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De l'exigence au matériau réel : comment Norck met la découverte de matériaux assistée par l'IA au service de l'ingénierie
Norck aide désormais ses clients à découvrir, optimiser, valider et fabriquer des matériaux avancés grâce à MS Lattice. Voici comment cela fonctionne et ce que cela change pour les équipes d'ingénierie.
Pendant la plus grande partie de l'histoire industrielle, les ingénieurs ont conçu leurs produits en fonction des matériaux à leur disposition. Lorsqu'une pièce devait être plus légère, plus résistante ou mieux tenir la chaleur, les options se limitaient à ce qui existait déjà sur le marché. Si le bon matériau n'existait pas, la conception devait faire des compromis.
Norck change la donne. Avec notre nouveau service Découverte, optimisation et fabrication de matériaux assistées par l'IA, nous aidons nos clients à trouver le matériau dont leur produit a réellement besoin, à en démontrer les performances en conditions réelles et à fabriquer avec lui. C'est l'une des plus grandes étapes de l'histoire de Norck : nous ne fabriquons plus seulement vos pièces, nous contribuons aussi à développer les matériaux qui les composent.
Pourquoi les matériaux sont la prochaine frontière de l'ingénierie
Chaque équipe d'ingénierie finit par se heurter à une limite imposée par le matériau lui-même. Une batterie ne stocke jamais plus d'énergie que sa cathode ne le permet. Un composant de turbine ne peut fonctionner qu'aux températures que son revêtement est capable de supporter. Les performances d'un aimant dépendent des terres rares qu'il contient, et de leur approvisionnement.
Repousser ces limites impliquait traditionnellement des années d'essais et d'erreurs : tester les matériaux connus un par un en espérant que l'un d'eux convienne. Ce processus est lent, coûteux et limité à ce qui est déjà disponible.
L'IA change le point de départ. Au lieu de se demander « quel matériau existant s'en approche le plus ? », nous pouvons désormais nous demander « quel matériau apporterait exactement ce dont ce produit a besoin ? », puis le rechercher.
Qu'est-ce que MS Lattice ?
Au cœur de notre nouveau service se trouve MS Lattice, un moteur propriétaire de découverte de matériaux assisté par l'IA, développé par MatterSpace. Norck exploite MS Lattice sous licence et l'a intégré à nos services d'ingénierie et de fabrication.
MS Lattice fonctionne par conception inverse. Au lieu de partir d'un matériau connu pour se demander ce qu'il peut faire, il part des propriétés dont votre produit a besoin et remonte jusqu'aux structures de matériaux capables de les offrir. Trois capacités rendent cette recherche efficace :
- Recherche adaptative : chaque série de résultats oriente la série suivante, si bien que la recherche suit les résultats obtenus plutôt qu'un plan figé.
- Évaluation fondée sur la physique : chaque candidat est évalué au regard des propriétés qui comptent pour votre application.
- Validation structurée : les meilleurs candidats sont vérifiés au fil d'étapes documentées avant de passer à la suite.
Le moteur conserve en outre un ensemble diversifié de candidats solides plutôt que des quasi-copies d'une même famille, et respecte la chimie et les limites propres à chaque domaine. Le résultat : une présélection établie autour de votre produit, avec les éléments probants qui justifient chaque candidat.
Deux façons de dépasser les limites des matériaux
Tous les projets n'ont pas besoin d'un matériau entièrement nouveau. C'est pourquoi le service propose deux voies :
Optimisation de matériaux existants. Nous partons du matériau que vous utilisez déjà et travaillons à améliorer ses performances et son adéquation à vos exigences techniques. Pour de nombreux produits, c'est la voie la plus directe vers de meilleurs résultats.
Découverte de matériaux révolutionnaires. Lorsque les matériaux actuels ne suffisent tout simplement plus, nous allons au-delà et recherchons de nouveaux matériaux aux propriétés et au potentiel inédits. L'objectif : des solutions capables de repousser les limites techniques actuelles de votre secteur.
D'abord les exigences, puis l'optimisation des préférences
Chez Norck, chaque projet matériau commence par distinguer deux choses :
- Les exigences sont les contraintes techniques que votre matériau doit respecter : les limites qu'un candidat ne peut pas franchir. La recherche est conçue pour trouver des candidats qui les satisfont.
- Les préférences sont les propriétés que vous souhaitez pousser le plus loin possible, comme un poids réduit, un meilleur rendement ou une meilleure stabilité. Elles sont optimisées en plus de vos exigences, jamais à leur détriment.
Cette distinction permet de concentrer la recherche sur ce dont votre produit a réellement besoin, tout en visant les meilleures performances possibles.
Fonctionnement du processus, étape par étape
Ce qui distingue ce service, c'est qu'il ne s'arrête pas à un résultat prometteur sur un écran. Un modèle de matériau est un point de départ, pas un résultat. Notre processus relie la découverte computationnelle au monde physique :
- Définir. Vous nous indiquez les propriétés dont vous avez besoin, vos exigences et vos préférences.
