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Services techniques

lu 8466 fois | publié le 23/01/2014

Ingénieur matériaux / procédés

Expert en propriétés des matériaux, l’ingénieur matériaux analyse la pertinence technique et économique de leur utilisation. Il recherche, expérimente, innove et développe des matériaux. Intervenant en amont de la production, il participe à l’élaboration des matières premières, des produits finis (objets, machines, infrastructures) et des procédés de fabrication en vue de leur industrialisation.

Autres intitulés

  • Ingénieur matériaux-process
  • Ingénieur en génie ou science des matériaux
  • Ingénieur recherche-développement matériaux
  • Ingénieur matériaux-technologies
  • Responsable matériaux et procédés

 

Ces intitulés peuvent être complétés par le champ d’application (matériaux métalliques, à charges minérales, composites, organiques, traitement de surface ...)

 

Activités principales

Définition, réalisation d’un programme d’essais

  • Analyser les besoins (émanant souvent des directions opérationnelles) pour définir les nouvelles attentes des clients.
  • Piloter le programme conjointement avec les ingénieurs et techniciens des différents services pour rechercher des innovations.
  • Rechercher des partenariats en France ou à l’étranger.

 

Recherche de nouveaux composants et procédés innovants

  • Identifier de nouveaux alliages et procédés de leur mise en œuvre : transformations physiques, chimiques ou biologiques. 
  • Comprendre le fonctionnement des composants dans leur environnement global.

 

Réalisation d’essais de qualification des matériaux

  • Etudier les différentes propriétés des matériaux et les conditions de leur utilisation par différents processus.
  • Tester les matériaux par simulation numérique, effectuer des essais (mécanique statique, fatigue, vieillissement), analyser les interactions procédés-matériaux, des analyses de cycles de vie (ACV). 
  • Optimiser les résultats des essais.
  • Définir les méthodes et procédés de qualifications pour les essais.
  • Caractériser les matériaux pour établir leurs propriétés spécifiques (chimiques, physiques, mécaniques) et les qualifier en effectuant des essais sur des pièces finies.
  • Analyser les phénomènes générateurs de non-qualité écologique.
  • Elaborer ou modifier l’instrumentation nécessaire aux essais.
  • Faire évoluer les spécifications des matériaux et des procédés.
  • Apporter une assistance technique aux ingénieurs produits dans la réalisation de programmes d’essai et de qualification.

 

Modélisation numérique (simulation)

  • Modéliser la pièce (simuler son achèvement en élément fini).
  • Modéliser le procédé de sa mise en œuvre (structurer et en représenter les différentes étapes par un schéma)  et son comportement mécanique.
  • Réaliser des prototypes de matériaux et de procédés pour établir les conditions l’utilisation des matériaux.
  • Adapter les instruments aux nouveaux besoins (automatisation, informatisation) afin de permettre la fabrication sur mesure des matériaux (composition, taille, morphologie, texture).

 

Elaboration des programmes d’industrialisation

  • Analyser et valider, avec le bureau d’études et les équipes de production, le choix des matériaux et des technologies par rapport  aux exigences environnementales et aux questions d’obsolescence.
  • Proposer, réaliser et piloter des travaux dans le cadre d’actions de substitution des produits  obsolescents.
  • Suivre le fonctionnement des installations.
  • Participer ou animer des commissions (traitement des matériaux et procédés obsolescents, des produits chimiques...).
  • Participer ou animer des groupes de travail d’amélioration continue des moyens et des méthodes (qualité et sécurité) pour mutualiser les connaissances, les outils et leurs évolutions.
  • Sensibiliser les équipes intégrées dans le développement produit (design, achats, R&D...).

 

Participation au processus de production

  • Concevoir, améliorer des procédés d’élaboration des matériaux et d’utilisation de l'énergie, les adapter aux problématiques environnementales (éco-industries).
  • Travailler avec les équipes de production sur l'industrialisation de la fabrication du nouveau produit et la mise en route de nouveaux procédés de fabrication et nouvelles machines (essais en atelier).
  • Participer à l’automatisation des procédés, définir le plan de qualification des équipements, gérer les incidents et les dérives.
  • Suivre le maintien à un haut niveau de performance des procédés en mettant en place des indicateurs clé de performance.
  • Innover avec des procédés propres et sobres (éco-procédés) : choisir les modes de  fabrication les moins polluants et économes en matières et en énergie (technologies propres) et sur mesure (composition, taille, morphologie, texture) avec un contrôle fin de leur chimie et du procédé d’élaboration associé.
  • Apporter un soutien aux unités de production : participer à des audits et  expertises de défaillances afin de maintenir un niveau élevé de performance des procédés avec la définition et le suivi d’indicateurs clés de leur performance.
  • Participer aux chantiers d’amélioration de la qualité, à la gestion quotidienne des risques (méthode AMDEC principalement) pour prévenir les défaillances de fonctionnement, à la définition des contrôles des pièces en production (toutes ou par prélèvements, contrôle arbitraire, dimensionnel, destructif ou non destructif).
  • Participer à la conception de nouveaux outils pour de nouveaux produits.
  • Former les techniciens et ingénieurs à la mise en œuvre des procédés et des outils.

