CURRICULUM VITAE DETAILLE

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1 CURRICULUM VITAE DETAILLE Présenté par Laurent Tapie Maître de Conférences Université Paris ème section Génie Mécanique Docteur et Agrégé en Génie Mécanique Adresse personnelle 5, Bâtiment C, rue Camille Desmoulins Cachan Tél. : IUT de Saint-Denis - Université Paris 13 Département Génie Mécanique et Productique Place du 8 Mai Saint Denis Cedex Tél. : Fax: Portable : Adresses professionnelles Mail Enseignement: [email protected] Mail Recherche : [email protected] Unité de Recherche Biomatériaux Innovants et Interfaces EA 4462, Faculté de chirurgie dentaire Université Paris 5, 1 rue Maurice Arnoux, 92120, Montrouge Tél. : Fax :

2 SOMMAIRE Curriculum vitae détaillé 1 Sommaire 2 Eléments de curriculum vitae 4 Activités de recherche 6 UGV Comportement MO-CN Collaboration Renault 6 Intégration CAO FAO MOCN 6 Design for Manufacturing and Assembly Collaboration EADS IW 9 Product Lifecycle Management Projet Usine numérique 2 9 Co-encadrement de Thèses Période 1 10 Encadrement et co-encadrement de Masters Période 1 10 Activités de recherche 11 Du génie mécanique vers l odontologie - Collaboration interdisciplinaire Equipe OdonMécaMat 11 Etude et évaluation de chaîne CFAO dentaire Collaboration GACD Collaboration GOM 11 Usinabilité des nanomatériaux Projet NanoComMet 13 Co-encadrement de Thèses Période 2 13 Encadrement et co-encadrement de Masters Période 2 13 Liste des publications 14 Revues à comité de lecture Conférences internationales avec comité de lecture et édition des actes Conférences nationales avec comité de lecture et édition des actes Mai

3 Travaux universitaires Activités d enseignement 16 Détail des enseignements 16 Encadrements de projets 18 Encadrements d apprentis et de stagiaires industriels 19 Activités collectives et administratives 20 Elu au comité d expert 60ème section de Paris Responsable et porteur de l UE de master CFAO dentaire dans le cadre du PRES Sorbonne Paris Cité 20 Porteur du parcours de licence Processus de Développement de Processus d Usinage 20 Coordinateur des séminaires du LURPA 20 Correspondant productique au plateau technique IUT de Saint-Denis 20 Coordinateur des relations industrielles pôle alternance - pôle industriel 21 Direction des études du département GMP 21 Élu au Conseil de Département GMP 21 Responsable des projets DUT GMP 21 Mission «Classes Préparatoires aux Grandes Ecoles» à l Université 21 Mai

4 ELEMENTS DE CURRICULUM VITAE Etat civil Laurent TAPIE Né le 18 Octobre 1979 à Limoges Nationalité Française Marié Situations professionnelles Maître de Conférences Université Paris 13 Etablissement d enseignement : Institut Universitaire et Technologique de Saint-Denis, Université Paris 13, Département Génie Mécanique et Productique Etablissement de recherche: Unité de Recherche Biomatériaux Innovants et Interfaces EA 4462, Faculté de chirurgie dentaire Université Paris 5, Co-tutelle Université Paris 13 Formations et qualifications 2007 Doctorat de l ENS Cachan, spécialité Génie Mécanique (60 ème section), réalisé au Laboratoire Universitaire de Recherche en Production Automatisée Elève normalien à l Ecole Normale Supérieure de Cachan Septembre 2003-Juin 2004 Juillet 2003 DEA de Production Automatisée (LURPA-ENS Cachan, Université Nancy 1), mention Assez Bien, Stage de recherche effectué au LURPA Agrégation Externe de Génie Mécanique (5 ème rang) Septembre 2000 à Juillet 2003 Préparation à l agrégation de Génie Mécanique à l ENS de Cachan Maîtrise de Technologie Mécanique, option productique à l Université Paris 6 et l ENS Cachan, mention Assez Bien Licence de Technologie Mécanique à l Université Paris 6 et l ENS Cachan, mention Assez Bien Septembre 2000 : Entrée à l ENS Cachan au Département Génie Mécanique (DGM), Admission au concours banque filière PT Classe Préparatoire aux Grandes Ecoles Physique et Technologie, Lycée Turgot, Limoges (87) 1997 Baccalauréat série S option Sciences de l Ingénieur, mention Bien, Lycée Dautry, Limoges (87) Mai

5 Expériences professionnelles Depuis Sept Depuis Sept Chercheur permanent à l URB2i Université Paris 5 Maître de Conférences au Département Génie Mécanique et Productique IUT de Saint-Denis Université Paris Chercheur permanent au LURPA ENS Cachan Chercheur associé au LURPA ENS Cachan Professeur Agrégé au Département GMP IUT de Saint-Denis Moniteur à l ENS de Cachan Vacataire Université Marne la Vallée (Ingénieur 2000) ENS de Cachan (FIUPSO, nouvellement IFIPS) Domaines de compétences ENSEIGNEMENT Conception mécanique Bureau d études Fabrication mécanique Bureau des méthodes Usinage conventionnel Usinage Commande Numérique Usinage Grande Vitesse Multi-axes Métrologie dimensionnelle Chaîne numérique CAO FAO Commande numérique Métrologie assistée par ordinateur RECHERCHE Usinabilité de matériaux innovants Nano-composite, Bio-céramique, Bio-composite Intégrité de surface de pièces usinées Prothèses dentaires usinées Pièces mécaniques de formes complexes obtenues par Usinage Grande Vitesse Multi-axes Chaîne numérique Evaluation et développement de Chaîne CFAO dentaire Modélisation par entité pour la FAO Design for Manufacturing Modélisation du couple MO-CN Modélisation des connaissances expertes Mai