- Découvrir et optimiser. Avec MS Lattice, nous recherchons, concevons et optimisons des matériaux candidats par calcul.
- Sélectionner. Les meilleurs candidats sont retenus au regard de vos exigences et des propriétés visées.
- Synthétiser et valider. Les candidats sont synthétisés puis testés pour vérifier leur fabricabilité, leur stabilité et les propriétés attendues.
- Évaluer et itérer. Les résultats réels alimentent la conception. Si un candidat ne donne pas satisfaction, nous l'affinons et recommençons.
- Produire le matériau. Les matériaux retenus passent en production chez des partenaires de fabrication qualifiés, qu'il s'agisse d'un alliage métallique, d'un matériau pour batteries, d'un aimant ou d'un autre matériau avancé.
- Fabriquer la pièce. Si vous le souhaitez, nous transformons le nouveau matériau en votre pièce ou produit final.
- Livrer. Vous recevez une solution matériau validée, du matériau produit ou des pièces finies, selon le périmètre choisi.
La découverte de matériaux est itérative par nature, et nous avons conçu le service en fonction de cette réalité. Les candidats sont testés, les résultats évalués et les conceptions affinées jusqu'à ce que le matériau soit prêt pour une utilisation en conditions réelles.
Onze domaines de matériaux, un seul moteur
MS Lattice couvre onze domaines de matériaux, chacun avec ses propres familles de matériaux, objectifs et points de départ. Ensemble, ils englobent une grande partie des matériaux sur lesquels reposent les technologies les plus exigeantes d'aujourd'hui.
| Domaine | Ce qu'il couvre | Familles de matériaux |
|---|---|---|
| Cathodes de batteries | Cathodes pour batteries lithium-ion, sodium-ion, potassium-ion et magnésium-ion | Oxydes lamellaires NMC et NCA, oxydes de type spinelle, charpentes polyanioniques, oxydes lamellaires pour batteries sodium-ion, analogues du bleu de Prusse, spinelles pour batteries magnésium-ion |
| Électrolytes solides | Conducteurs ioniques pour batteries tout-solide, piles à combustible et électrolyseurs | Grenats, conducteurs de type NASICON, sulfures, halogénures, conducteurs par ions oxyde, conducteurs protoniques, composites céramique-polymère |
| Catalyse | Catalyseurs pour l'hydrogène, la conversion du CO₂ et une chimie plus propre | Alliages à atomes isolés, surfaces d'alliages, catalyseurs supportés sur oxydes, anodes OER en milieu acide, alliages pour l'ORR, surfaces pour la réduction du CO₂ |
| Aimants | Aimants permanents et matériaux magnétiques doux, avec une moindre dépendance aux terres rares | NdFeB haute performance et à teneur réduite en terres rares, MnAl sans terres rares, hexaferrites, fer-silicium, fer-cobalt, ferrites spinelles |
| Photovoltaïque | Absorbeurs solaires au-delà du silicium | Pérovskites halogénées, doubles pérovskites, chalcohalogénures, absorbeurs à base de chalcogénures |
| Thermoélectricité | Matériaux qui convertissent la chaleur en électricité | Chalcogénures, skuttérudites, composés half-Heusler, oxydes thermoélectriques |
| Alliages à haute entropie | Alliages composés de plusieurs éléments principaux | Alliages de métaux de transition, résistants à la corrosion, légers et réfractaires |
| Supraconducteurs | Supraconducteurs de toutes les familles connues | Cuprates, pnictures à base de fer, nickelates bicouches, composés de type MgB₂, hydrures sous haute pression |
| Revêtements de barrière thermique | Revêtements qui protègent les pièces à haute température | Zircone stabilisée, zirconates de terres rares, oxydes à haute entropie, revêtements de barrière environnementale |
| Revêtements durs | Revêtements résistants à l'usure pour outils et pièces | Nitrures et carbures, diborures, phases MAX |
| Céramiques à ultra-haute température | Céramiques pour les températures les plus extrêmes | Carbures de structure sel gemme, composites à base de diborures, carbures à haute entropie, diborures à haute entropie |
Quelques exemples des possibilités que cela ouvre :
- Stockage d'énergie : les équipes spécialisées dans les batteries peuvent explorer des cathodes et des électrolytes solides pour les batteries lithium-ion, sodium-ion et tout-solide de nouvelle génération.
- Environnements extrêmes : les ingénieurs de l'aérospatiale et de l'énergie peuvent rechercher des revêtements de barrière thermique et des céramiques à ultra-haute température qui protègent les pièces soumises à une chaleur intense.
- Résilience des approvisionnements : les développeurs d'aimants peuvent explorer des conceptions moins dépendantes des terres rares.
- Légèreté et résistance : les équipes de l'automobile et de l'aérospatiale peuvent étudier des alliages à haute entropie légers et réfractaires.
La conception de polymères à proprement parler ne fait pas partie de notre périmètre actuel ; pour les composites céramique-polymère, la recherche porte sur la charge céramique. Si votre besoin ne correspond à aucun domaine, nous vous le dirons d'emblée, avant le lancement du projet.