 

Diffusion et valorisation des résultats 

  • Rédiger des rapports techniques externes, publications, communications.
  • Participer à des colloques scientifiques.
  • Rédiger des rapports internes d’expertise et d’essais pour capitaliser les données de caractérisation et qualification nécessaires au bureau d’études.
  • Participer à des colloques scientifiques.
  • Assurer des formations (obligations réglementaires, politique santé, sécurité, environnement ...).

  

Veille technologique, scientifique, réglementaire

  • Réaliser et gérer des bases de données : documents, connaissances, fournisseurs, retours d’expériences d’essais sur matériaux, technologies, process développés.
  • Rédiger des standards et spécifications techniques, des guides (choix des matériaux  et de procédés).

 

Pilotage de prestations externes

  • Définir les cahiers des charges destinés aux prestataires.
  • Analyser de manière critique les propositions techniques et les plannings.
  • Suivre les activités au regard des objectifs fixés et des plannings agréés au démarrage de chaque projet.
  • Valider les livrables et suivre les non conformités.

 

Reporting

  • Définir et suivre les indicateurs de coût, qualité, délai qui seront adaptés aux besoins des projets : satisfaction des clients internes, respect des délais, qualité rédactionnelle des rapports internes etc).
  • Informer sur les avancées et retards potentiels du projet.
  • Proposer des plans d’actions correctives pour respecter les engagements.
  • Capitaliser l’historique du programme et les décisions techniques.

 

Expertises techniques

  • Suite aux essais ou avaries
  • Rédiger le cahier des charges (objectifs techniques et délais) avec les clients internes ou externes.
  • Réaliser l’expertise technique (en interne ou sous-traitée).
  • Rédiger le rapport avec proposition de “causes racines” (causes principales).

 

Support production

  • Participer ou valider au plan technique le dossier d’industrialisation des premiers articles.
  • Conseiller au niveau technique sur les lots de production comportant des anomalies.

 

Activités éventuelles

Selon la taille et l’organisation de l’entreprise, l’ingénieur matériaux-procédés peut assurer les activités suivantes :

  • Auprès de bureaux d'études techniques extérieurs et de clients industriels : expertise technique
  • Auprès des fournisseurs : évaluation, sélection, audit de leurs procédés, suivi de l’assurance qualité, gestion de l’approvisionnement des matières
  • Auprès du service achats : conseil  dans le choix des fournisseurs
  • Gestion de la qualité : audit des produits et des procédés, suivi du plan d’actions et d’amélioration, pilotage du bilan qualité annuel, traitement des non conformités, élaboration des indicateurs qualité (il peut être associé aux échanges du CHSCT)
  • Gestion du personnel encadré (techniciens, scientifiques, ingénieurs, thésards) et des plans de formation associés
  • Gestion d’un budget
  • Dépôt de brevets : suivi du respect de la propriété intellectuelle (accords de secret pour certaines données, enveloppes Soleau  avec dépôt à l’INPI de preuve de création).

 

Variabilité des activités

L’ingénieur matériaux peut se spécialiser :

Par type de matériaux : composites, métaux et alliages, réfractaires, frittés...

Par type de produit : emballages anticorrosion...

Par type de procédé : fonderie optimisé, traitements thermiques, de surface, thermochimique, broyage et mise en forme de poudres, connectique...  Les contrôles non destructifs (ressuage, ultra-sons, magnétoscopie...), étroitement liés aux procédés de protection ou de mise en forme, sont très développés dans l’aéronautique et le nucléaire.

Par phase au niveau des essais : par exemple en simulation par modélisation numérique en 3D

Selon les applications industrielles, l’ingénieur matériaux-procédés travaille dans des délais variables en fonction de la durée de validation des projets : en moyenne 2 ans dans l’industrie électronique, 2 à 4 ans dans l’automobile, 10 ans dans l’aéronautique et le spatial.