6 ACTIVITES DE RECHERCHE PERIODE 1 - LURPA Période 1 : Laboratoire de Recherche en Production Automatisée (LURPA), Tutelles Ecole Normale Supérieure de Cachan et Université Paris 11, de Sept à Sept Équipe : Geo3D Domaines de recherche : Qualité géométrique des pièces usinées Conception et Production Intégrée - CFAO UGV Comportement MO-CN Collaboration Renault Devant l étendue de l offre commerciale, le choix d une machine outil est difficile car les données techniques (caractéristiques géométriques et cinématiques) sont insuffisantes. Pour aider ce choix dont l enjeu économique est crucial, j ai réalisé une analyse des données techniques fournies par les constructeurs de machines outils, une classification des besoins industriels. J ai également défini une pièce test dont l usinage permet de mesurer certains défauts importants pour le respect de la qualité des pièces à produire. Les données techniques analysées sont liées à la géométrie, la cinématique et la dynamique des machines UGV. Une partie des travaux a été réalisée grâce à une collaboration avec la Division «Usinage de pièces prismatiques» de la Direction de l Ingénierie du Process de RENAULT. Les normes portant sur les essais de validation à vide ou en charge des machines outils étant insuffisants, nous avons expérimenté des essais complémentaires basés sur des tests de déplacements libres uni axiaux en interpolation linéaire et circulaire, une simulation d usinage à vide (sans efforts de coupe) et une simulation d usinage en charge. Au cours des tests, les déplacements réels sont mesurés à l aide de l oscilloscope intégré à la machine ce qui permet d évaluer des indicateurs de performance des machines outils. La majeure partie de ces travaux a été développée dans le cadre de mon stage de DEA et a donné lieu à une publication en conférence internationale. Mots-clefs : Caractérisation expérimentale du comportement d un triplet outil matière machine, Dynamique d un usinage, Pièces test Intégration CAO FAO MOCN L avènement de l Usinage Grande Vitesse (UGV) a conduit de nombreux secteurs industriels à investir dans cette technologie qui permet de diminuer les temps de production. Néanmoins, le temps de préparation s avère très important. En particulier, pour l usinage de pièces de formes complexes réalisées en unitaire, comme des moules ou des outillages d injection, les machines sont souvent en attente, car il est difficile de choisir les meilleures stratégies d usinage en fonction des nombreuses familles de trajectoires d usinage proposées par les logiciels de FAO. Actuellement, nous avons constaté que la principale demande des industriels est de pouvoir préparer rapidement l usinage d une pièce de formes complexes pour limiter les temps improductifs des machines UGV. Malgré une offre logicielle très grande, peu d outils offrent une assistance suffisante au travail du préparateur car les éditeurs de logiciel FAO développent des outils standards trop généralistes pour s adapter à toutes les spécificités géométriques et technologiques de chaque secteur industriel. De plus les comportements physiques des outils dans la matière sont généralement ignorés. Mai

7 Les études menées dans le domaine de la génération automatique de gammes de fabrication, sont plutôt dédiées aux pièces aéronautiques ou de l'automobile. L offre est nulle dans le secteur industriel des outilleurs. Nous avons donc recherché des méthodes et des outils d assistance spécifiques aux besoins des outilleurs avec une approche systématique et objective, mais qui laisse au préparateur la maîtrise des décisions. Le travail du préparateur consiste à décomposer la surface finie décrite par le modèle CAO en zones à usiner avec diverses stratégies d usinage. La démarche impose une analyse topologique de la géométrie de la pièce. Notre contribution consiste en particulier à détecter toutes les zones pouvant faire l objet de difficultés d usinage en UGV appelée décomposition topologique. Notre étude s est basée sur les spécificités géométriques et technologiques des outillages de forge. La décomposition topologique comporte une première étape de caractérisation de la géométrie de l outillage afin notamment d identifier et de grouper : - les zones de la pièce susceptibles d être usinées avec la même position de la zone de contact outil/pièce - les zones de la pièce susceptibles d être enchaînées selon une même direction d usinage en limitant les variations de la vitesse de coupe et le nombre d entrées/sorties matière Des outils d assistance à la décomposition basés sur des cartographies de l outillage ont été développés. Cette première étape permet d obtenir des entités d usinage élémentaires. L objectif de la deuxième étape est de construire des macro-entités d usinage (cavités et îlots) à partir des entités d usinage élémentaires. Une représentation graphique, appelée graphe de relations topologiques (GRT), permet de construire ces macro-entités d usinage et de collecter les informations topologiques issues de la première étape. L étape de génération du processus d usinage a pour objectif d affiner la décomposition de l outillage et d associer des stratégies d usinage adaptées à la géométrie de la pièce et aux contraintes de l UGV. La première tâche de génération du processus d usinage se base sur la caractérisation d une géométrie FAO générée à partir de stratégies d usinage standard. L association de ces stratégies d usinage standard aux entités d usinage issues de la décomposition de la géométrie de l outillage est effectuée en s appuyant sur les informations collectées dans le graphe de relations topologiques. La seconde tâche consiste à affiner la décomposition en introduisant des stratégies d usinage par suivi de courbe dans les zones où les stratégies standard ne sont pas en adéquation avec la géométrie de la pièce. L adéquation d une stratégie d usinage avec une géométrie donnée est basée sur les critères du nombre d entrées/sorties matière et de chutes de vitesse d avance le long des trajets générés. Un outil d assistance à la génération, appelé performance viewer, a été développé. Il permet d analyser le nombre d entrées/sorties matière et de simuler les ralentissements le long des trajets générés. La démarche de transfert d un modèle CAO d outillage de forge à un modèle FAO de processus UGV a été validée sur outillage industriel de l entreprise Ascoforge (partenaire lors de ma thèse). Les outils d assistance à la préparation de l usinage ont donné lieu à l implémentation de maquettes numériques de cartographies de difficultés d usinage et du performance viewer. Les apports scientifiques du premier volet ce travaux on donné lieu à la mise en place de plusieurs concepts. Le concept de décomposition topologique permet l intégration de données Mai

