Recyclage des aciers via la modélisation de traitements de précipitation sélectifs – RESSET

A première vue, le recyclage des aciers est exemplaire puisque le taux de recyclage atteint 95%. Cependant ce taux ne considère pas le décyclage. En effet, un matériau dit recyclé n’est pas forcément réutilisé pour des applications aussi nobles que celle initiale. De nouveaux alliages sont alors produits, pour répondre au besoin de matériaux de structures et fonctionnels, ce qui génère une part importante des émissions de CO2 de la planète. Le réemploi direct des matériaux est rendu compliqué par le tri. La technologie industrielle actuelle manque de maturité pour correctement différencier les nombreuses nuances collectées chez le ferrailleur. Cette ferraille consiste alors en un mélange de nuances dont la composition globale n’a jamais été optimisée pour une application. Pour pallier à cela, la ferraille est mélangée avec des éléments chimiques primaires issus du minerai pour retrouver une composition connue ou est utilisée pour des applications avec un cahier des charges moins lourd. Cette approche n’est pas durable.
Le projet RESSET entend éviter le décyclage des ferrailles en explorant de nouvelles routes métallurgiques engendrant des propriétés mécaniques améliorées, en présence d’éléments chimiques a priori contaminants et néfastes, comme le Cu, et en utilisant des concepts de design des matériaux. RESSET visera en priorité des séquences de précipitation pouvant renforcer le matériau et leur couplage avec d’autres transformations de phases d’intérêt dans les aciers, à savoir la transformation martensitique ou la réversion de l’austénite. A cet effet, des outils de modélisation des cinétiques des transformations de phases seront implémentés. Des développements théoriques basés sur la thermodynamique et la cinétique permettront de formuler les critères pour initier un certain type de précipité et leur taux de croissance. Les équations pilotant les évolutions microstructurales seront couplées aux bases de données thermodynamiques et cinétiques pour obtenir un outil générique, qui, associé à un algorithme d’optimisation livrera les conditions thermomécaniques à appliquer à la ferraille, contrainte en composition, pour la renforcer. Des microstructures obtenues expérimentalement par des traitements thermomécaniques sur un alliage modèle avec une composition typique de ferrailles automobiles serviront d’une part à obtenir des informations sur les évolutions microstructurales aidant au développement des modèles théoriques. D’autre part, elles seront confrontées aux prédictions de l’outil pour valider sa robustesse et pour pouvoir l’utiliser pour améliorer le recyclage des aciers.