Recyclage Écoresponsable des Copeaux de Ti6Al4V issus de l'Aéronautique (RECoTiA)

Recycling of Ti6Al4V chips from the aerospace industry (RECoTiA)

• Auteur / Autrice : Gauthier Grejois
• Direction : Fabienne Espitalier, Michel Mousseigne
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Génie des Procédés et de l'Environnement
• Date : Inscription en doctorat le 30/09/2023
• Etablissement(s) : Ecole nationale des Mines d'Albi-Carmaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mécanique, énergétique, génie civil et procédés
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : RAPSODEE - Centre de Recherche d'Albi en Génie des Procédés, des Solides Divisés, de l'Energie et de l'Environnement

Mots clés

Mots clés libres

Recyclage

Ti6Al4V

Aéronautique

Ecoresponsable

Ti6Al4V

Recycling

Aerospace

Ecoresponsible

Résumé

L'usinage des pièces d'alliage de titane Ti6Al4V (matériau majoritaire dans l'aéronautique) induit un taux d'enlèvement de matière (copeaux) pouvant représenter jusqu'à 90% de la masse initiale et une contamination chimique. De nos jours, la majeure partie de ces copeaux sont recyclés mais ne peuvent réintégrer cette filière. En effet, les procédés de décontamination utilisés ne permettent pas d'obtenir une qualité aéronautique après recyclage. De plus, ils sont énergivores et problématiques pour l'environnement. Ce projet a deux objectifs principaux. Il vise d'une part à proposer des méthodes novatrices alternatives de nettoyage/décontamination de copeaux d'usinage de titane (Ti6Al4V) issus du secteur aéronautique. Ces méthodes devront permettre d'améliorer leur recyclage pour les valoriser dans la fabrication additive aéronautique. D'autre part, des voies alternatives de recyclage seront proposées pour valoriser ce titane sous forme de poudres pour des applications telles que la catalyse ou la mise en forme d'électrodes par association avec un autre métal (Li). Les méthodes envisagées devront être moins énergivores et moins nocives pour l'environnement que celles existantes. Les verrous associés à ces objectifs sont : - Extraction de l'huile de coupe tout en recyclant le solvant utilisé pour la décontamination. Problématique des additifs présents dans les huiles de coupe parmi lesquels on trouve des émulsifiants, des amines, des agents anti-corrosion - Réduction de la teneur en oxygène par des méthodes vertes. - Maitrise de la morphologie des particules obtenue par mécano synthèse et répondant aux exigences de la fabrication additive.

The machining of Ti6Al4V titanium alloy parts (the main material in aeronautics) results in a material removal rate (chips) that can include up to 90% of the initial mass and a chemical contamination. Nowadays, most of these chips are recycled but cannot be reintegrated into the industry. Indeed, the decontamination processes used do not allow to obtain an aeronautical quality after recycling. Moreover, they are energy consuming and problematic for the environment. This project has two main objectives. On the one hand, it aims to propose innovative alternative methods of cleaning/decontamination of titanium (Ti6Al4V) machining chips from the aeronautical sector. These methods should allow to improve their recycling to value them in the aeronautical additive manufacturing. On the other hand, alternative ways of recycling will be proposed to value this titanium in the form of powders for applications such as catalysis or the shaping of electrodes by association with another metal (Li). The methods envisaged will have to be less energy-consuming and less harmful for the environment than the existing ones. The scientific locks associated with these objectives are: -Extraction of cutting oil while recycling the solvent used for decontamination. The problem of additives presents in cutting oils, including emulsifiers, amines, anti- corrosion agents. - Reduction of oxygen content by green methods. - Control of the morphology of the particles obtained by mechanical synthesis and requirements of additive manufacturing.