8 technologiques liées à l UGV. Le concept de graphe de relations topologiques (GRT) facilite l intégration des données de préparation. Dans un second, ce concept facilite l extraction de macro-entités d usinage ayant une signification dans le vocabulaire courant des préparateurs à l usinage d outillage de forge. D autre part, le GRT sous-tend la génération de processus d usinage. Le concept de viewer exploité à travers les différentes cartographies et le «performance viewer» démontre l adaptabilité de ce concept à différents critères d analyse. La facilité de visualisation des difficultés d usinage lié à ce concept est un apport important pour l analyse du préparateur à l usinage. La formalisation d un modèle de processus d usinage a permis l agrégation des données géométriques et technologiques manipulées par le préparateur. Ce premier volet des travaux sur l intégration CAO-FAO-MOCN est l objet de ma thèse. Le second volet des travaux s est plus axé sur l intégration CAO-FAO qui est un des verrous technologiques rencontrés par le secteur industriel. En effet les logiciels d aide à la conception et à la préparation à la fabrication (logiciel CFAO) n offrent que peu de possibilités d intégration de données issues du processus de fabrication. L objectif scientifique de ces travaux est d intégrer, dès la phase de conception, des informations attachées aux difficultés d usinage. L intégration de ces données a un double objectif : Prendre en compte les contraintes des processus de fabrication lors de la phase de conception Offrir des informations et des outils pertinents attachés à la géométrie de la pièce lors de la phase de préparation à la fabrication de la pièce L intégration des données de fabrication s appuie sur le concept de décomposition topologique. Afin d assurer un transfert pertinent de la CAO à la FAO, les travaux s attachent à la structuration du modèle de processus d usinage proposé lors de ma thèse. Le concept d entité est au cœur de ce modèle. Ce concept permet l agrégation des données géométriques, issues de la CAO, et, technologiques, issues du processus d usinage. Cette agrégation de données a pour objectif de structurer la démarche de transfert CAO - FAO. La structuration de ce modèle appuie une démarche de décomposition topologique du modèle CAO. La décomposition permet l analyse d une géométrie CAO à partir de critères liés au processus d usinage. Afin d affiner la démarche de transfert CAO FAO, le concept de graphe de relations topologiques (GRT) développé au cours des travaux de thèse est généralisé à tout type de pièce de formes complexes, extension aux pièces de structure aéronautique. Le modèle de relations topologiques entre entités est ainsi rendu générique. Ce modèle permet de décrire de manière pertinente le modèle numérique issu de la conception selon le point de vue du processus de fabrication. Au bilan, cet axe de recherche a fait l objet du cœur de ma thèse et du co-encadrement de 4 projets de Master avec Bernardin Kwamivi Mawussi, Professeur des Université de la 60 ème section. Les publications associées à cet axe de recherche sont 5 revues internationales à comité de lecture (4 publiées et 1 en cours), 4 conférences internationales avec comité de lecture et édition des actes et 3 conférences nationales avec comité de lecture et édition des actes. Mots-clefs : Modèle topologique, Concept d entité, Préparation de l usinage, Formes complexes, Processus UGV, CFAO, Outillage de forge Mai

9 Design for Manufacturing and Assembly Collaboration EADS IW Ces travaux sont développés dans le cadre du Groupe de Recherche Concertée entre le LURPA et EADS Innovation Works et font l objet de la thèse de Pierre Mons, intitulée : «Concepts et méthodes de conception produit-process pour l installation modulaire des systèmes aéronautiques». Le besoin industriel récent d Airbus est la prise en compte de l installation de systèmes aéronautiques dans les avions moyen et long-courrier lors de la conception simultanée de l aéronef et de son process d assemblage. Pour répondre à ce besoin Airbus a fait le choix d intégrer le concept d installation modulaire des systèmes dès la phase de conception de l aéronef. La problématique posée porte sur la mise en place d une méthode d aide à la conception du couple produit-process, via le concept d installation modulaire de systèmes aéronautiques mutli-physiques, répondant aux contraintes liées aux cycles de vie du produit. La réponse à cette problématique se base, dans une première phase, sur l analyse des systèmes mutli-physiques et de leur assemblage dans la structure de l aéronef, par l observation des solutions actuelles dans les différents sites de fabrication tant en ce qui concerne les solutions constructives des systèmes que des processus d assemblage pour définir une base chiffrée de référence en matière de solutions et de performances. Dans une seconde phase, la formalisation du problème de conception produit-process dans le contexte aéronautique souligne la nécessité d intégrer dès la phase de conception les nouvelles contraintes pouvant influer sur l installation de systèmes modulaires. Les contraintes injectées par l innovation telles que, le changement de matériaux (métallique vers composite) et de procédé d assemblage des structures futures des aéronefs sont actuellement au cœur des préoccupations industrielles. La méthode proposée doit répondre aux contraintes énoncées précédemment tout en satisfaisant plusieurs objectifs comme la minimisation de la masse, le coût, le temps d assemblage. Les résultats de ces travaux ont donné lieu à la proposition de solutions constructives se basant sur une méthode de standardisation des composants et des processus d assemblage via la conception de module. Ces propositions de solutions constructives se sont accompagnées de la structuration d une méthode de conception produit-process des systèmes aéronautiques. Cette structuration s est basée sur l élaboration d une ou de plusieurs méthodes de simulation des solutions envisagées en fonction des types de problèmes mathématiques identifiés. La méthode proposée permet la caractérisation et l évaluation des solutions de conception modulaire par la recherche des paramètres pertinents et de leur dépendance au niveau du produit, des processus d assemblage et également du système de production. La construction d un modèle pour l évaluation des solutions de conception en termes de performances (robustesse, adaptabilité, productibilité, maintenabilité) a été intégrée à la méthode proposée. La synthèse de ces résultats fait l objet d un démonstrateur en cours d évaluation et de validation. Cet axe de recherche fait l objet du co-encadrement du doctorat de Pierre Mons avec Luc Mathieu, Professeur des Universités 60 ème section et Nicolas Chevassus, EADS Innovation Works. Les publications associées sont 2 conférences internationales à comité de lecture avec édition des actes. Mots-clefs: Design for Manufacturing and Assembly, Modularisation, Aéronautique Product Lifecycle Management Projet Usine numérique 2 Le projet Usine numérique 2 s inscrit dans le pole de compétitivité «Paris région» et le regroupement de compétences «systém@tic». Ce projet s axe autour de la gestion du cycle Mai

