Maxence
BIGERELLE

Bâtiment CISIT

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Construction d’une méthodologie qui permette de rechercher le(s) paramètre(s) morphologique(s) le(s) plus pertinent(s), permettant ainsi d’expliquer l’origine de la création d’une forme ou encore de l’influence de la forme d’un objet sur l’environnement extérieur. Des méthodologies de caractérisations géométriques permettant d’expliquer de nombreux mécanismes rencontrés en Sciences des Matériaux sont développées. Cette démarche m’a conduit à construire de nombreux outils Mathématiques, Statistiques, Métrologiques, Informatiques... Parfois même, j’ai temporairement dévié de la ligne directrice de cette démarche pour résoudre une problématique nécessaire à sa construction. La méthodologie est appliquée dans le domaine de l’usure, l’adhésion, la fatigue, la corrosion, la mouillabilité, la prolifération cellulaire, la tenue des revêtements,les mécanismes diffusifs, la rupture, la brillance ainsi qu’aux divers procédés de fabrication (usinage, fonderie, super-finition, formage, tournage…).

APPLICATIONS DES FRACTALES EN SCIENCES DES MATERIAUX.

· Mesure de la dimension fractale ; création d'une nouvelle méthode (AMN).
· Analyse de la méthode des îles : relation entre la ténacité et la dimension fractale des faciès de rupture.
· Influence des artefacts de mesure sur le calcul de la dimension fractale (Rayons de palpeur, bruit...).
· Mesure de la dimension fractale du joint de grains d'un matériau en vue de prévoir la relation entre énergie de rupture intergranulaire et le désordre du grain.
· Simulations numériques du grossissement du grain.
· Création d'une méthode de correction des erreurs de convergence de calcul des dimensions fractales.
· Recherche d'une méthodologie en vue d'une normalisation future du calcul de la dimension fractale sur des profils de rugosité.
· Processus self-similaires en tribologie (formalisme, lien avec la courbe d'Abbott…).
· Influence de la fractalité d'un profil sur la pertinence des paramètres de rugosité.
· Aspect multifractale d'un profil de rugosité : concurrence de 2 mécanismes d'endommagement (corrosion et mécanique).
· Relation ténacité d'un matériau / la dimension fractale.
· Pertinence du paramètre dimension fractale (mise au point d'une mesure de quantité d'information) vis à vis des autres paramètres de rugosité.
· Self similarité des surfaces : mesure fractale par diffraction des rayons X sur les angles de Bragg.
· Brillance et fractales : recherche des causes de la brillance des matériaux à surfaces rugueuses.
· Croissance des couches de galvanisation. Relation état de surface, temps-température du traitement, chimie de surface et contraintes résiduelles avec l’épaisseur des couches de galvanisation.
· Calcul ab initio : Modélisation de la diffusion au joint de grains.
· Caractère multifractale des processus diffusifs.
· Loi de Zipf et entropie statistique.
· Usure : caractérisation et modélisation par des fonctions fractales (Application au laminage à Froid, Tribologie).
· Usinage : Analyse des mécanismes de broutage, modélisation des aspects chaotiques.
· Fonderie : Transfert des états de surfaces lors des opérations de fonderie.
· CAO : Elaboration de fractales pour tester la précision des différents procédés de fabrication : loi d’échelle en fonction du matériau.
· Usure des polymères.
· Mouillabilité et aspects multi-échelles.
· Endommagement multi-échelles : recherches d’invariants, caractérisations et modélisations.
· Modélisation des nanostructures par agrégation limitée par diffusion avec nucléation.
· Loi cinétique, prolifération, adhérence et adhésion des ostéoblastes sur des biomatériaux : nano revêtement, chimie de surface, topographie, chimie substrat, utilisation nano particules biocompatibles…
· Modélisation du contact rugueux : approches MEF et méthodes spectrales.
· Analyses et modélisation du procédé de superfinition par abrasion à l’aide de la géométrie fractale. constructions d’indicateurs morphologiques multi-échelles.
· Caractérisation multi-échelle des surfaces obtenues par usinage haute précision (outil diamant monocristallin).
· Influence de la morphologie de surface sur la durée de vie des matériaux soumis en fatigue de contact .

RECHERCHES STATISTIQUES EN SCIENCES DES MATERIAUX

· Recherche des critères pertinents par la méthode bootstrap : application à la caractérisation géométrique des surfaces.
· Bootstrap et fatigue-fissuration, fatigue oligo-cyclique, élaboration de modèles phénoménologiques.
· Essai de dureté : variation avec la charge (Indentation Size Effect), méthodologie de mesure, modélisation des courbes effort – déplacement, recherche du niveau zéro en nano-indentation, modélisation de la dureté des revêtements multi-couches.
· Ténacité d'un verre en relation avec la composition chimique et son traitement thermique.
· Suivi et caractérisation de la dégradation in vivo d’implants orthopédiques, créations de modèles d’adhésion incluant la prolifération cellulaire.
· Valeurs extrêmes des défauts et durée de vie en fatigue, utilisation des Lambda distributions.
· Loi de comportement et incertitude : approche entropique et bootstrap.

