque trois références de sphères creuses sont qualifiées chez AIRBUS pour leurs performances en termes d’atténuation vibro-acoustique.
Au niveau du choc, les sphères permettent de concevoir des absorbeurs 3D et légers avec de très bons rendements.

Les Feutres métalliques

Depuis 1998, ATECA fabrique des feutres métalliques à partir de fibres non tissées, en s’appuyant sur ses moyens techniques (four sous-vide). Nous pouvons ainsi obtenir des taux de porosité élevé (90-95 %).
La consolidation des fibres se fait par soudage par diffusion.
ATECA travaille principalement avec des fibres de diamètre compris entre 8 et 30 microns et des nuances d’acier inoxydable de type 316L.
Les principaux développements concernent la filtration de fumée (ou de liquides), l’atténuation acoustique et l’ophtalmologie.

Fabrication de prototypes

Nous mettons notre expertise dans la fabrication de prototypes pour banc d’essai au service de nos clients.
Cette activité a démarré avec la réalisation d’éprouvettes pour des bancs acoustiques «petite échelle» et s’est étendue à des prototypes échelle 1.

Nous pouvons fabriquer ces pièces en composite ou en métal et nous nous appuyons sur un réseau de sous-traitants compétents et réactifs.

Nos dernières innovations

ATECA prône une politique de dépôt de brevets. ATECA a développé? au fil des années des collaborations étroites avec des équipes universitaires (Université? Paul Sabatier de Toulouse par exemple), qui ont débouché? sur des dépôts de brevets en copropriété?. La valorisation de ces brevets se fait sous la forme de cession de licence ou de vente du brevet.

ATECA est reconnu comme organisme agréée au Crédit Impôt Recherche sans discontinuité? depuis 2009 et au Crédit Impôt Innovation depuis 2013.

    Le mandrin hydrosoluble

    Toujours à l’écoute de ses clients ATECA a développé un nouveau type de mandrin (ou noyau) hydrosoluble, servant à la fabrication de structures composite creuses. Ce mandrin est une pièce sur laquelle est mis en forme un matériau composite. Après fabrication de la pièce en composite (en utilisant un prepreg par exemple), de l’eau est injectée dans l’ensemble et permet la dissolution du mandrin. On obtient ainsi une pièce composite creuse, pouvant contenir des géométries non-démoulables tout en respectant de très bonnes tolérances dimensionnelles internes.

    Mandrin ATECA et pièce composite fabriquée à partir de ce modèle de mandrin

    Le drapage, le RTM (resin transfer molding) et l’enroulement filamentaire sont quelques exemples de procédés compatibles avec le mandrin hydrosoluble.

    Ces mandrins ont été spécialement mis au point pour résister à la température et être soluble dans de l’eau. La spécificité du process de fabrication du mandrin réside dans le fait de de tout le process de dissolution peut se faire à température ambiante.

    Le panneau fractal

    Depuis 2002, les sphères creuses sont intégrées par des panneaux sandwich des hélicoptères VIP pour leur conférer des propriétés vibro-acoustiques. Pour améliorer les performances vibroacoustiques de ces panneaux sandwich à base de sphères creuses et alléger cette solution technologique, ATECA a développé avec l’ONERA les panneaux fractals.

    Les panneaux fractals sont des panneaux sandwich remplis de façon sélective de sphères creuses. Ce remplissage se fait suivant un motif fractal et permet, par rapport à un panneau sandwich sans sphères, d’obtenir : un gain en atténuation de l’ordre de 2 à 4 dB et une masse ajoutée inférieure à 10%.

    Brevets et Publications

    Les Brevets


    2018 :
    MANDRIN FUSIBLE HYDROSOLUBLE A BASE D’ELEMENTS GRANULAIRES, n° FR3059586

    2015 : Panneau Insonorisant (Soundproof PANEL), n° WO 2015/117868 (avec l’ONERA)

    2008 : Peau amortissante de protection de pièces composites, n°2930378 (avec Conseil et Technique)

    2008 :  PANNEAU ACOUSTIQUE PERFECTIONNE, N° FR2930670

    2008 : MATERIAU D’AME, n° FR2939077 (avec l’INP Toulouse et l’Université Paul Sabatier III)

     

    Pour certains de nos brevets, nous avons cédés des licences ou nous les avons vendus.

    Publications

    “Qualification of Launcher Tank Dynamic Behaviour through Vibratory Experiments using discrete Elements Spheres”

    Legaud T, Lapoujade V., Chiambaretto PL, Sinh Khoa N. , Gourinat Y, Fascio V.
    Conference : LS-DYNA 15h European Conference, Detroit June 2018.
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    “Design, manufacturing and demonstration of acoustic liners for air conditioning systems”

    Piot E., Brazier JP., Simon F.,Fascio V., Peyret C.,Ingenito J.
    Proceedings: 22nd AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference, May 2016
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    “Low frequency sound absorption of resonators with flexible tubes”

    Simon F.
    Proceedings : ICA 2013, Montreal , Canada, 2-7 Juin 2013, volume 19, 2013.
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    “Numerical and experimental design of graded cellular sandwich cores for multi-functional aerospace applications”

    Hohe J.,Hardenacke V.,Fascio V.,Girard Y.,Baumeister J.,Stöbener K.,Weise J.,Lehmhus D.,Pattofatto S.,Zeng H.,Zhao H.,Calbucci V.,Rustichelli F.,Fiori F.
    Book : Materials & Design, Volume 39, August 2012, p 20-32
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    “Material Selection for Soft Particle Dampers”

    Fascio,V. Aridon G., De Almeida O., Michon G. , Griffiths S. , Lavielle D., Eck J. , Toufine A.
    Proceedings : 12th International Symposium on Materials in the Space Environment, 2012. 24 – 28 September 2012, Noordwijk, the Netherlands
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    “Impact behaviour of hollow sphere agglomerates with density gradient”

    Zeng H.B.,Pattofatto S.,Zhao H.,Girard Y.,Fascio V.
    Journal: International Journal of Mechanical Sciences, Volume 52, Issue 5, p 680-688
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    Domaines d’application des matériaux & systèmes avancés

     

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