10 de vie d un produit. La problématique étudiée s articule autour du verrou technologique suivant : «Quel outil fournir pour permettre à l ensemble des protagonistes d un projet, de les aider dans leurs travails d élaboration, de conception puis d évolution d un processus d assemblage, des produits et des moyens de productions associés». Les travaux menés au sein du LURPA ont pour objectifs de proposer et de tester des outils permettant l élaboration d un modèle informatique afin de répondre à la problématique industrielle précédente. Ces travaux s appuient sur une collaboration entre le LURPA et EADS Innovation Works. Les travaux sont principalement axés sur la définition et la structuration des données nécessaires à la définition d une usine numérique lors de la phase de conception. Les problématiques inhérentes à ces travaux se situent au niveau de l interactivité entre les différents protagonistes du projet de construction d une usine. La gestion de données selon une vision multi échelle et multi point de vue sont au cœur de la problématique. Les travaux ont pour but de créer un «outil graphique» permettant une meilleure communication et compréhension du projet par l ensemble des intervenants. Ces travaux se décomposent en deux axes de recherche. Le premier est de définir les besoins des futurs utilisateurs sous la forme d une base de données commune recensant l ensemble des informations utiles à la visualisation du processus de conception de l usine. Le second est de définir un modèle sémantique et graphique de visualisations du processus: une visualisation attachée au produit et son évolution au cours du temps, une visualisation des moyens de production et de leurs évolutions au cours du temps. Cet axe de recherche fait l objet du co-encadrement d un projet de Master avec Bernard Anselmetti, Professeur des Universités 60 ème section et Charyar-Medhi Souzani, Maître de Conférences 60 ème section. Mots-clefs : Product life management, Structuration de données, Aide à l innovation Co-encadrement de Thèses Période 1 Design for Manufacturing and Assembly GRC Collaboration EADS IW Concepts et méthodes de conception produit-process pour l installation modulaire des systèmes aéronautiques, P.Mons, Mémoire de Thèse et Soutenance prévue pour Mai Encadrement et co-encadrement de Masters Période 1 Intégration CAO FAO - MOCN Influence de la géométrie d'une entité de forme complexe et du mode d'usinage sur la réalisation d'outillage, M. Makki, Mémoire de Master, LURPA, 2005 Usinage de pièces de formes complexes: méthode de choix de stratégie d usinage U.G.V., P-Y. Pechard, Mémoire de Master, LURPA, 2006 Elaboration d une méthode de conception de stratégies d usinage de finition pour les pièces de formes complexes (outillages de forge) en U.G.V., N. Guillemot, Mémoire de Master, LURPA, 2007 Préparation à l'usinage de pièces de formes complexes et à cavités multiples : Méthodes de choix de trajectoires d usinage, B. Goeldel, LURPA, 2009 Projet Usine numérique 2 Product Lifecycle Management Réalisation d un logiciel d aide à la conception permettant la visualisation et l évolution d une usine de production d avion d Airbus, D. Guyonneau, Mémoire de Master, EADS INNOVATION WORKS - LURPA, 2009 Mai

11 ACTIVITES DE RECHERCHE PERIODE 2 URB2i Période 2 : Unité de Recherche Biomatériaux Innovants et Interfaces, Tutelle Université Paris 5, Co-Tutelle Universtié Paris 13, depuis Sept Équipe : CFAO Domaines de recherche : Chaîne numérique pour la restauration dentaire, Usinabilité matériaux innovants, Prothèse dentaire, CFAO, Odontologie, Bio matériaux Du génie mécanique vers l odontologie - Collaboration interdisciplinaire Equipe OdonMécaMat L URB2i s est investie dès sa création en 1999 dans les nouvelles techniques de fabrications des prothèses dentaires en général et dans la CFAO dentaire en particulier. Depuis 2012, le développement de l unité de recherche a permis la création d une équipe de recherche en CFAO dentaire dirigée par le Professeur Bernardin K. Mawussi (Université Paris 13). Cette création a pour objectif de placer l URB2i en pointe dans le domaine de la CFAO dentaire dans la mesure où cette technique est en plein essor et que c est la première fois que des chercheurs universitaires spécialistes de la CFAO en génie mécanique s associent à des praticiens hospitalo-universitaires en odontologie pour développer des activités de recherche communes. Fort des résultats obtenus en usinage des formes complexes, du positionnement en CFAO dentaire de l URB2i ainsi que son appartenance dans le PRES Sorbonne Paris Cité (SPC) auquel appartient mon université d affectation (Paris 13), j ai intégré l URB2i En effet, la conduite de travaux dans le domaine de la CFAO des prothèses dentaires est un prolongement naturel de mes travaux développés dans le contexte de l industrie mécanique des outillages de forge. Les formes observées sur ces prothèses possèdent des caractéristiques semblables à certaines zones d usinage identifiées sur les outillages de forge. La complexité des formes des prothèses dentaires occasionne des difficultés d usinage, en particulier la qualité dimensionnelle pour laquelle les outils logiciels actuels de la CFAO dentaire n apportent pas de solutions. Les travaux réalisés actuellement au sein de l URB2i (Unité de Recherches Biomatériaux innovations et interfaces) doivent permettre d identifier les paramètres de la chaîne numérique de CFAO dentaire les plus influents sur la qualité dimensionnelle obtenue après usinage. En parallèle de ces travaux, des études d usinabilité sont menées sur les nouveaux matériaux innovants en cours d élaboration pour la fabrication des prothèses dentaires. Autour de la constitution de cette équipe s est développé un groupe de recherche OdonMécaMat, groupe interdisciplinaire Odontologie Génie Mécanique Mécanique Matériaux. Ce groupe de recherche réuni un MCU PH HDR en odontologie du laboratoire URB2i Paris 5, un PU PH en odontologie de l Université Paris 7, un MCF en biomécanique et biomatériaux du laboratoire MSSMAT Ecole Centrale Paris, un PU en génie mécanique de l Université Paris 13, un MCF en génie mécanique de l Université Paris 13, un PRAG en génie mécanique de l Université Paris 13, un PH de l Université de Lille. Etude et évaluation de chaîne CFAO dentaire Collaboration GACD Collaboration GOM L évolution des nouvelles technologies, et notamment de l informatique, a permis d améliorer considérablement la qualité des systèmes permettant de réaliser des prothèses Mai