RECHERCHES MATHEMATIQUES EN SCIENCES DES MATERIAUX

· Méthode de calcul numérique de la courbe de portance d'un profil.
· Mise au point d'une méthode de recherche de critères influents par couplage de l'analyse de la variance et du bootstrap et création d'un indice probabiliste du maximum d'information.
· Validité de l'approche euclidienne des surfaces sur un problème diffusion de type Laplace : influence de la dimension fractale du contour.
· Détermination de la longueur d’autocorrélation d’un signal : recherche de la self-similarité d’une surface par la théorie du chaos, application en tribologie.
· Recherche de la position de mesure des points expérimentaux par simulation numérique : instrumentation d’un moule de fonderie.
· Traitement du signal en tribologie : vers une mise au point d’indicateurs pertinents des efforts normaux et tangentiels, relation avec l’endommagement.
· Anisotropie des surfaces : caractérisation.
· Transferts thermiques : théorie du potentiel, simulation Monte Carlo, mouvement brownien : insuffisance de la loi de Fourier aux échelles micro - meso. Prise en compte de la nature du matériau dans la théorie du potentiel.
· Modélisation et caractérisation du pitting corrosion.
· Théorie de l’information, compression et entropie physique : elaboration d’un formalisme mathématique, relation entre l’entropie et la compressibilité de l’information de processus irréversibles (usure, diffusion, solidification…).
· Analyses des signaux en émission acoustique : application aux mécanismes d’endommagement (corrosion, tribologie, rupture) par des approches multi-fractales.
· Variété Riemannienne, topologie et topographie de surface.
· Rôle de la forme des ondelettes sur la reconstruction des signaux.
· Création de paramètres du signal a base physique.

Diplômes universitaires

2003 :

Habilitation à Diriger les Recherches : "Modélisation et Caractérisation Multi-échelles des Surfaces et Interfaces en Mécanique et Sciences des Matériaux" dirigée par J. Foct (Directeur du Laboratoire de Métallurgie et de Génie des Matériaux, UMR 8517, Lille 1) et A. Iost (Equipe Surfaces et Interfaces, ENSAM Lille), Gérard Le Caër (Rapporteur, Université de Rennes I, Groupe Matière Condensée et Matériaux), Dominique Jeulin (Rapporteur, Centre de Morphologie Mathématique, Ecole des Mines de Paris), Marie Reynier (Rapporteur, Université Paris X, Directrice Générale de L’ENSAM), Henri-Paul Lieurade (Examinateur, département Matériaux du CETIM de Senlis).
1999 :

Doctorat de troisième cycle en Mécanique et Matériaux : "Caractérisation Géométrique des surfaces et interfaces - Applications en Métallurgie" Mention Très Honorable obtenue avec les Félicitations du Jury. Dirigé par Alain Iost ; soutenu à Lille le 18 Janvier 1999. (Jury : J.L. Chermant (Président), J. Foct (Rapporteur), G. Cognet (Rapporteur), A. Legris, J.L. Bauchat, C. Prioul, A. Iost (Directeur).
1994 :

: Diplôme d’Ingénieur en Informatique (Mention Très Bien) du Conservatoire National des Arts et Métiers.
1992 :

DEST (Diplôme d’Etudes Supérieures Techniques) en Informatique Scientifique (Calcul numérique, modélisation par éléments finis).
1990 :
: DPCT (Diplôme du Premier Cycle Technique) en Informatique Appliquée.
1987 :

DUT Mesures Physiques.

Expériences professionnelles

De Octobre 1988 à Décembre 1988 :

BEGHIN SAY Thumeries. Laboratoire d’analyse chimique. Analyse de la composition chimique des sucres et de ses dérivés.
De Décembre 1988 à Octobre 1994 : :

SOLLAC Biache St Vaast. Technicien en Recherche et Développement.

Optimisation des critères de mise en fabrication de produits métallurgiques pour garantir les caractéristiques mécaniques des produits finaux. Conception d’applications informatiques permettant d’analyser les évolutions de mesures issues des outils de productions (coulée, laminage, recuit...). Création de modèles mathématiques permettant d’estimer divers phénomènes métallurgiques (simulation des recuits, prévision des caractéristiques mécaniques, mécanismes d’oxydation, transfert de rugosité au laminage...)
De Octobre 1994 à Octobre 2000 :
ENSAM Lille, Chef de Travaux au département Matériaux
Octobre 2000 ? Septembre 2004 :

ENSAM Lille, Maître de Conférences en 33ème section (Chimie des Matériaux).
Et aussi de 1997 à 2005 :

Chercheur permanentau Laboratoire de Métallurgie Physique et de Génie des Matériaux, UMR 8515, Lille 1, Directeur Jacques Foct.
Novembre 2003-Septembre 2009 :
Centre Hospitalier Universitaire de Lille, Vacataire (10 %), Analyses et Expertises d’implants orthopédiques explantés (Service du Professeur Henry Migaud).
Septembre 2004 - Septembre 2011 :

Université de Technologie de Compiègne, Laboratoire Roberval, Professeur des Universités en 33ème section (Chimie des Matériaux).
Septembre 2008 :
Passage 1ère classe par voie externe (CNU) et obtention de la PEDR.
Janvier 2007-Septembre 2011 :

Responsable du groupe « Mécanique et Morphologie des Surfaces et Interfaces [M2SI] » au sein du laboratoire Roberval, Compiegne (10 permanents, 1 Iatos, 12 doctorants).
Janvier 2010 à septembre 2011 :

Responsable de l’équipe « Matériaux et Surfaces » du Laboratoire Roberval (21 permanents, 3 rattachés, 4 Iatos, 26 doctorants)
Depuis Septembre 2011 :
École Nationale Supérieure d'Ingénieurs en Informatique, Automatique, Mécanique, Energétique, Electronique (ENSIAME), Université de Valenciennes, Professeur des Universités en 60ème section (Mécanique des Matériaux).
Depuis Septembre 2011 :
Chercheur au Laboratoire d'Automatique, de Mécanique et d’Informatique Industrielles et Humaines (LAMIH, UMR 8201)
Janvier 2013- Janvier 2014 :

Responsable du thème « Matériaux et Fluides au Voisinage des Surfaces et Interfaces» MFVSI (21 permanents, 3 Iatos, 18 doctorants)
Depuis Janvier 2014 :
Directeur du Département Mécanique Lamih UMR 8201 (effectifs 117 dont 56 permanents).
Septembre 2014 :
Passage Professeur de Classe Exceptionnelle
Depuis Janvier 2016 :
Membre de la commission de normalisation AFNOR UNM 10 «GPS - Etats de surface».

