AddBro4.0 : Soutenir les innovations d'une PME active dans la tribologie

Ingénierie et Architecture Genève Projets de recherche appliquée et développement

La tribologie, c'est la science du frottement des matériaux. Kugler Bimetal s'en est fait une spécialité dans le domaine des pièces en bimétal composées de bronze au plomb et d'acier. Elle a fait appel à une équipe de la Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève (HEPIA), afin de la soutenir dans ses processus d'innovation.

La PME genevoise Kugler Bimetal est active depuis des dizaines d'années dans le domaine de la tribologie, soit la science du frottement des matériaux. Dans les machines industrielles, de nombreuses pièces subissent des frottements continus dont les caractéristiques doivent être maîtrisées. Kugler Bimetal est en particulier spécialiste de la fabrication de pièces en bimétal finies ou semi-finies, composées de bronze au plomb et d'acier. Elles sont traditionnellement obtenues par fonderie, soit au moyen d'une coulée par gravité. Elles sont destinées à des secteurs divers comme la haute technologie, les turbines hydrauliques et éoliennes, les moteurs Diesel à grande puissance, les pompes hydrauliques pour machines de chantier, ou encore tout type de réducteur ou multiplicateur.

Déjà avant la crise sanitaire, Kugler Bimetal souhaitait innover dans deux domaines : tout d'abord dans le remplacement du plomb, hautement toxique, par le bismuth, un élément chimique tout aussi lubrifiant mais moins toxique. Puis dans la modernisation de ses processus de fabrication, en intégrant la déposition additive par laser de bronze gérée de façon numérique. Cette méthode requiert la maîtrise de paramètres thermiques complexes qui peuvent facilement altérer les matériaux. L'entreprise était déjà parvenue à obtenir des résultats satisfaisants dans les deux domaines susmentionnés. Mais elle a fait appel au Laboratoire de propriétés mécaniques des matériaux d'HEPIA, afin de tester les caractéristiques des pièces obtenues dans le cadre de l'appel à projets "Après COVID-19".

En effet, alors que la pandémie avait ralenti l'ensemble de l'économie mondiale, Kugler Bimetal n'aurait pas pu dégager les ressources nécessaires à l'interne pour effectuer une récolte de données scientifiques comprenant de l'imagerie à haute précision, de la métallographie, ainsi que des analyses poussées sur la dureté et les contraintes résiduelles. Les chercheur-es d'HEPIA possèdent non seulement les ressources et les compétences pour effectuer ce travail, mais également les appareils nécessaires. Ils ont ainsi pu tester les propriétés des pièces de Kugler Bimetal, notamment en termes de fiabilité structurelle et fonctionnelle, ainsi que de résistance aux contraintes ou à l'usure. Le projet, arrivant à son terme à l'automne 2021, a permis non seulement de démontrer que les pièces au bismuth avaient les qualités nécessaires, mais a également permis d'optimiser la production par déposition additive par laser, en réduisant notamment les temps de traitements thermique. Cette dernière amélioration pourra aussi être utilisée par la PME pour la fabrication des pièces contenant du plomb, encore demandées par de nombreux clients.

Cette collaboration permettra à Kugler Bimetal de gagner du temps et de proposer à ses clients des produits et des procédés de fabrication innovants, qui la placeront de manière optimale sur le marché. Quant à l'équipe du Laboratoire des propriétés mécaniques de matériaux, ce projet lui a permis de valoriser et de renforcer ses compétences. Cette collaboration fructueuse se poursuivra par la suite dans un projet de plus grande envergure.

Un appel à projets destiné aux entreprises impactées par la crise sanitaire

Le projet décrit ci-dessus fait partie d'un appel à projets extraordinaire intitulé "Après Covid-19". Il a été lancé en juillet 2020 par le Conseil de domaine Ingénierie et Architecture de la HES-SO. Ces fonds sont destinés aux professeur-es proches des sociétés de services et d'entreprises suisses impactées par la crise sanitaire. Les hautes écoles concernées par cet appel à projets sont :

  • HE-Arc Ingénierie ;
  • Haute école d'ingénierie et d'architecture de Fribourg - HEIA-FR ;
  • Haute école du paysage, d'ingénierie et d'architecture de Genève (HEPIA) ;
  • HES-SO Valais/Wallis - Haute Ecole d'Ingénierie - HEI ;
  • Haute Ecole d'Ingénierie et de Gestion du Canton de Vaud - HEIG-VD ;
  • CHANGINS - Haute école de viticulture et œnologie.