12 dentaires fixées en utilisant les procédés de Conception et de Fabrication Assistée par Ordinateur (CFAO). La précision de l ajustage des prothèses fixées sur leur ancrage est considérée comme un élément essentiel pour leur longévité. Cette adaptation peut être étudiée au niveau des parois axiales ainsi qu au niveau cervical des restaurations prothétiques. Un joint marginal de faible volume diminue les risques d irritation gingivale péri prothétique, de dissolution du ciment de scellement et de récidive éventuelle de caries. De plus, la réduction de l espacement interne améliorerait le comportement mécanique de la restauration en termes de résistance mécanique et de rétention. La précision de l ajustage marginal et interne est donc un critère essentiel dans l évaluation de l adaptation prothétique contribuant au succès thérapeutique. De nombreux travaux montrent l existence de plusieurs méthodologies d évaluation de la qualité d adaptation prothétique mais aucun protocole standardisé faisant consensus n a été retenu, rendant difficile les comparaisons entre les différents systèmes ou chaines de fabrication. Depuis plusieurs années, le nombre de systèmes de CFAO arrivant sur le marché augmente. Ils permettent de fabriquer des restaurations prothétiques, unitaires ou plurales, au cabinet dentaire ou au laboratoire de prothèse par usinage de bloc de matériaux divers. Ces systèmes, structurés sous forme d une chaine technologique, présentent des capacités à usiner spécifiques en fonction de différents paramètres dépendant de chacun des maillons de cette chaine ainsi que des matériaux usinés. Chaque étape de cette chaine introduit une quantité d imprécision, compensée ou aggravée par l étape suivante, dans le degré d adaptation finale de la prothèse usinée. La résolution de la caméra optique nécessaire au scannage de l ancrage, la fiabilité des logiciels et des algorithmes de conception et de génération des trajets d usinage, la précision de la machine d usinage ainsi que les propriétés mécaniques du matériau usiné sont des éléments clés pour favoriser un ajustage précis de la prothèse réalisée. Un premier axe de travail est consacré à la validation d un protocole de comparaison de différents systèmes de CFAO en termes de précision d adaptation, avant d analyser dans un deuxième axe de travail les paramètres générant des variations dimensionnelles affectant l ajustage. Une technique de mesure de l adaptation axiale et marginale par triple scannage, réalisée en collaboration avec la société GOM sur le scanner optique ATOS 3, est appliquée sur des prothèses usinées pour chacun des systèmes de CFAO étudié. La validité du protocole de mesure est analysée par une méthodologie de validation contre critère en utilisant la micro tomographie par Rx. Ces travaux font l objet d un co-encadrement de la thèse de Philippe Boitelle et de l encadrement des masters de Norman Chiche et Lucien Dupagne. Enfin, le troisième axe est consacré à l incidence des stratégies construites par FAO sur les propriétés mécanique de différents blocs de matériaux composites ou céramiques usinés. L usinage du matériau entraine des modifications de sa structure et de son état de surface qui ont une incidence sur son comportement mécanique. L analyse de ces modifications sera réalisée par des tests normalisés de traction et de flexion ainsi que par micrographie et microscopie. La stratégie idéale pour un matériau donné sera étudiée en relation avec la notion de fonctionnalité de la zone usinée. Ces travaux font l objet du master et de la future thèse de Nicolas Lebon. C est à ce titre que l équipe de CFAO dentaire de l URB2i développe un partenariat avec LYRA - GACD via la mise à disposition d une machine prototype servant de support pour les activités de recherche de l équipe CFAO. Dans le cadre de cette collaboration trois activités sont menées: la caractérisation des machines débouchant sur l évaluation de leurs performances et précisions, la détermination des conditions de coupe/abrasion en fonction des matériaux usinés et le développement de stratégies d usinage innovantes spécifiques aux formes des prothèses dentaires. Mots-clefs : CFAO, Chaîne numérique, Odontologie, Prothèses dentaires, Usinabilité bio matériaux, Performance et Comportement MO-CN Mai

13 Usinabilité des nanomatériaux Projet NanoComMet Le projet «NANOCOmposites à Matrice METallique» est développé dans le cadre d un travail interdisciplinaire regroupant des enseignants chercheurs de Paris 13 et du CEMES en génie des procédés, génie mécanique et matériaux. Ce projet a fait l objet de l obtention d un Bonus Qualité Recherche auprès du Bureau de la Recherche et des Etudes Doctorales de l université Paris 13. Ces travaux ont pour objectif l élaboration de nanomatériaux, leur caractérisation par leurs propriétés mécaniques et leur usinabilité. Usinabilité de nano composite, Intégrité de surface Co-encadrement de Thèses Période 2 Caractérisation de Chaîne CFAO dentaire Étude des paramètres d influence, de la qualité, de la précision, de l usinabilité et de l état de surface des blocs en matériau céramique ou composite destinés à la prothèse dentaire, P. Boitelle, Mémoire et Soutenance prévue pour Décembre 2014 Encadrement et co-encadrement de Masters Période 2 Caractérisation de Chaîne CFAO dentaire Chaîne CFAO dentaire: Acquisition et Traitement de nuage de points, Lucien Dupagne, soutenance prévue en juin 2013 Méthode d analyse expérimentale par Micro CT: Acquisition et Traitement d image, Norman Chiche, soutenance prévue en juin 2013 Usinabilité de Biomatériaux Collaboration GACD Intégrité de surface d une prothèse dentaire obtenue par CFAO, N. Lebon, soutenance prévue en juillet 2013 Mai

14 LISTE DES PUBLICATIONS Revues à comité de lecture 2013 Machining of complex shaped parts with guidance curves, L. Tapie, B. Mawussi, W. Rubio, B. Furet, The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, (accepted) Évaluation de l adaptation des restaurations prothétiques fixées réalisées par CFAO et facteurs de variation: revue de littérature, P. Boitelle, O. Fromentin, B. Mawussi, L. Tapie, E. Vennat, Les Cahiers de Prothèse, vol. 161, 16p., Topological model for machining of parts with complex shapes, L.Tapie, B. Mawussi, A. Bernard, Computers in Industry, corrected proof, Online, A knowledge base model for complex forging die machining, B.K. Mawussi, L.Tapie, Computers & Industrial Engineering, vol. 61, pp.84-97, Machining strategy choice: performance viewer, L. Tapie, B.K. Mawussi, B. Anselmetti, Advances in Integrated Design and Manufacturing in Mechanical Engineering II, 12p., Tichkiewitch, S.; Tollenaere, M.; Ray, P. (Editors), 2007, XIV, 546 p., Hardcover ISBN: , Springer Circular tests for HSM machine tools: Bore machining application, L. Tapie, B.K. Mawussi, B. Anselmetti, International Journal of Machine Tools & Manufacture, vol. 47, pp , 2007 Conférences internationales avec comité de lecture et édition des actes 2010 Modularization of multi-physics complex systems, P. Mons, L.Tapie, L. Mathieu, B. Dantin, N. Chevassus, 3rd CIRP Conference on Assembly Technologies and Systems, CATS CONFERENCE- Trondheim Norway, June 1-3, 2010 Modular design for complex systems, P. Mons, L.Tapie, L. Mathieu, B. Dantin, N. Chevassus, IDMME-VIRTUAL CONCEPT 2010, Bordeaux, France, October 20-22, Decomposition of forging die for high speed machining, L. Tapie, B.K. Mawussi, IDMME - Virtual Concept 2008 Beijing, China, CDRom paper N 55, October 8-10, Machining strategy choice: performance viewer, L. Tapie, B.K. Mawussi, B. Anselmetti, 6th International Conference on Integrated Design and Manufacturing in Mechanical Engineering, IDMME 06, Grenoble, France, CDRom paper N 55 (Session B3), 12p., May 2006 Mai