Valorisations academiques

Contrat de recherche

Type

Date

Thématique

Féd. des Biomatériaux Nord Pas de Calais

(Participant)

1996

2006

Adhésion cellulaire, tribologie et topographie des surfaces

ACI (CNRS-INSERM)

(Porteur)

1997

2001

Traitement de surface des implants dentaires et orthopédiques. Evaluation de la biocompatibilite in vitro et in vivo

Anvar

(Porteur)

2005

2006

Endommagement par nano-scratch test

Fondation CETIM

(Porteur)

2007

2010

Nouvelles méthodes d’analyse des états de surfaces

Financement région

(porteur)

2009

2012

FoncRug3D

ANR

Blanche

(porteur)

2013

2017

SinusSurf

Elaboration de surfaces fonctionnelles

SATS?SU

(participant)

2016

2017

Idex Sorbonne Universités

Tribologie Appliquée aux modifications apportées par l’Hommeaux Ossements

Valorisations industrielles

Contrats de recherche

Industrie	date	Thématique
Sollac	1997	Usure des cylindres de laminage
PSA	1997	Rôle de la teneur en phosphore et silicium d'acier et de la topographie de surface sur la croissance des couches de galvanisation
Ecoclean	1997	Aptitude au polissage par tribofinition
Arcelor	2000	Transfert de rugosité
Arcelor	2000	Caractérisation mécanique des peintures
Ugine	2001	Relation mouillabilité, rugosité et chimie de surface
Ugine	2001 2004	Valeurs extrêmes et pitting corrosion des aciers 316
Arcelor	2002	Endommagement par fatigue thermomécanique des cylindres de laminage à chaud
Philips	2002	Analyse de la topographie de la surface des écrans de téléviseur
Arcelor	2003	Caractérisation mécanique des peintures
Visteon	2003	Caractérisation de l’usure des polymères
Visteon	2004 2007	Modélisation, méthodes inverses et optimisation des vitesses de refroidissement des moules pour injection polymère
Rolex	2012	Caractérisation multi échelle de la brillance de cadran de montre
Rolex	2012	Analyse du procédé de tribofinition
Chanel	2012	Analyse sensoriel de surfaces injectées polymériques
Kremlin	2012	Rôle de la topographie sur l’étanchéité de tige coulissante de pompes à eau
Total	2012	Caractérisation Multi échelle de l’endommagement par fatigue contact (influence du lubrifiant)
Aperam	2012	Caractérisation de l’usure de cylindre à chaud. Rôle de la topographie
Rolex	2013	Elaboration des fonctions de transfert des procédés de finition
Rolex	2014	Relation sensorielle et aspects de surfaces Obtenus par divers processus de tribofinition
Kremlin	2013	Rôle des revêtements sur l’étanchéité de tige coulissante de pompes à eau
Kremlin	2014	Condition d’anodisation et stick slip : Rôle des conditions d’anodisation
Aperam	2013	Caractérisation des déformations plastiques locales hors plans d’acier inox.
Magottaux	2013	Caractérisation de l’usure de composites à matrice métallique
Cetim	2013	Caractérisation morphologique de l’essai de grippage sur acier 316L
Kremlin	2014	Défauts lors de la mise en forme de la carrure de pistolet à peinture
Kremlin	2015	Modélisation numérique des conditions de fuites
Sebbin	2016	Rôle de la texturation de Surface sur la biocompatibilité des implants a base silicone
AGS	2016	Caractérisation micromécanique de pièces obtenues par fabrication additive
Winoa	2015	Caractérisation topographique de la nanotexturation de surfaces
Rolex	2015	Modélisation de la reflection de la lumière sur surfaces micro-texturées
Rolex	2016	Modélisation stochastiques des processus de superfinition
RTE	2015	Rôle de la morphologie de surface sur l’effet couronne
RTE	2015	Texturation de surfaces et bruit Couronne
RTE	2016	Modélisation stochastiques des pertes électriques par effet couronne
RTE	2016	Mouillabilité et pertes électriques sur cable HT

Autres

Année 2016 Nombre total de citations : 3295, Moyenne de citations par article : 17.0 (Source Harzing, http://www.harzing.com/pop.htm)
Papers:	194	Cites/paper:	17.0	h-index:	27	AWCR:	353
Citations:	3295	Cites/author:	1037	g-index:	54	AW-index:	18.8
Years:	22	Papers/author:	61	hc-index	19	AWCRpA:	110
Cites/year:	150	Authors/paper:	3.6	hI-index:	8.1	e-index:	42

Impact dans Revues Généralistes à Grand Tirage

Impact de l’article : M. BIGERELLE and A. IOST "Fractal dimension and classification of music" Chaos, Soliton and Fractals, 11, 2000, 2179-2192.