 

Rémunération

Jeune diplômé : entre 25 et 35 k€

Jeune cadre : entre 35 et 40 k€

Cadre confirmé : entre 40 et 55 k€

La rémunération varie selon le secteur industriel, la région, la taille de l’entreprise, le niveau de responsabilité et le diplôme.

 

Compétences requises

Compétences techniques

  • Connaissance des matériaux sous leurs différentes formes, spécifications propres à un secteur (par ex : alliages et matériaux composites dans l’aéronautique) et procédés (par ex : fusion, soudage, thermoformage dans la mécanique)
  • Analyse des stress, vieillissement, corrosion
  • Instrumentation et métrologie, automatismes
  • Techniques de mesure, analyses, tests, essais, prévisions spécifiques à un domaine
  • Techniques de modélisation
  • Référentiels réglementaires, nationaux et européens, normes nationales et internationales, codes (environnement, énergie, transports...)
  • Réglementation des marchés publics
  • Très bon niveau d’anglais    
  • Maîtrise  des questions économiques et environnementales
  • Gestion de projets en milieu international
  • Maîtrise rédactionnelle : spécifications, rapports d’expertise technique, rapports d’essais
  • Logiciels : CAO/DAO, PLM, simulation, traitement de données

 

Aptitudes professionnelles

  • Pragmatisme, curiosité, imagination pour entrevoir des solutions innovantes
  • Esprit d’équipe, qualités relationnelles pour travailler avec différents interlocuteurs (cadres, techniciens, opérateurs, chercheurs)
  • Sens de la confidentialité 
  • Sens pédagogique et force de persuasion pour convaincre partenaires internes et externes
  • Capacité à assimiler vite une importante masse d’informations
  • Esprit de synthèse pour identifier les données prioritaires
  • Prise de recul sur les projets pour suivre les évolutions scientifiques et technologiques

 

Le profil

Diplômes requis

  • Formation de niveau Bac +2 ou 3 (DUT sciences et génie des matériaux, BTS traitement des matériaux, traitement des surfaces, études et réalisation d’outillages et mise en forme des matériaux, licence professionnelle matériaux composites, analyse des matériaux...)
  • Formation école d’ingénieurs généraliste avec option en matériaux
  • Formation école d’ingénieurs spécialisée en physique ou chimie ou dans un secteur industriel (par exemple aéronautique, automobile, ferroviaire, spatial) complétée par un master ou un doctorat scientifique en matériaux
  • Formation de niveau bac +5 spécialisée (master de recherche ou professionnel) en génie des matériaux, ingénierie des systèmes de production
  • Formation de niveau bac +8 (doctorat) en chimie, physique, matériaux

 

Durée d’expérience

  • Débutant en apprentissage (alternance, formation continue, VAE)
  • 1ère expérience de 2 à 5 ans
  • Expérience confirmée de 5 ans minimum (idéalement 10 ans)
  • Stage ou expérience appréciée en laboratoire d’analyses physico-chimiques

 

Les doctorants en contrat CIFRE dans une entreprise sont souvent recrutés au terme de leur soutenance de thèse.

 

Postes précédents (P-1)

 

Qui recrute ?

  • Entreprises industrielles dans tous les secteurs : aéronautique et spatial, automobile, électrique et électronique, informatique et numérique, nucléaire et énergie, ferroviaire, construction navale, construction mécanique et métallurgie, chimie, pétrochimie, pharmacie, verrerie, plasturgie, caoutchouc, construction ...
  • Centres techniques et d’innovation, laboratoires de recherche (50% de doctorants exercent dans ce métier contre 10% dans les métiers classiques de l’ingénieur)
  • Bureaux d’études techniques
  • Sociétés conseil en ingénierie industrielle et innovation
  • Sociétés de contrôle et d’assistance techniques

 

Toutes ces entités peuvent faire partie d’un pôle de compétitivité (cluster).

 

Rattachement hiérarchique

 

Environnement de travail et interlocuteurs

Internes :

  • Bureau d’études
  • Laboratoire d’essais
  • Recherche appliquée et développement
  • Bureau d’études/design
  • Département développement durable (éco-conception)
  • Département méthodes industrielles
  • Département production
  • Département qualité/QSE (qualité-sécurité-environnement)
  • Département achats
  • Département marketing (ingénieurs produits)

 

Externes :

  • Fournisseurs de matériaux, composants, instruments et outillages de fabrication
  • Prestataires, sous-traitants : centres techniques, bureaux d’études, sociétés conseil 

 

Evolution professionnelle (P+1)