15 Decomposition of forging dies for machining planning, L. Tapie, B.K. Mawussi, B. Anselmetti, 15th International Conference on Manufacturig Systems, ICMaS 2006, Bucharest, Romania, CDRom paper ref. : S9.7, 4 p., October Définition d une pièce test pour la caractérisation d une machine UGV, B.K. Mawussi, L. Tapie, 1er Congrès International Conception et Modélisation des Systèmes Mécaniques, CMSM 05, Hammamet, Tunisie, CDRom paper ref. : MAWU, 12 p., Mars 2005 Conférences nationales avec comité de lecture et édition des actes 2008 Étude de stratégies de finition en fraisage 3 axes, N. Guillemot, B.K. Mawussi, L. Tapie, Colloque National MECAMAT, Aussois, Ch.I, pp.54-58, février 2008 Analyses de difficultés d'usinage pour les pièces de formes complexes : concept de viewer, L.Tapie, B.K. Mawussi, 5ème Assises MUGV, 10p., Juin Décomposition topologique du modèle de conception des outillages de forge pour la génération de trajectoire UGV, L. Tapie, B.K. Mawussi, B. Anselmetti, 10ème Colloque National AIP-PRIMECA, Les Innovations en Conception des Produits et des Systèmes de Production, CDRom paper ref. : FAB2, 12p., La Plagne, avril 2007 Travaux universitaires 2007 Décomposition topologique des outillages de forges pour la génération de trajectoires UGV, L. Tapie, Thèse de doctorat, ENS Cachan, Novembre Elaboration d un protocole de simulation d usinage en fraisage de pièces prismatiques : évaluation des performances d une machine UGV, L. Tapie, Mémoire de DEA en Production Automatisée, ENS Cachan, Juillet 2004 Mai

16 ACTIVITES D ENSEIGNEMENT Détail des enseignements Vacations FIUPSO Ingénieur 2000 ( ) Au cours de ma 4 ème année à l ENS Cachan j ai pu mettre en application la formation pédagogique suivie lors de la préparation à l agrégation externe de génie mécanique. Je suis intervenu dans la formation par alternance Ingénieur 2000 de l Université Marne la Vallée (48h de TP). Le premier objectif était de sensibiliser les étudiants aux problèmes de la métrologie dimensionnelle au regard des cours sur les spécifications géométriques dispensés par L. Mathieu (Maître de Conférences-HDR 60 ème ). Le second objectif était de mettre en œuvre le modèle vectoriel de la cellule élémentaire d usinage d une machine outil à commande numérique. Les étudiants ont été sensibilisés à la problématique de réglages d une machine pour lancer une série de pièce à partir de l étude de défauts dimensionnels sur une pièce d essai. Dans le cadre de la formation FIUPSO (nouvellement IFIPS), je suis intervenu auprès d étudiants spécialisés en matériaux, pour les sensibiliser aux procédés d usinage par enlèvement de matière en tournage et fraisage (24h de TP). Les principaux thèmes abordés à cette occasion sont : la coupe continue ou interrompue et l impact du couple outil/matière sur les vitesses de coupe et d avance. Pour ces enseignements j ai préparé les supports de TP et évaluer les étudiants lors d un examen. Thèmes : Mise en œuvre et réglages de machines-outils conventionnelles et à commande numérique, Métrologie dimensionnelle sur marbre et machine à mesurer tridimensionnelle Monitorat et Vacations - ENS Cachan de Sept à Sept Agrégé de génie mécanique, j ai été moniteur de 2003 à 2007 au Département Génie Mécanique de l ENS Cachan. J ai ainsi pu communiquer mon goût dans les domaines de l usinage aux étudiants du master Mention Sciences de l Ingénieur (MIS) Spécialité Mécanique et Ingénierie des Systèmes (UPMC Paris 6, ENSAM Paris, ENS Cachan) ainsi qu aux étudiants préparant l agrégation externe de génie mécanique. o Programmation et pilotage des machines à commande numérique (Master MIS module MS 335) J ai encadré des travaux dirigés et pratiques dans le cadre du module MS 335 du master MIS. Ce module, dirigé par E. Lefur (Agrégé de Génie Mécanique, directeur adjoint du Département Génie Mécanique), a pour objectifs d analyser les grands principes de fonctionnement des machines à commande numérique, d en élaborer les instructions de commande, de réaliser l usinage après avoir préparer les moyens nécessaires, de contrôler et d ajuster les réglages en fonction des écarts observés. Dans ce cadre j ai réalisé des supports de travaux pratiques et dirigés en introduisant la FAO. J ai participé à l évaluation des étudiants lors de la conception de sujets et la correction des copies d examens. En tant que membre du LURPA, j ai participé au module de «trajectographie» du master recherche SDI-IN2P, anciennement MIS. A cette occasion, j ai pu présenter mes expérimentations de recherche sur machine d usinage grande vitesse et les modèles que j ai élaborés. Les travaux présentés se sont attachés à expliquer le comportement cinématique d une machine UGV selon ses capacités cinématiques et les instructions de programmation (trajectoires d usinage) qui lui sont envoyées. Mai