“ ...Scientist have long looked for self-similar patterns, or fractal, in music but without success. Maxence Bigerelle and Alain Iost at ENSAM [] They found that the fractal patterns in the way loudness varies could be use to distinguish between different type of music []"

From New Scientist Magazine, 05 August 2000.
Award de la meilleure publication de l’année 2006 dans J. ofMaterials Science

K. Anselme and M. Bigerelle, “Statistical demonstration of the relative effect of surface chemistry and roughness on human osteoblast short-term adhesion, J. of Materials Science: Materials in Medicine, 17, 5, 2006,471-479.

Impact Factor 2006 : 1.6, 2012 : 2.3

Dissociation topographie mécanisme d’adhésion par revêtement nanométrique
Award des 2 auteurs les plus cités dans la revue Acta Biomaterialia de 2005-2008.

K. Anselme andM. Bigerelle, Topography effects of pure titanium substrates on human osteoblast long-term adhesion, Acta Biomaterialia, 1, 2, 2005, 211-222.

Impact Factor 2008 : 3.1, 2012 : 5.1.

Utilisation du système Mesrug pour déterminer le paramètre de rugosité qui gouverne l’adhésion cellulaire
Analyse Scientométrique

Ma recherche est axée principalement sur l’analyse des mécanismes physiques responsables de la création de la topographie des surfaces des matériaux et son influence sur les réponses de sollicitations physiques. Je me suis principalement investi dans le rôle de la topographie de surface sur les mécanismes d’adhésion (Roughness & Adhesion) ainsi que les modifications de rugosité du titane et sa fonctionnalité de surface (Roughness & Titanium). En particulier, j’ai développé des outils mathématiques de physiques multiéchelles basés sur la géométrie fractale qui sont appliqués pour caractériser la rugosité multi-échelle (Roughness & Fractal).

Afin de quantifier la pertinence de ces thématiques de recherche, le WEB of Science est utilisé avec ces mots clefs. Les indicateurs sont alors proposés (nombre d’articles et nombre total de citations) ainsi que la dynamique annuelle de publication (nombre de citations par an) qui permettent de situer la pertinence et pérennité de la thématique de recherche poursuivie. Puis la position en citations des publications associées à ces thématiques est alors fournie permettant ainsi de situer l’impact de ma recherche au niveau international. (Analyse faite en Février 2016).
Impact Citations "Rugosité"

Pour analyser l’impact international de ma thématique de recherche de manière objective et quantitative, nous allons utiliser les indices donnés par les moteurs d’évaluation internationale. L’originalité de ma recherche consiste à analyser l’influence de la rugosité (roughness) sur les propriétés de surface et particulièrement les propriétés mécaniques. Dans Google schollar, nous référençons 2.1 millions d’articles sur le terme « Roughness » (2.5 pour « Wear », 1.8 pour « Corrosion », 2.1 pour « Fatigue » qui sont les 3 mots clefs pour définir la durabilité et la fiabilité des matériaux, objet de nombreux projets régionaux, nationaux et internationaux). Nous allons utiliser le moteur Scopus pour quantifier l’analyse scientométrique de la thématique rugosité et la position du porteur du projet vis-à-vis des contextes nationaux, européens et mondiaux.
H Index

Responsabilités pédagogiques

IV. ENSEIGNEMENT (depuis 1994)

Enseignements en Science des Matériaux
Titre UV	Date	Lieu	P⁽¹⁾	H⁽²⁾	Descriptif sommaire des UV.
Matériaux Innovants	depuis 2011	ENSIAME	R	120	Classes de matériaux en incluant les dernières recherches dans le domaine des matériaux (Advanced Materials).
Ecoconception et Mécatronique	depuis 2011	ENSIAME	R	20	Choisir les matériaux et les procédés de fabrication de manière à optimiser les critères environnementaux (bilan carbone, énergie, recyclage, eau…)
Science des Matériaux	depuis 2011	ENSIAME	P	30	Culture de base sur le comportement des matériaux. Relation propriétés mécaniques/ microstructure du matériau.
Choix des Matériaux	2005 2010	UTC	R	130	Choix adapté de l’utilisation de matériaux et de fournir les éléments types de la démarche à suivre pour assurer la conception optimisée d'un produit, d'un objet, d'une structure et satisfaire leur bon usage.
Mise en Oeuvre des Matériaux	2005 2010	UTC	P	12	Etude des principaux procédés de mise en forme des matériaux métalliques, polymères et composites.
Science des Matériaux	2005 2010	UTC	P	60	Structure de la matière, propriétés mécaniques, microstructure du matériau.
Biomatériaux	Depuis2009	UTC	P	12	Les différents biomatériaux, élaborations, propriétés, traitement de surfaces.
Surfaces et Biomatériaux	Depuis2008	Univ Cergy	P	10	Rôle de la surface des biomatériaux sur la biocompatibilité.
Introduction Science des Matériaux	1994 2004	ENSAM	P	200	Donner les bases physiques nécessaires à la compréhension des phénomènes physiques qui interviennent dans les procédés de mise en forme.
Matériaux et Procédés	1994 2004	ENSAM	P	200	Propriétés des matériaux pour la mise en forme (déformations plastiques, diffusion, température…).
DEA, Procédés de Fabrication	1996 1998	ENSAM	P	8	Cours sur la modélisation numérique des traitements thermiques recensant les dernières modélisations publiées.
Surfaces et Interfaces	1998 2004	ENSAM	P	12	Enseignement sur la caractérisation morphologique des surfaces et interfaces en science des Matériaux..
Caractérisation des surfaces	1995 1998	ENSAM	R	50	Analyse d'images, Méthode de Monte Carlo, Rugosimétrie, Analyse statistique en Science des Matériaux
Modélisation des Procédés	1997 2003	ENSAM	R	50	Modélisation numérique des procédés de fabrication etméthode de mesures avec traitement statistique adéquat pour tester la validité du modèle numérique employé.