  • Ingénieur/responsable recherche et développement
  • Ingénieur/responsable tests-expérimentations
  • Ingénieur/responsable process-méthodes
  • Responsable éco-conception/recyclage-environnement
  • Ingénieur/responsable qualité
  • Ingénieur /responsable en instrumentation
  • Consultant/expert en matériaux-process

 

Contexte et facteurs d’évolution du métier

Les matériaux sont au cœur de toutes les activités et révolutions industrielles, de la métallurgie jusqu’aux nanomatériaux et nanotechnologies, en passant par la microélectronique, les matières plastiques et composites (polymères, biomatériaux...). L’ingénieur matériaux est présent dans toutes les branches de l’industrie, ses compétences étant nécessaires dès qu’il s’agit de concevoir et produire un objet : un véhicule, un téléphone portable, une prothèse de hanche, une planche à voile, un réacteur nucléaire, une cellule solaire...

Compte tenu des évolutions technologiques, l’ingénieur matériaux s’appuie sur de solides connaissances et compétences concernant les matériaux actuels et devra savoir s’adapter aux nouveaux matériaux et participer au développement de ceux de demain.

Ses compétences sont en effet indispensables pour relever les défis du développement durable : augmentation du coût des matières premières, enjeux énergétiques, enjeux environnementaux...

Des enjeux économiques :

La légèreté des matériaux devient un enjeu important car elle permet une réduction des coûts de fabrication et d’exploitation (consommation d’énergie notamment), par exemple dans l’industrie aéronautique et spatiale (développement de matériaux à bases de titane et aluminium). L’ingénieur matériaux cherche à innover avec des matières plus légères ( l’aluminium, magnésium), plus tenaces et résistantes (tôles en acier, plus fines) et avec des matériaux composites (alliages de fibres et plastiques).

Face à la raréfaction prévisible des matières premières (énergies fossiles) et la hausse de leur prix, l’ingénieur matériaux-procédés est, lui aussi, soumis à une obligation de performance économique : outre les critères de délai et de qualité, il devra de plus en plus prendre en compte le critère coût tout en visant la performance énergétique et technique.

La numérisation de l’outil industriel :

L’automatisation et la robotisation progressive des process apportent aux industriels une plus grande maîtrise de la production. L’ingénieur matériaux-procédés devra rechercher des solutions de procédés plus rapides, plus sûres, moins coûteuses : par exemple, des robots industriels pour usiner de grandes pièces en fibres de carbone, des autoclaves (fours) pour cuire des pièces dans l’aéronautique.

Pôles de compétitivité et  développement des nouveaux matériaux :

Avec le développement des pôles de compétitivité, tels que Materiala (matériaux structurants et procédés de mise en œuvre), Techtera (Textiles techniques et fonctionnels, Matériaux souples, Matériaux composites, fibres innovantes) et MAUD (Matériaux et Applications pour une Utilisation Durable), Matériaux innovants, Produits Intelligents (MIPI), les entreprises sont à la recherche de compétences pour développer de nouveaux matériaux destinés aux marchés en expansion (automobile, emballage, construction, mécanique, production énergétique, outillage industriel) et relever les défis de la désindustrialisation.  

Des projets d’innovation menés en partenariat :

L’ingénieur matériaux-procédés voit son périmètre élargi vers la gestion de projets, menés en collaboration avec des partenaires publics et privés (laboratoires privés, centres publics de recherches, entreprises clientes et fournisseurs de son entreprise, universités, en France et à l’étranger. Leur financement peut désormais s’effectuer avec le concours de la BPI banque publique d’investissement, créée en 2013 pour accompagner des projets innovants et stratégiques (conversion numérique, écologique et énergétique de l'industrie, biotechnologies, nanotechnologies ...).

Ingénieur matériaux et protection de l’environnement :

Les directives REACH (utilisation des substances chimiques, reprise des produits en fin de vie, étiquetage des produits, consommation d'énergie des produits...) et ROHS (substances dangereuses, déchets, responsabilité élargie du producteur) ont et auront un impact de plus en plus important sur le métier d’ingénieur matériaux. L’augmentation prévisible du nombre de substances interdites dans REACH (cinq en 2005, dix en 2015, une centaine de substances candidates bientôt) l’amènera à privilégier les matières premières renouvelables ou biodégradables, les déchets recyclables. Ses missions tendent à s’orienter vers l’éco-conception et l'analyse de cycle de vie (ACV) des produits (matières premières et déchets, utilisation, fin de vie et recyclabilité des produits).

 

Fiche métier faite en partenariat avec l’Observatoire de la métallurgie

Mots-clés : métierprocessR&Dindustrieprocédésindustrialisation