17 o Travaux Pratiques de Fabrication (préparation à l Agrégation Externe de Génie Mécanique) J ai assuré l encadrement des travaux pratiques de fabrication, préparant directement à l épreuve orale de l agrégation externe de génie mécanique. Ces séances ont deux objectifs : la maîtrise de la manipulation de systèmes complexes et l acquisition des méthodes de résolution des problèmes de fabrication, en particulier sur la mise en œuvre rigoureuse de démarches expérimentales. Thèmes : Mise en œuvre et réglages de machines outils à commande numérique, CFAO, Métrologie dimensionnelle, UGV Professeur agrégé jusqu à sept et Maître de Conférences depuis sept à l IUT de Saint-Denis au département Génie Mécanique et Productique Actuellement je suis enseignant au département génie mécanique et productique de l IUT de Saint-Denis. J interviens principalement dans les modules «Ingénierie Mécanique en Conception de produits», «Chaîne numérique», «Production» et «Gestion de production» pour les 2 années de formation du DUT. Par ailleurs j interviens dans la licence professionnelle Production Industrielle pour l option Métrologie Dimensionnelle et Qualité dans le module «Modélisation 3D : Conception de pièces et d assemblages» et pour la licence de Mécanique Option «Conception Collaborative» dans le module «Conception Intégrée». o Ingénierie Mécanique en Conception de produits - CAO (20% des enseignements) Au cours de la formation des étudiants du DUT, j ai participé aux activités de travaux pratiques et dirigés de bureaux d études de conception de système mécanique. Les supports pédagogiques se basent sur des systèmes industriels sous formes numériques ou cahier des charges fonctionnelles. Le dimensionnement, l analyse de l existant et la conception de fonctions techniques sont au cœur de cette activité. Lors de ces séances de travaux pratiques je sensibilise les étudiants à la mise en place d une maquette numérique robuste à travers la CAO paramétrée et en contexte ainsi qu à l intégration de contraintes mécanique et de fabrication. Je suis intervenu dans le module complémentaire «Modélisation surfacique des pièces de formes complexes» pour le parcours de poursuite d étude en école d ingénieur. o Production FAO (60% des enseignements) J assure les cours, travaux dirigés et pratiques de FAO pour les deux années de formation du DUT GMP. J initie les étudiants à la modélisation cinématique des MOCN ainsi qu à leur mise en œuvre via des outils numériques d aide à la programmation et à la simulation de processus d usinage. Je sensibilise les étudiants à l importance de la place des outils numériques de simulation de processus de fabrication au cours de cycle de conception du produit et de son processus d obtention. o Chaîne numérique CFAO (10% des enseignements) Pour ce module dispensé en 2 ème année du DUT j enseigne la conception de mécanismes par une modélisation numérique paramétrique et associative (recherche de solutions, conception d assemblage, paramétrage de la pièce à partir des conditions fonctionnelles et des éléments standards environnants). J interviens sur la conception de produit et d outillage en vue de sa réalisation. Lors de ces enseignements je sensibilise les étudiants à l intégration de contraintes mécaniques et de fabrication. Ces enseignements sont concrétisés par l utilisation Mai

18 des éléments finis dans le cadre de l intégration des contraintes mécaniques en phase de conception de produit ainsi que par la mise en place de modèles FAO pour l usinage des produits conçus par les étudiants et la réalisation des produits sur MOCN. o Conception de pièces et d assemblages CAO (5% des enseignements) Dans de la licence professionnelle de «Production Industrielle» option «Métrologie dimensionnelle et Qualité», j assiste les étudiants dans le renforcement de leurs compétences en conception et CAO avec pour but de réaliser la cotation et les montages de contrôles métrologiques. o Conception Intégrée (5% des enseignements) Par ailleurs, j assure des enseignements dans le module «Conception Intégrée» de la licence professionnelle de «Mécanique» option «Conception Collaborative». Le thème de ces enseignements est axé sur le concept de Design for Manufacturing et plus particulièrement l exploitation du concept d entité dans le cycle de vie du produit. Ce module permet de sensibiliser à la nécessité d intégrer les contraintes de fabrication dès la conception d un produit via les concepts énoncés précédemment. Thèmes : Ingénierie de Conception et Production, Chaîne numérique, Maquette numérique, CFAO, MOCN Maître de conférence PRES Sorbonne Paris Cité depuis Sept Dans le cadre de mon intégration à l URB2i, j ai mis en place une unité d enseignement sur la CFAO dentaire. Dans ce cadre, j interviens en cours, TD et TP sur les thèmes liés à la CFAO dentaire et coordonne la gestion pédagogique de l UE. Ces enseignements permettent de diffuser les résultats de recherche autour de la CFAO dentaire dans le cadre du master Biomatériaux Paris13 Paris5 ainsi que d introduire les concepts de base de la CFAO aux futurs praticiens dans le cadre de leur formation à la faculté d odontologie. Thèmes : Chaîne CFAO dentaire, Chaîne numérique, Prothèse dentaire Encadrements de projets Dans le cadre de la formation des étudiants de 1 ère année DUT, j'encadre des étudiants dans leurs «Projets Personnels Professionnels» pour les aider à définir, formuler, consolider leur projet de carrière. En «projets tutorés» de 2 ème année DUT, j ai mis en place un projet fédérateur autour d un véhicule radioguidé échelle 1/5 ème dont l objectif est de reconcevoir le véhicule pour la compétition. J ai structuré ce projet en différentes équipes d étudiants travaillant à la fois sur les différentes parties du véhicule et les équipements annexes nécessaires à la compétition. La structuration de ce projet a pour objectif de sensibiliser les étudiants à la nécessité de faire des revues de projet et de communiquer afin de prendre en compte les contraintes introduites par chaque équipe d étudiant. Dans le cadre de ces mêmes projets, les étudiants ont réalisé des casse-têtes originaux et un masque de spectacle, de la numérisation du visage d un étudiant à la réalisation de l empreinte de thermoformage et à la production des masques. Ce projet a été récompensé par deux prix du concours «Mosaïque de Talents» organisé par la communauté d agglomérations Plaines Communes. Ces projets permettent de diffuser mes résultats de travaux de recherche sur la CFAO et l UGV ainsi que de sensibiliser les étudiants aux problèmes scientifiques et aux verrous technologiques liés à la chaîne numérique. Mai