(1)Implications dans l’Unité de Valeur professée : P : Participant, R : Responsable.

(2)Nombre d’heures Equivalent TD professées par an. Ce nombre est approximatif car fluctuant en fonctions du nombre d’étudiants par ans et le comptage TD/TP.

Enseignements Mathématique, Informatique et Génie Industriel Affecté au département Mathématiques et Informatique de l’ENSAM Lille de 1994 - 2005 dans le but de promouvoir la modélisation statistique et le traitement numérique des données.
Titre UV	Date	Lieu	P⁽¹⁾	H⁽²⁾	Descriptif sommaire des UV.
Approfondis- -sement Statistique	1997 2000	ENSAM	R	90	Eléments de statistique indispensables à la modélisation et au traitement des données. Former l'ingénieur aux statistiques utilisées en environnement industriel.
Gestion Statistique de la Qualité	1997 2000	ENSAM	R	40	Gestion statistique en milieu industriel : Maîtrise statistique des procédés, plans d’échantillonnage, contrôle des réceptions, norme ISO 9000 - 9001.
Statistiques Industrielles	1999 2004	ENSAM	R	48	Dans le cadre de la filière “ *Génie Industriel*” de L’ENSAM Lille (responsable des projets depuis 2002), traitements mathématiques et informatiques des données issues de processus industriels.
Traitement Informatique des Données Industrielles	2002 2005	UTC	R	40	Codage de l’information, gestion des fichiers, échantillonnage,logiciel et langages de statistique, utilisation du Système SAS (Statistical Analyses System), technique de sur-échantillonnage (Bootstrap et Jackknife).
Traitement du signal	1997 1999	ENSAM	P	70	Responsable des Travaux Pratiques en 97. Création d'un logiciel éducatif de Traitement du Signal.
Informatique Algorithmique	1995 1998	ENSAM	P	48	Base des algorithmes, programmation ADA, éléments des systèmes d’exploitation.
Informatique Graphisme	1995 1998	ENSAM	P	48	Programmation avancée en ADA, système graphique GKS, Utilisation pointeurs, programmation structurée.
Bases de Données	1999 2001	ENSAM	P	24	Modèle de données, table d’index, UML, organisation logique, modèle de données relationnel, requêtes, système de gestion de base de données (SGBD). Langage de requête (SQL).
Informatique Evénementielle	1999 2003	Univ Cergy	P	48	Architecture logicielle, détection et gestion des événements, langage de programmation, génération automatique du code des tâches récurrentes dans la gestion des événements…

(1)Implications dans l’Unité de Valeur professée : P : Participant, R : Responsable.

(2)Nombre d’heures Equivalent TD professées par an. Ce nombre est approximatif car fluctuant en fonctions du nombre d’étudiants par an et le comptage TD/TP.

Formations continues
Titre	Date	Lieu	N⁽¹⁾	H⁽²⁾	Descriptif sommaire des formations
Méthodes Statistiques	1996	ENSAM	1	8	Eléments de statistiques pour l’ingénieur.
SPC	1998	ENSAM	1	8	Statistiques de la qualité.
Méthodes Statistiques	1997 2000	En entreprise	1	10	Eléments de statistiques pour l'ingénieur
Programmation et Structure des Données	1999 2001	CNAM	2	125	Bases des algorithmes, programmation ADA, codage des données, C, pointeurs, arbres, récursivité.
Programmation et Informatique Evènementielle	2002 2004	CNAM	3	110	Bases des algorithmes, programmation Visual Basic, démarche de projet, gestion des fichiers.

(1)Nombre de formations. (2) Nombre d’heures professées par formation.

Formation par Apprentissage
Titre UV	Date	Lieu	P⁽¹⁾	H⁽²⁾	Descriptif sommaire des UV.
Science des Matériaux	depuis 2011	ENSIAME	P	60	Niveau Ingénieur, comportement des matériaux. Relation propriétés mécaniques/ microstructure du matériau.
Choix Des Matériaux	2008 2010	UTC	R	40	Niveau Ingénieur. Comportement des matériaux. Choix adapté de l’utilisation de matériaux, conception optimisée d'un produit.

Polycopiés

Dans le but de fournir un support de cours aux divers enseignements, les polycopiés suivants sont fournis aux élèves. :

Titre du Polycopié	Nombre de Pages
Modélisation du Traitement Thermique des Aciers	86
Méthode de Monte Carlo	53
Méthode de Monte Carlo appliquée à la Diffusion	37
Méthode de Monte Carlo : Procédures de simulation	32
Méthodologie d'Identification d'un Matériau : Application au Couple Cuivre - Zinc	41
Les Paramètres de Mesure des Etats de Surface	169
Traitement du Signal	70
Maîtrise Statistique des Procédés	190
Traitement Informatique des Données	34
Méthode du Simplex : Application à l’Optimisation des Modèles Numériques	39
Analyse d'Images Appliquée à la Métallographie	81
Choix de Matériaux	54

Ecriture du programme MesRug : ce logiciel permet le calcul des paramètres de rugosité et de toutes les méthodes normalisées et/ou publiées dans la littérature. L'objectif de ce logiciel est de traiter automatiquement toutes les mesures de rugosité saisies par divers appareils de mesure (Cnomo, spectrale, fractale, visualisation graphique, filtrage, Abbott) qui en fait le programme le plus complet actuellement en matière de mesure d'état de surface bidimensionnelle. Ce programme est régulièrement enrichi par les investigations menées par le laboratoire ou dès la publication d'une nouvelle méthode. Les paramètres calculés sont introduits dans un tableur EXCEL, dans le logiciel Statistica et sous une base de données en vue d'une analyse bootstrap sous environnement SAS. Ce logiciel est celui utilisé pour toutes les études et contrats sur les états de surface.