Ce que cela change pour nos clients
C'est bien plus qu'une nouvelle offre de services. Cela change le moment où Norck intervient dans votre processus de développement produit et ce que vous pouvez attendre d'un seul et même partenaire :
- Nous intervenons plus tôt. Au lieu d'arriver une fois la conception terminée, Norck peut désormais vous accompagner dès la toute première question : en quel matériau cette pièce doit-elle être fabriquée ?
- Un seul partenaire, du matériau à la pièce. La découverte de matériaux, la validation, la production du matériau et la fabrication des pièces sont généralement des services distincts, qui passent d'une équipe à l'autre. Avec Norck, ils sont gérés comme un seul processus continu.
- Des résultats, pas des fichiers. Vous ne recevez pas simplement une liste de candidats sur un écran. Vous recevez des matériaux testés, validés et adaptés à vos besoins.
- Des recherches construites autour de votre produit. Les exigences et les préférences sont définies pour votre application, afin que la recherche cible ce dont votre produit a réellement besoin.
- Un champ d'exploration plus vaste. La recherche assistée par l'IA permet aux équipes de regarder au-delà de la liste habituelle de matériaux et d'envisager des options qu'elles n'auraient peut-être pas trouvées par la seule méthode des essais et erreurs.
- Confidentialité dès le premier jour. Les projets peuvent être menés sous accord de confidentialité (NDA) dès le premier échange.
Choisissez le périmètre dont vous avez besoin
Développer un nouvel alliage d'acier est une chose. Usiner votre pièce dans cet alliage en est une autre. Tous les projets n'ont pas besoin des deux, c'est pourquoi vous choisissez le périmètre adapté à votre programme :
| Périmètre | Ce que vous obtenez |
|---|---|
| Découverte | De nouveaux matériaux candidats ou un matériau existant optimisé |
| Découverte + validation | Candidats synthétisés et testés physiquement |
| Découverte + validation + production du matériau | Un matériau validé et produit |
| De bout en bout | De la découverte jusqu'à vos pièces finales fabriquées |
Norck gère le processus à chacune des étapes que vous choisissez. Pour les matériaux et pièces très spécialisés, nous coordonnons la production avec des fabricants experts disposant exactement des capacités requises. Et lorsqu'il s'agit de transformer le matériau en pièces, notre expérience en usinage CNC, en tôlerie industrielle et en impression 3D entre en jeu.
Conçu pour les programmes de R&D ambitieux
Le service s'adresse aux organisations qui mènent des programmes de R&D à grande échelle et repoussent les limites de ce que les matériaux peuvent accomplir, en Europe comme aux États-Unis : aérospatiale et aviation, technologies spatiales, défense, automobile, énergie, technologies de batteries, fabrication avancée, ainsi qu'ingénierie de haute technologie et R&D.
Pour nombre de ces équipes, le premier projet est une étude ciblée de R&D ou de développement de matériau. Lorsqu'il aboutit, il peut se transformer en un programme industriel plus vaste et à long terme.
Questions fréquentes
Ai-je toujours besoin d'un matériau entièrement nouveau ?
Non. De nombreux projets commencent par l'optimisation d'un matériau que vous utilisez déjà.
Avec qui vais-je travailler ?
Avec Norck. Nous gérons votre projet de la première exigence jusqu'à la livraison finale.
Chaque nouveau matériau est-il garanti de fonctionner du premier coup ?
La découverte de matériaux est un processus itératif. Les candidats sont testés physiquement et les résultats alimentent la conception jusqu'à l'obtention d'un matériau qui répond à vos besoins.
Fabriquez-vous vous-mêmes chaque matériau et chaque pièce ?
Norck gère l'ensemble du processus. Pour les matériaux et pièces spécialisés, nous travaillons avec des fabricants qualifiés disposant des capacités adaptées.
Puis-je n'acheter qu'une partie du processus ?
Oui. Choisissez uniquement la découverte, ajoutez la validation, puis la production du matériau, ou allez jusqu'aux pièces finies.
Et si mon matériau ne relève d'aucun des onze domaines ?
Décrivez-nous votre besoin et nous vous dirons d'emblée si un domaine le couvre. La conception de polymères à proprement parler ne fait actuellement pas partie de notre périmètre.
Un nouveau chapitre pour Norck, et pour vos produits
Depuis des années, Norck aide les entreprises à transformer leurs conceptions en pièces de précision. Grâce à la découverte de matériaux assistée par l'IA, nous pouvons désormais contribuer à définir les matériaux qui composent ces pièces, et porter le résultat jusque dans le monde physique.
C'est un pas de la fabrication vers l'ingénierie avancée et la R&D, et nous sommes ravis de le franchir avec nos clients.
Vous avez un défi matériau ? Dites-nous ce dont votre produit a besoin. Notre équipe étudiera vos exigences et vous proposera le périmètre adapté.
