ProjetSOULAP

Le soudage laser des polymères s’impose aujourd’hui comme une technologie d’assemblage stratégique pour de nombreux secteurs industriels. Il permet de s’affranchir des adhésifs chimiques, tout en garantissant une grande précision, une excellente étanchéité et une compétitivité économique.

Au-delà de ses performances techniques, ce procédé s’inscrit pleinement dans une logique de fabrication durable, grâce à une réduction de la consommation énergétique et de l’usage de matériaux auxiliaires.

Cependant, la qualité des soudures – notamment leurs performances mécaniques et leur étanchéité – reste fortement dépendante de la structure moléculaire des polymères. Les modèles actuels, essentiellement macroscopiques, ne permettent pas de décrire finement les phénomènes physiques se produisant aux interfaces.

Une compréhension approfondie à l’échelle nanométrique est donc nécessaire pour franchir un cap dans l’optimisation et la fiabilisation de cette technologie.

C’est dans ce contexte que s’inscrit le projet SOULAP, qui vise à relier les mécanismes moléculaires aux performances industrielles des assemblages soudés.

1 an – du 1^er janvier au 31 décembre 2026

Le projet SOULAP poursuit un objectif central : mieux comprendre pour mieux maîtriser le soudage laser des polymères.

Plus concrètement, il vise à :

• Décrypter les phénomènes physiques aux interfaces polymères, de l’échelle nanométrique à l’échelle macroscopique
• Caractériser finement les joints soudés (propriétés micromécaniques, structure interfaciale, stabilité)
• Modéliser les mécanismes d’interdigitation des chaînes polymères via la dynamique moléculaire
• Identifier les paramètres moléculaires déterminants pour la qualité des assemblages
• Optimiser les paramètres du procédé laser (puissance, vitesse, cycles thermiques) grâce à une approche couplée expérimentation / simulation
• Renforcer la robustesse, la répétabilité et la performance des procédés industriels
• Contribuer à une production plus durable, en réduisant l’empreinte énergétique et matérielle

Dans le cadre du projet SOULAP, IREPA LASER déploie une approche intégrée combinant expérimentation, caractérisation multi-échelle et modélisation avancée.

Le projet est structuré en plusieurs lots de travaux complémentaires (Work Packages), permettant un pilotage rigoureux et une progression itérative.

Développement et maîtrise du procédé laser
IREPA LASER conçoit et met en œuvre des opérations de soudage sur polymères amorphes et semi-cristallins (notamment polycarbonate et polyéthylène). Les paramètres du procédé (puissance, vitesse, cycles thermiques) sont finement ajustés afin d’étudier leur influence sur la formation des interfaces.

Un outillage spécifique est développé pour garantir la qualité de contact, la pression et la répétabilité des assemblages.

Production d’échantillons et itérations expérimentales
Des séries d’éprouvettes sont produites selon différentes configurations. Ces essais sont conduits de manière itérative, en intégrant les retours issus des analyses mécaniques et microstructurales, afin de converger vers des conditions optimales.

Couplage avec la simulation et la caractérisation
Les résultats expérimentaux sont corrélés avec des simulations de dynamique moléculaire, permettant d’analyser l’interdiffusion des chaînes polymères à l’interface. Cette approche multi-échelle constitue un levier clé pour relier phénomènes fondamentaux et performances finales.

Pilotage et valorisation
IREPA LASER assure également la coordination globale du projet, le suivi des livrables, ainsi que la valorisation scientifique et industrielle des résultats (publications, transferts technologiques, perspectives d’industrialisation).

Le projet SOULAP bénéficie d’un soutien financier structuré, reflétant l’engagement conjoint des partenaires académiques et technologiques :

• Coût total du projet : 162 087 €
• Financement Institut Carnot MICA : 50 000 €
• IREPA LASER : 4 500 €
• ICS – équipe MIM : 14 400 €
• ICS – équipe TSP : 4 500 €

Le projet SOULAP vise à générer des retombées concrètes pour l’industrie, à la fois sur le plan technologique, économique et environnemental.

Amélioration des performances des assemblages
Une meilleure compréhension des phénomènes interfacials permettra d’optimiser la résistance mécanique et l’étanchéité des soudures.

Maîtrise et fiabilisation des procédés
L’identification des paramètres clés renforcera la robustesse et la répétabilité des procédés de soudage laser en environnement industriel.

Accélération de l’innovation
Les outils de simulation développés ouvriront la voie à des approches prédictives, réduisant les phases d’essais et accélérant le développement de nouveaux produits.

Contribution à l’industrie durable
En limitant l’usage d’adhésifs et en optimisant les consommations énergétiques, le projet s’inscrit pleinement dans une démarche de fabrication plus responsable.

Renforcement des compétences technologiques
Le projet participe à la montée en compétences sur des technologies de pointe, au croisement des matériaux, du numérique et des procédés avancés.