Éditeur

La détermination de la température de plusieurs bobines d'acier, chauffées dans un four parcouru par de l'hydrogène ou de l'azote est abordée par modélisation numérique. Pour cela, nous avons analysé et modélisé à l'aide d'équations différentielles les transferts thermiques mis en jeu. Dans une première partie, la vitesse du gaz, les transferts convectifs et les flux radiatifs ont été modélisés. Dans cette seconde partie nous posons les différentielles qui régissent le transfert conductif au sein d’une bobine. Elles sont résolues par la méthode des différences finies intégrant les conditions aux limites données par les autres modèles. Les normes de convergence des différents algorithmes numériques sont ajustées sur la base d’un compromis précision-temps par la méthode des plans d’expériences. Nous avons ajusté les coefficients thermiques utilisés dans le modèle par la technique d'optimisation sous contraintes du simplex. Ces coefficients correspondent, après optimisation, aux coefficients habituellement admis dans la bibliographie. L’erreur de modélisation ne dépasse pas 10K en écart absolu moyen et est inférieure à 1K en erreur moyenne

Éditeur

Ecriture du Logiciel Henon

Calcul multifractal des attracteurs: la taille des images est illimitée.

Revue internationale avec comité de lecture

Berkmans F., Robache F., Mironova A., Nys L., Wieczorowski M., Bigerelle M. (2024). Brushes and brains: Does handedness influence surface topography of art painting?. Measurement, 230, pp. 114521 [DOI=https://doi.org/10.1016/j.measurement.2024.114521].

Lemesle J., Bigerelle M. (2024). A New RTI Portable Instrument for Surface Morphological Characterization. Hardware, 2, pp. 66-84 [DOI=https://doi.org/10.3390/hardware2020004].

Moreau C., Lemesle J., Paez margarit D., Blateyron F., Bigerelle M. (2024). Statistical Analysis of Measurement Processes Using Multi-Physic Instruments: Insights from Stitched Maps. Metrology, 141-163, pp. 4(2) [DOI=https://doi.org/10.3390/metrology4020010].

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Jarrah A., Bigerelle M., Guillemot G., Najjar D., Iost A., Nianga J. (2011). A generic statistical methodology to predict the maximum pit depth of a localized corrosion process. Corrosion Science, 53(8), pp. 2453-2467, ISSN 0010-938X. [IF=3.734]

Bigerelle M., Gavois J., Iost A. (2010). Relations between cutting mechanisms in turning process and roughness measurement. Conventional analysis and chaos theory. Mechanics & Industry, 9(4), pp. 273-293, ISSN 1296-2139. [IF=0.103]

Anselme K., Ponche A., Bigerelle M. (2010). Relative influence of surface topography and surface chemistry on cell response to bone implant materials. Part 2: biological aspects. Journal of Engineering in Medicine, 224(12), pp. 1487-1507, ISSN 0954-4119. [IF=0.957]

Van gorp A., Bigerelle M., El mansori M., Ghidossi P. (2010). Effects of working parameters on the surface roughness in belt grinding process: the size-scale estimation influence. International Journal of Materials and Product Technology, 38(1), pp. 16-34, ISSN 0268-1900. [IF=0.258]

Bigerelle M., Bounichane B., Hagege B., Jourani A. (2010). A new model of the heat transfer in materials: the surfacic potential algorithm. International Journal of Materials and Product Technology, 38(1), pp. 66-77, ISSN 0268-1900. [IF=0.258]

Jourani A., Bigerelle M., Petit L., Zahouani H. (2010). Local coefficient of friction, sub-surface stresses and temperature distribution during sliding contact. International Journal of Materials and Product Technology, 38(1), pp. 44-56, ISSN 0268-1900. [IF=0.258]

Bigerelle M., Abdel-Aal H., Iost A. (2010). Relation between entropy, free energy and computational energy. International Journal of Materials and Product Technology, 38(1), pp. 35-43, ISSN 0268-1900. [IF=0.258]

Petit L., Prelle C., Doré E., Lamarque F., Bigerelle M. (2010). A four-discrete-position electromagnetic actuator: modeling and experimentation. IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, 15(1), pp. 88-96, ISSN 1083-4435. [IF=2.577]

Giljean S., Ponche A., Bigerelle M., Anselme K. (2010). Statistical approach of chemistry and topography effect on human osteoblast adhesion. Journal of Biomedical Materials Research Part A, 94(4), pp. 1111-1123, ISSN 1549-3296. [IF=3.044]

Davidson P., Bigerelle M., Bounichane B., Giazzon M., Anselme K. (2010). Definition of a simple statistical parameter for the quantification of orientation in two dimensions: Application to cells on grooves of nanometric depths. Acta biomaterialia, 6(7), pp. 2590-2598, ISSN 1742-7061. [IF=4.824]