19 Dans le cadre de la formation de la licence professionnelle de Production Industrielle option Métrologie dimensionnelle et Qualité, je suis amené à encadrer des étudiants sur des projets industriels sur la thématique de la métrologie et de l analyse de dispersions sur MOCN. Encadrements d apprentis et de stagiaires industriels Dans le cadre de la formation des étudiants DUT, je suis amené à suivre des étudiants lors de leur stage industriel de fin de formation initiale. D autre part, je suis tuteur pédagogique d étudiants de DUT et de licence professionnelle en formation par alternance. Mai

20 ACTIVITES COLLECTIVES ET ADMINISTRATIVES Elu au comité d expert 60ème section de Paris 13 Depuis Février 2013, je suis élu pour siéger au comité d expert 60 ème section de l Université Paris 13. Responsable et porteur de l UE de master CFAO dentaire dans le cadre du PRES Sorbonne Paris Cité Dans le cadre de mon intégration à l URB2i, je travaille et coordonne à la mise en place pédagogique et administrative d une unité d enseignement sur la CFAO dentaire pour ouverture en septembre Suite à la rénovation des parcours d étude «santé», afin de permettre aux étudiants d intégrer une formation par la recherche, des UE spécifiques labellisées «Master recherche» doivent être mise en place. Dans ce cadre, avec l appui de l URB2i, j ai proposé de mettre en place une UE Master Recherche de 6ECTS s intitulant «CFAO Dentaire». Cette UE s intégrera au master matériaux spécialité biomatériaux porté actuellement par l institut Galilée de l Université Paris 13 et qui donnera lieu à une cohabilitation de l Université Paris 5. Dans le cadre de cette activité, je suis intervenu au niveau du CEVU local de Paris 5 afin de présenter le programme de formation et les moyens matériels et humains prévus pour cet UE. J ai déjà pu mettre en place, dès février 2013, une partie du programme de cette UE et j ai pu constituée une partie de la future équipe pédagogique qui interviendra dans cette UE. Dans ce cadre, j ai notamment pu développer un partenariat pédagogique avec Pascal Morenton de l Ecole Centrale Paris sous la forme d une activité expérimentale autour de la numérisation sans contact et du prototypage rapide. Porteur du parcours de licence Processus de Développement de Processus d Usinage Dans le cadre du renouvellement de la licence professionnelle de Mécanique spécialité Métiers de la Conception et de la Fabrication, j ai proposé l ouverture d un parcours intitulé Processus de Développement de Processus d Usinage. En tant que porteur de ce parcours, je suis chargé de coordonner et mettre en place la maquette de la formation, de constituer l équipe pédagogique. Cette activité m amène à travailler en collaboration avec les industriels des domaines de la FAO et à m impliquer dans la rédaction des dossiers de renouvellement de la licence professionnelle de mécanique. Coordinateur des séminaires du LURPA De Février 2012 à Septembre 2012, j ai été chargé de coordonner l organisation des séminaires se déroulant au laboratoire. Correspondant productique au plateau technique IUT de Saint-Denis Depuis septembre 2011, je suis correspondant productique du département GMP de l IUT de Saint-Denis pour la structuration et la gestion du plateau technique. Cette tâche administrative s inscrit dans le cadre de la mutualisation des ressources matérielles (pédagogiques et techniques) et des ressources humaines (personnel BIATOSS : techniciens et assistants ingénieurs) autour d un plateau technique regroupant l ensemble des départements industriels de l IUT (GMP, GIM, SGM, MP). Mai

21 Dans le cadre de cette responsabilité, je sui amené à travailler avec les chefs de départements et assistants ingénieurs afin de mener une réflexion sur la politique de création ou réfection des laboratoires constituant les plateaux techniques, d investissement des équipements techniques et de recrutements des personnels techniques. Les dossiers traités en cours sur lesquels je suis impliqué concernent particulièrement la réfection de l atelier (pôle usinage conventionnel et numérique, pôle métaux en feuilles), le recrutement d un contractuel pour renforcer l équipe technique du plateau, l investissement d un tour à commande numérique. Coordinateur des relations industrielles pôle alternance - pôle industriel De septembre 2010 à septembre 2011, j ai assumé la responsabilité de coordinateur des relations industrielles entre le pôle alternance et le pôle industriel de l IUT de Saint-Denis. Cette tâche administrative a consisté à être l interlocuteur privilégié entre les industriels et les départements industriels de l IUT de Saint-Denis. Dans ce cadre, j ai assuré l interface entre les responsables de formation et les industrielles afin de répondre aux mieux offres de stage, offres d alternance et offres d emploi. Dans le cadre de cette responsabilité, je ai été amené à participer à la mise en place d un forum de l alternance. Ce forum avait pour mission principale de faire rencontrer les industriels et les futurs candidats aux formations par alternance. Direction des études du département GMP De septembre 2008 à septembre 2010, j ai assumé la direction des études des étudiants DUT formation par apprentissage au département Génie Mécanique et Productique de l IUT de Saint-Denis. Cette tâche administrative a consisté à veiller au bon déroulement de la formation des étudiants tant dans les périodes de formation à l IUT que dans les périodes de formation au sein de l entreprise. Dans le cadre de cette responsabilité j ai participé au recrutement et à l accompagnement des candidats à l apprentissage pour leur recherche d entreprise tant dans la formation de DUT GMP que des licences professionnelles de production industrielle «Métrologie Dimensionnelle et Qualité» et de mécanique «Conception Collaborative». Élu au Conseil de Département GMP D octobre 2007 à octobre 2009, j étais élu au conseil du département Génie Mécanique et Productique de l IUT de Saint-Denis. Ce conseil de Département est compétent pour toutes les questions touchant au fonctionnement du département (pédagogie, budget). Responsable des projets DUT GMP De septembre 2008 à septembre 2010, j ai assumé la responsabilité de l organisation de l unité d enseignement de projet. Mission «Classes Préparatoires aux Grandes Ecoles» à l Université Décembre 2009 à Septembre 2010, j ai participé à la mission «Classes Préparatoires aux Grandes Ecoles» de l Université Paris 13. Cette mission a pour objectif d appuyer la création de classes préparatoires scientifiques sur le territoire de la Seine Saint-Denis. Dans le cadre de cette mission, j ai participé à la présentation des ressources de l IUT de Saint-Denis pouvant servir aux enseignements spécifiques de classes préparatoires scientifiques. Une première collaboration avec le lycée Condorcet, Montreuil, a été établie pour l ouverture d une classe préparatoire Physique Chimie Sciences de l Ingénieur en Septembre Mai