Épreuve E2 - Bac Pro Traitements des matériaux - juin 2025

Mise en situation

La société Graindorge, basée à Sens, est leader du marché français et européen dans le traitement de surfaces de pièces métalliques et plastiques pour l’industrie cosmétique de luxe.

Leur expertise technique dans le domaine du traitement électrochimique sur plastiques leur permet d’être à la pointe du secteur et de proposer à leurs prestigieux clients des produits finis fiables bénéficiant du label « Made in France ».

Bien que traitant également des substrats en laiton et zamak, l’activité principale de l’entreprise se tourne essentiellement vers les plastiques moulés et injectés de type ABS (Acrylonitrile – Butadiène – Styrène). Tout l’enjeu de ce secteur d’activité est de permettre la métallisation par voie électrochimique d’une matière non-conductrice.

Le procédé de traitement se divise en deux étapes distinctes : la métallisation à proprement parler de l’ABS d’une part, et les différents traitements électrolytiques servant au renforcement et à l’embellissement des pièces d’autre part.

La métallisation de l’ABS

La métallisation de matériaux non-conducteurs par voie électrochimique est rendue possible par l’ajout préalable d’un revêtement conducteur d’électricité, obtenu par voie chimique. La plus grande difficulté de mise en oeuvre de cette technique n’est pas la mise en place du dépôt métallique. Son adhérence et sa résistance dans le temps face aux contraintes subies par les pièces (changements de températures, humidité, efforts, …) sont complexes à obtenir.

Le procédé de métallisation consiste à créer des aspérités à la surface du substrat par extraction du butadiène présent dans le mélange ABS grâce à l’action de l’acide chromique H2 Cr O4. Cette étape, extrêmement polluante pour l’environnement et l’humain car contenant des chromes VI (CrVI), sera à l’avenir remplacée par une attaque au permanganate de potassium, moins polluant, mais également moins stable en solution.

La formation de ces aspérités va permettre l’accroche du nickel chimique par ensemencement de la surface au palladium, métal noble. Cette couche de nickel chimique d’un minimum de 2 µm d’épaisseur va rendre la surface de la pièce conductrice et permettre les traitements électrolytiques suivants.

Traitements multicouches

Une fois la couche conductrice en place, le procédé de traitement répondant au cahier des charges client, peut commencer. Les différents traitements se font par voie électrolytique. Il s’agit d’effectuer pour commencer un cuivrage acide de charge d’une épaisseur de 10,5 µm suivi d’une activation acide puis d’un dépôt de 5 µm de nickel de Watt brillant. Enfin, dans le but de fournir la finition attendue pour cette série de pièces, les bouchons subissent un revêtement de nickel noir couleur « canon de fusil » de 1 µm d’épaisseur. Sur cette ligne, la cuve de traitement du cuivrage acide est présente en 5 exemplaires amovibles. De même, la finition nickel noir possède 2 cuves de traitement identique.

Tous les bains de traitement sont suivis d’un rinçage mort et d’un rinçage cascade. Le bain de finition est, quant à lui, précédé et suivi d’un rinçage éco, en lieu et place d’un rinçage mort habituel.

Les pièces partent ensuite à l’étuve pour séchage (10 min) puis sont déchargées des montages.

Contrôle qualité des pièces

Avant expédition, les bouchons sont contrôlés visuellement d’une part pour vérifier les défauts extérieurs et l’homogénéité de la coloration, et par coupe métallographique d’autre part, pour contrôler les épaisseurs de dépôts. Le prélèvement des pièces à tester se fait de façon aléatoire tout au long du montage.

Contenu du sujet

Le sujet comporte quatre parties.

1. Étude préliminaire
2. Étude du procédé
3. Gestion de production
4. Contrôles – Qualité – Sécurité – Environnement