Petit L., Bigerelle M., Jourani A., Doré E., Prelle C., Lamarque F. (2010). Presentation of a new method to measure the friction coefficient using an electromagnetic digital device. Journal of Engineering Tribology, 224(9), pp. 1019-1026, ISSN 1350-6501. [IF=0.721]

Ponche A., Bigerelle M., Anselme K. (2010). Relative influence of surface topography and surface chemistry on cell response to bone implant materials. Part 1: Physico-chemical effects. Journal of Engineering in Medicine, 224(12), pp. 1471-1486, ISSN 0954-4119. [IF=0.957]

Beyaoui M., Mazeran P., Arvieu M., Bigerelle M., Guigon M. (2009). Analysis of nanoindentation curves in the case of bulk amorphous polymers. International journal of materials research, 100(7), pp. 943-949, ISSN 1862-5282. [IF=0.862]

Bigerelle M., Gautier A., Hagege B., Favergeon J., Bounichane B. (2009). Roughness characteristic length scales of belt finished surface. Journal of Materials Processing Technology, 209(20), pp. 6103-6116, ISSN 0924-0136. [IF=1.42]

Revue nationale avec comité de lecture

Ho H., Xia Y., Marteau J., Bigerelle M. (2013). Influence de l'amplitude de la rugosité de surfaces sablées sur la mesure de dureté par nanoindentation. Matériaux & Techniques, 101-3, pp. 9

Chapitre d'ouvrage

Vassaux M., Pieuchot L., Anselme K., Bigerelle M., Milan J. (2020). Designing optimal scaffold topographies to promote nucleus-guided mechanosensitive cell migration using in silico models. Developments and novel approaches in biomechanics and metamaterials, chap 12, Publisher Name Springer, Cham, pp. 199-216, ISBN 978-3-030-50464-9 [DOI=https://doi.org/10.1007/978-3-030-50464-9_12].

Conférence internationale avec actes et comité de lecture

Borel A., Mester Z., Deltombe R., Moreau P., Bigerelle M., Ingicco T. (2021). The application of metrological and elementary analyses of surfaces in the study of prehistoric stone tools. 3ème Forum franco-hongrois de la recherche scientifique, Institut Français de Budapest, hongrie, octobre .

Gaied L., Aloui F., Lippert M., Keirsbulck L., Bigerelle M. (2019). Influence of Surface Irregularities on Hydrodynamic Instabilities in Couette-Taylor Flow. ASME-JSME-KSME 2019 8th Joint Fluids Engineering Conference, Volume 1: Fluid Mechanics, ASME Digital Collection, July 28August 1, 2019 San Francisco, California, USA, pp. Paper No: AJKFluids2019-4625, V001T01A081; 10 pages, novembre ., ISBN 978-0-7918-5902-5 [DOI=https://doi.org/10.1115/AJKFluids2019-4625].

Borel A., Lengyel G., Deltombe R., Moreau P., Marteau J., Bigerelle M., Mester Z. (2019). Qualitative and quantitative analyses of surface al terations of stone tools: manufacture and use traces on stone raw materials from Hungary. 2nd Forum Franco-hongrois de la recherche scientifique, Budapest (Hongrie), septembre .

Lemesle J., Le goïc G., Mansouri A., Brown C., Bigerelle M. (2019). Wear Topography and Toughness of Ceramics correlated in Metal Matrix Composites using Curvatures by Reflectance and Multiscale by Filtering. 22nd International Conference on Metrology and Properties of Surfaces, Lyon (France), juillet .

Guibert R., Hanafi S., Bigerelle M., Brown C. (2019). Comparison of Three Multiscale Approaches for Topography Analysis. 22nd International Conference on Metrology and Properties of Surfaces, Lyon (France), juillet .

Galliere A., Morvan H., Trelcat J.-F., Boilet L., Paris E., Dubar M., Bigerelle M. (2019). A new focus variation apparatus for multiscale topographical surface analysis: Application to High Entropy Alloys coatings. 22nd Conference on Metrology and Properties of Surfaces, Lyon (France), juillet .

Galliere A., Morvan H., Trelcat J.-F., Boilet L., Montagne A., Staia M., Dubar M., Bigerelle M. (2019). Properties of High Entropy Alloy coatings by laser melting. 33rd International Conference on Surface Modification Technologies, Naples (Italy), juin .

El attaoui Y., Sadet J., Massa F., Tison T., Coustenoble L., Bigerelle M., Kim J. (2019). Modelling of Real Contact Surfaces: Application to Brake Squeal. Europes braking technology conference & exhibition - EuroBrake 2019, Dresde, Germany, mai .

Lemesle J., Moreau P., Bigerelle M. (2018). Comparison of in-situ and laboratory measurements of surface topography: application to crushers' wear. 45th Leeds-Lyon Symposium on Tribology, Leeds (UK), septembre .

Guibert R., Robache F., Lesueur D., Hanafi S., Brown C., Bigerelle M. (2018). Morphological Detection Method for Peak Gradient and Radius of Curvature in Surface Topography of Abraded Polymer Materials. 45th Leeds-Lyon Symposium on Tribology, Leeds (GB), septembre .

Monfared M., Gaied L., Berrich E., Shirani E., Bigerelle M., Aloui F. (2017). Experimental Study on the Effects of Surface Roughness on the Hydrodynamic instabilities' behaviors of Couette-Taylor flow. Proc. ASME. 58059; Volume 1B, Symposia: Fluid Measurement and Instrumentation; Fluid Dynamics of Wind Energy; Renewable and Sustainable Energy Conversion; Energy and Process Engineering; Microfluidics and Nanofluidics; Development and Applications in Comp, Waikoloa, Hawaii (USA), juillet ., ISBN 978-0-7918-5805-9 [DOI=10.1115/FEDSM2017-69252].

Hiricoiu A., Haugou G., Guérin J.-D., Coutellier D., Bigerelle M., Naceur H. (2016). Strain rate effects in titanium alloy Ti-6Al-4V obtained by Electron Beam Melting on powder bed. INTERNATIONAL CONFERENCE ON IMPACT OF LIGHTWEIGHT STRUCTURES AND MATERIALS, TORINO, ITALY, mai .

Hubert C., Kubiak K., Bigerelle M., Dubar L. (2014). Identification of local lubrication regimes on textured surfaces by 3D roughness curvature radius. Advanced Materials Research, 966-967, Peter Groche, Darmstadt, Germany, pp. 120-125, juin ., ISBN 978-3-03835-127-6 [DOI=10.4028/www.scientific.net/AMR.966-967.120].

Hubert C., Deltombe R., Bigerelle M., Chen Y. (2014). Roughness characterization of the seizure of metals. ICSM 2014 - 4th International Conference on Surface Metrology, Hamburg, Germany, mars .

Hubert C., Kubiak K., Bigerelle M., Dubois A., Dubar L. (2013). Identification of lubrication regime on textured surfaces by multi-scale decomposition. TriboLyon 2013 - 40th Leeds-Lyon Symposium on Tribology & Tribochemistry, Lyon, France, septembre .

Jouini N., Revel P., Thoquenne G., Bigerelle M. (2011). Influence of surface integrity by precision hard turning on rolling contact fatigue. Fatigue design 2011, Senlis, France, novembre .

Conférence nationale avec actes et comité de lecture

Robache F., Bigerelle M. (2018). BTF VISU : Un Simulateur Numérique 3D de Rendu de Textures Morpho-Mécaniques. Mardi Des Chercheurs, Arenberg (France), mars .

Aloui F., Gaied L., Abassi W., Lippert M., Bigerelle M. (2017). Measurement of thin liquid film thickness between two mechanical surfaces in relative movement using the conductimetry technique: Application for hydrodynamic lubrication. 23ème Congrès Français de Mécanique Lille, pp. 9 pages, août .

Gaied L., Berrich-Betouche E., Bigerelle M., Aloui F. (2017). Experimental study of the wall surfaces' roughness influence on the hydrodynamics' instabilities in a Couette-Taylor flow. 23ème Congrès Français de Mécanique Lille, pp. 9 pages, août .

Hiricoiu A., Haugou G., Guérin J.-D., Coutellier D., Bigerelle M., Naceur H. (2015). Caractérisation en dynamique rapide du Ti-6Al-4V obtenu en Fabrication Additive par Faisceau d'Électrons. CFM, Lyon, août .

Séminaire et autres communications

Bigerelle M., Caulier P., Chaabane S., Delcroix V., Grislin-Le strugeon E., Piechowiak S. (2021). Laboratoire LAMIH : Recherches en Santé et IA. Bulletin de l'AFIA, N°112, pp. 59-61, avril .

Lemesle J., Moreau P., Bigerelle M. (2018). Morpho Mécanique des Composites à Matrice Métallique : une Solution contre l'Usure à Conditions Extrêmes. Mardi Des Chercheurs 2018, Arenberg (France), mars .

Guibert R., Robache F., Bigerelle M., Hanafi S. (2018). Stitching des Cartes Topographiqes : Verrous et Complexité. Mardi Des Chercheurs 2018, Arenberg (France), mars .

Maxence BIGERELLE

APPLICATIONS DES FRACTALES EN SCIENCES DES MATERIAUX.

Curriculum Vitae

Diplômes universitaires

Expériences professionnelles

Réalisations - valorisation

Valorisations academiques

Valorisations industrielles

Rayonnement scientifique

Autres

Enseignements

Responsabilités pédagogiques

Enseignements en Science des Matériaux

Titre UV

Date

Lieu

P(1)

H(2)

Descriptif sommaire des UV.

Matériaux Innovants

depuis

2011

ENSIAME

R

120

Classes de matériaux en incluant les dernières recherches dans le domaine des matériaux (Advanced Materials).

Ecoconception et Mécatronique

depuis

2011

ENSIAME

R

20

Choisir les matériaux et les procédés de fabrication de manière à optimiser les critères environnementaux (bilan carbone, énergie, recyclage, eau…)

Science des Matériaux

depuis

2011

ENSIAME

P

30

Choix des Matériaux

2005

UTC

R

130

Mise en Oeuvre des Matériaux

2005

UTC

P

12

Science des Matériaux

2005

UTC

P

60

Structure de la matière, propriétés mécaniques, microstructure du matériau.

Biomatériaux

Depuis2009

UTC

P

12

Les différents biomatériaux, élaborations, propriétés, traitement de surfaces.

Surfaces et Biomatériaux

Depuis2008

Univ

Cergy

P

10

Rôle de la surface des biomatériaux sur la biocompatibilité.

Introduction Science des Matériaux

1994

ENSAM

P

200

Donner les bases physiques nécessaires à la compréhension des phénomènes physiques qui interviennent dans les procédés de mise en forme.

Matériaux et

1994

ENSAM

P

200

Propriétés des matériaux pour la mise en forme (déformations plastiques, diffusion, température…).

Maxence
BIGERELLE

P⁽¹⁾

H⁽²⁾

P⁽¹⁾

H⁽²⁾